063结矿真题总结参考(含答案)

结晶学与矿物学〔839〕真题及参考答案一、 名词解释〔每题6分，共30分〕空间格子定义及要素〔12/08〕答：空间格子是表示晶体内部质点在三维空间作周期性平移重复排列规律的几何图形。4种要素。在实际晶体中，晶体构造是由晶体内部的相个晶体构造可视为这种平行六面体在三维空间平行地、毫无间隙地重复堆砌而成。晶体异向性和均一性〔08〕育在{100}三组完全解理而其他方向解理不发育；再如蓝晶石在平行晶体延长方向上其摩斯4，而在垂直晶体延长方向上其摩斯硬度为6。晶体均一性是指同一晶体的任何部位其性质完全一样一性。生长锥及环带构造〔12〕长的晶体的断面上的一种生长痕迹〔画图——石英纵切面上的环带构造，图见P10。按层生长理论的晶体还可形成生长锥〔画图，图见P1。面角守恒定律与整数定律〔13/06〕晶面的夹角是相等的。如晶形为抱负形态的石英与石英歪晶，其对应晶面的夹角是相等的。整数定律，又称有理数定律，即晶体上任一晶面在结晶轴上的截距为轴单位的整数倍，〔整数定律后半局部的解释须画图并结合布拉维法则解释，图见P45。5.点群与空间群〔13/09/07〕L33L2。空间群是晶体中全部内部对称要素的组合。如自然金的空间群国际符号为Fm3m。属于同一对称型的晶体内部可属于假设干种空间群。如对称型L4有六种空间群与之相对应，其国际符号分别为P4，P4，P4，P4，I4，I4。1 2 3 1单形和聚形〔09〕中的立方体和八面体便是借助m3m的对称操作联系起来的3组晶面〔图见P4。聚形是由两个或两个以上单形依据肯定对称规律组合起来构成的晶体的几何多面体图分别表示了四方柱和四方双锥、立方体和菱形十二面体组成的聚形〔图见P63。双晶与平行连生〔12〕到达彼此重合、平行或拼接成一个完整的晶体。如钠长石常见聚片双晶。平行连生是指结晶取向完全全都的两个或两个以上的同种晶体连生在一起。如自然铜、明矾石和石英中常可见到平行连生。类质同象与同质多象〔11〕FeMg可形成完全类质同象代换。形成不同构造晶体的现象。如在一个大气压下，当温度高于573℃时SiO将形成β—石英，2573℃时SiO2

将形成α—石英。9. 有序与无序〔11/07〕据任何一个该等同位置的几率一样，这种构造称为无序构造。序构造。550CuFeS2

具闪锌矿型构造，为等轴晶系，CuFe离子在闪锌矿型构造中Zn离子所占据的立方晶胞的角顶和面心位置上作任意分布，阴离子S4次配位，相间地分布于1/8晶胞的中心。在550℃以下，黄铜矿形成时CuFe离子将规律地相间分布，形成如同两个闪锌矿晶胞沿Z轴重叠而成的四方晶胞。10. 聚形纹与聚片双晶纹〔12/08/07/06〕面上形成的一系列直线状平行条纹。例如黄铁矿晶面上常见立方体{100}和五角十二面体{hk0}两种单形的晶面交替生长所形成的3组相互垂直的条纹。双晶纹是双晶结合面的痕迹，其形态取决于双晶面的形态。例如斜长石晶体中通常都发育由聚片双晶结合面所形成的双晶纹。11. 弹性与挠性〔11〕性；当外力撤除后不能恢复原状的性质称为挠性。弹性和挠性是层状或链状构造矿物易表现出来的力学性质墨、辉钼矿、滑石、蛭石等具挠性。12. 荧光与磷光〔07/06〕激发后，矿物发光的持续时间在10-8s以上时，称发出的光为磷光；发光的持续时间小于10-8s时，称发出的光为荧光。例如白钨矿在外加能量激发下可发出天蓝色荧光，磷灰石加热有磷光。13. 构造水和结晶水(09)答：结晶水指在矿物中占据特定晶格配位位置的分子水〔HO。结晶水在矿物中的量2是肯定的，与其他组分呈固定比列关系。例如，石膏Ca[SO]·2HO。结晶水的逸出温度一4 2般为200~600℃，但在有些矿物中可低于100℃，还可呈分布逸出。结晶水逸出后原矿物将转变为的矿物。构造水指占据矿物晶格中确定配位位置的〔OH〕—、H+或〔HO〕+离子，以〔OH〕—3为最常见。这种水在晶体构造中的作用等同于阴、阳离子，与其他组分有固定的量比关系。例如：高岭土Al[SiO ](OH)。构造水的逸出温度高达600~1000℃。假设构造水逸出，原4 4 10 8矿物即完全解体。14. 矿物种与异种〔13/06〕答：矿物种是指具有肯定晶体构造和化学成分的一类矿物。如一般辉石。为异种。例如，紫水晶是紫色的石英变种。Ⅰ型金刚石与Ⅱ型金刚石〔11/08〕N的含量将金刚石划分为Ⅰ型金刚石和Ⅱ型金刚石，N含量大于0.001%者为Ⅰ型，小于0.001%为Ⅱ型。例如一般淡黄色的钻石为Ⅰ型金刚石，纯洁无色的钻石往往为Ⅱ型金刚石。二八面体型和三八面体型〔12/08〕答：在层状硅酸盐矿物四周体片与八面体片的匹配关系中，[SiO4]1个332331构造。例如高岭石和叶蜡石。17. 标型特征与标型矿物〔13/07/06〕同一矿物的各种属性上所表现的差异。例如锆石在侵入岩、火山岩、沉积岩差异。级变质环境；辰砂、辉锑矿只消灭在低温热液矿脉中。18. 共生与伴生〔11/09〕下的共生组合。矿物的伴生是指处在肯定空间范围内的几种矿物，分别是在不同时间或一样时间的不同系。19.假象与副像〔09〕方体或八面体等外形。副像是指在晶体发生同质多象转变时，一种同质多象变体继承了另一种变体之晶形的现象。例如在肯定条件下β-石英转变为α-石英，但仍旧保存了β-石英的六方双锥外形。备注：13年无名词解释。〔我们考了：解理和裂开；是否可以多一组：解理、裂开、断口〕二、 填空题〔每题1分，共26分〕{110}在等轴晶系中为 菱形十二面体单形，在四方晶系中为 四方柱单形，在斜方晶系中为 斜方柱〔11〕双晶的三种类型 生长双晶， 转变双晶， 机械双晶〔11〕晶体的微观对称要素包括平移轴， 螺旋轴， 滑移面。(或：晶体内部构造对称要素)〔11/08〕以下矿物中可综合利用的类质同象元素：辉钼矿中有 Re ；锆石中有 U，Th ；微斜长石中有 Rb，Cs ；闪锌矿中有 Ga，In，Tl 。(07/06)最常见的严密积存方式是 立方最严密积存和 六方最严密积存〔07/06〕列举四种晶面花纹： 晶面条纹， 晶面台阶， 生长丘， 蚀像〔09/08〕黄铁矿晶体外表的聚形纹是由 立方体和 五角十二面体单形相互交替生长而成。〔还有石英与电气石〔0〕矿物的显色机理： 自色， 他色， 假色〔或矿物学中传统上可将颜色分为以下三类，或颜色成因机理〔12/11/09/0〕光泽由强到弱分为： 金属光泽， 亚金属光泽， 金刚光泽， 玻璃光泽。〔07〕常见的特别光泽有 珍宝光泽， 丝绢光泽， 油脂光泽， 土状光泽。(06)物体的磁性可以分为： 铁磁性， 亚铁磁性， 反铁磁性， 顺磁性， 性〔12/08〕在自然元素大类中常见的矿物有： 自然铜， 自然金， 自然硫， 石墨。〔07〕硫化物分为： 单硫化物， 复硫化物， 硫盐〔09〕列举出黄铁矿的三种常见晶体形态立方体八面体五角十二面体〔08〕闪锌矿中Fe含量与温度什么关系 温度越高含铁量越高〔13/12〕TiO2的三种同质多象变体为 金红石， 锐钛矿， 板钛矿〔11〕水晶可有的单形为 六方柱 ， 菱面体， 三方双锥〔11〕水晶的同质多象变体可有 β-石英， α-石英， 柯石英， 斯石英， β-鳞英， β-方石英〔13〕砂矿中常见的氧化物矿物有 刚玉， 石英， 黑钨矿， 尖晶石〔06〕硅酸盐中硅氧骨干的主要类型有岛状环状链状层状架状。(07)石榴石的两个系列 铝系石榴石， 钙系石榴石〔11〕层状构造硅酸盐矿物有蛇纹石高岭石滑石叶蜡石白云母。〔09〕斜方辉石族矿物有： 顽火辉石， 古铜辉石， 尤莱辉石， 斜方铁辉石。〔09〕Al2SiO5的三个同质多象变体为： 红柱石， 蓝晶石， 矽线石〔12/08〕葡萄石的晶体构造中具有 层状和 架状之间的硅氧骨干〔11/08〕石棉包括 蛇纹石石棉和 角闪石石棉两类〔09/07/06〕PbS氧化成 铅矾和 白铅矿，辉铜矿氧化成 赤铜矿，氧化不完全时有 自然生成，黄铁矿氧化生成 赤铁矿〔09〕在风化蚀变的条件下，黄铁矿易变成 褐铁矿，辉石易变成 绿泥石，橄榄石易变成 蛇纹石，长石易变成 高岭石。(07/06)主要的铁矿石矿物有 磁铁矿， 褐铁矿， 赤铁矿， 菱铁矿〔06〕主要的铜矿石矿物有 辉铜矿， 黄铜矿， 斑铜矿〔06〕列举出4种以锰为主要组成元素的矿物： 软锰矿， 水锰矿， 硬锰矿， 矿〔13/11/0〔13年要求五个〕我们还考：刚玉含**为绿色、含**为黑色；碳酸钙的两个同质多象单体的名称和晶系〕三、简答题〔1040分〕晶体的对称性分类(或：举例简述晶体分类的三大晶族与七大晶系的特点，或晶体的对称型分类)〔13/09/08/07〕答：见P38页表格，须写的表格中要素包括晶族及其对称特点、晶系及其对称特点、对称型习惯符号和晶体实例。矿物的标型特征及类型〔12/09〕同一矿物的各种属性上所表现的差异。例如锆石在侵入岩、火山岩、沉积岩差异。矿物标型特征类型： 形态标征：矿物形态的根本样式取决于其构造特征，在根本样式制约下的变化却是形成条件的反映，由此打算了矿物形态的标型性。例如在低饱和度、低硫逸度和较高温度或较低温度条件下，黄铁矿主要呈八面体与立方体习性；在高过饱和度和高硫逸度和中温条件下，黄铁矿呈五角十二面体。 成分标型：矿物的化学成分能够敏感地反映形成条件的微小变化，信息量大，具极为重要的标型意义。例如对于内生铁矿床，绝大多数岩浆成因的磁铁矿比矽卡岩型和热液型成因的磁铁矿的Ti，V，Ni含量高。 构造标型：矿物构造标型主要反映在晶胞参数、多型、有序度和键长方面。例550℃形成的黄铜矿的有序度小于在低于550℃形成的黄铜矿。 物理性质标型：矿物的物理性质如颜色、硬度、密度、磁性等均有肯定标型性，它们本质上都是矿物化学成分标型和晶体构造标型的表现形式。例如一般角闪石长轴方向的颜色在薄片中随结晶温度增高由绿色变为褐色。简述条痕、透亮度和光泽之间的关系〔09〕答：关系表见P131。对于不透亮矿物和彩色或深色半透亮—透亮矿物，尤其是硫化物或局部氧化物和自然元素矿物而对于白色、无色或浅色的透亮矿物，其条痕均为白色，光泽往往为玻璃或金刚光泽。举例说明晶体习性及三种类型〔09〕这种性质称为矿物的结晶习性。结晶习性有三层含义：一是同种矿物单体常见的晶形，例如磁铁矿常呈八面体{111}，萤石常呈立方体{100}和八面体{111}形态进展科学分类或描述的根本准则。等大球最严密积存及空隙〔13/08〕P1009-19-2。考虑到局部晶体中之质点间的联系没有方向性和构造中质点应尽可能相互靠近以占有最小空间的趋势分析。等大球体在一个平面内的最严密积存只有19-16个球所围绕，球的位置记为A；球与球之间形成三角形空隙，其半数尖端指向下方，其位置记为B，另半数尖端指向上方，其位置记为C。2层球的积存位置只能选第一层球上的BC处才是最严密的。由于只要将置于B或C180°1设其次层球的位置为B，他所形成的上、下两个指向的三角形空隙对应位置为A和C。如选A1层球的位置，1~3层的构造便是ABACABC。ABABAB……或ACACAC……两层重复1积存，记为HCP3ABCACB41层球重复ABCABC……或ACBACB……31体在空间的分布于立方面心格子全都，称为立方最严密积存，记为CCP。等大球按上述两种方式做最严密积存后，球体之间的空隙仍占据整体积存空间的25.95%。假设将空隙四周球体中心连线所构成的几何多面体来命名相应空隙，则等大球间只有四周体〔T〕和八面体〔O〕nHCPCCP最严密积存，所形成的八面体空隙数都为n2n个。〔答题思路：①前提，②一层，③二层，④HCP和CCP，⑤空隙〕简述类质同象概念及其条件〔08/07/06〕FeMg可形成完全类质同象。影响类质同象的因素： 原子和离子半径：从几何角度考虑，相互取代的原子或离子的半径越接近，相互取代越易发生。假设以rr分别代表较大和较小的离子半径则——1〕当〔r-r〕1 2 1 22〕〔r-r〕/r

=10%~〔20%~25%〕2 1 2 2时，在高温下形成完全类质同象，温度下降时，固溶体发生离溶；3〕当〔r-r〕/1 2r>25%~40%2质同象。 离子电价：类质同象混晶不应消灭剩余电荷，因此总电价平衡时类质同象替代的根本前提。对于异价类质同象，质点替代的力量主要取决于电荷的平和，而质点Na+Ca2+和Al3+Si4+之间的异价类质同象，而〔r

3+-r

4+〕/r

4+50%。Al Si Si离子类型和化学键：原子或离子外层电子构型及所形成的化学键越接近，相应的类质同象越易实现。例如金属晶格中的原子只能被大小和性质相近的其他原子代换，如自然金中的Au原子只能被Ag，Cu，Pt等原子代换。 晶格：假设晶体的晶格中存在巨大空隙，则大半径阳离子可以充填其中，在不Be3Al2[Si6O18]Li++Cs+与Be2+的代换，大阳离子Cs+就是充填在其构造孔道中的。 能量系数：在其他条件相像的状况下，有能量系数大的离子代替能量系数小的离子有利于降低晶体的内能而使之更趋于稳定，这样的代换易于发生，反之则不易于发生。例如，K+Ba2+半径相近且同属惰性气体型离子，但因Ba2+EK值大于K+的，故钾的矿物中常见Ba2+代替K+而钡的矿物中很少有K+Ba2+的。 高温下KNa两结晶相组成条纹长石。 压力：压力对类质同象的影响还争论不够。一般而言，高压下类质同象不易发生，并可能促使相对低压下形成的类质同象混晶离溶。 组分浓度：晶体的化学组成是具有肯定量比关系的。当它结晶时介质中各组分假设不能与它应有的量比相适应，即假设某种组分缺乏时，将有与之类似的组分参加晶格予以补偿。举例说明矿物晶体化学分类原则〔或：矿物的晶体化学分类答：见P14814-2矿物形成阶段、世代及共生和伴生〔07〕矿阶段所形成的同种矿物石英便分属不同的世代为第一世代，中期的石英称为其次世代，晚期的石英称为第三世代。矿物的共生组合是指在肯定时空范围内和肯定物理化学条件掌握下共生组合。矿物的伴生是指处在肯定空间范围内的几种矿物系。晶体的根本性质〔12/06〕答：晶体的根本性质为：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能性和稳定性。自限性：晶体在适宜条件下生长时，总能自发形成具有肯定凸几何多面体外形的性质。例如，黄铁矿在适宜的条件下常形成六面体、八面体或五角十二面体的自形晶。均一性：同一晶体的任意局部的性质是完全一样的。由于晶体的各个局部具有一样的格璃非晶体的不同局部导热率虽然一样但这种均一性是统计意义上的、平均近似的均一性。异向性：晶体的性质因观看方向的不同而表现出差异的特性。例如方铅矿发育在{100}三组完全解理而其他方向解理不发育；再如蓝晶石在平行晶体延长方向上其摩斯硬度为4，而在垂直晶体延长方向上其摩斯硬度为6。如同一晶体的不同方向可消灭外形大小完全一样的性质。体的内能最小。例如，冰在溶化时会吸热，水在分散时会放热。体可自发地转化为晶体并释放能量，而晶体不行能自发地转化为其他物态。晶体的异向性〔07〕{100}三组完全解理而其他方向解理不发育；再如蓝晶石在平行晶体延长方向上其摩斯硬度为4，而在垂直晶体延长方向上其摩斯硬度为6。由于晶体中格子构造的质点排列方式和间距，在各项性质有肯定的差异。矿物相变的概念及相变的类型〔06〕形成稳定的相的过程。包括同质多象转变和晶化及非晶化。β形成不同构造晶体的现象。如在一个大气压下，当温度高于573℃时SiO将形成—石英，β2α573℃时SiO将形成—石英。α2非晶化是指含放射性元素铀或钍的矿物由于受到放射性蜕变能量的影响非晶质转变的作用。例如含放射性元素的锆石Zr[SiO]变为非晶质的水锆石。4渐渐转变为玉髓和石英，火山玻璃脱玻化为长石、石英。各晶系定向选轴原则〔11〕答：选择晶轴时应遵循以下原则：1〕应符合晶体所固有的对称性。为此晶轴应与对称轴或对称面觉察重合。假设无对称轴和对称面，晶轴可平行晶棱选取；2〕在上述前提下，应尽可能使各晶轴相互垂直或近于垂直，并使轴单位趋于相等，即尽可能使之趋于a=b=c；α=β=γ=90°。由于对称上的特别性，六方和三方晶系晶体承受四轴定向，其他晶系都承受三轴定向。各晶系中各个对称型的晶体定向方法见下表。表见P415-1。层生长理论内容举例〔11〕,3种不同的占位位置1和2及〔画图，见P10图2-进入3种位置后与四周质点成键的数量多少就不一样。三面凹角四周分布的相邻质点数最定。因此吗，质点优先进入三面凹角，其次是二面凹角，最终是一般位置。由此可以退出，在抱负状况下，晶体在晶核根底上生长时，应先生长一条行列，然后生向外平行推移，最外层的面网便发育成晶体的晶面。这就是层生长理论。风化作用及其矿物共生组合〔11〕机物的影响而发生气械裂开和化学分解，局部易溶组分形成真溶液被地表水及地下水带走，局部难溶组分残留在原地或搬运到不远处积存形成风化壳中矿物和岩石的过程。在地表风化作用下，硫化物和碳酸盐最不稳定，硅酸盐、氧化物和自然元素最稳定。硫化物和碳酸盐矿物分解后经化学变化后的产物。例如在硫化物矿床氧化带中，一般，硫化物中的黄铜矿CuFeS2

在风化过程中首先分解为CuSO4

和FeSO4

溶液，当CuSO4

与富碳酸的水溶液或碳酸岩发生反响时，形成孔雀石Cu[CO](OH)FeSOFe[SO]Fe(OH)

胶体，2 3 2 4 2 43 3其分散后即形成褐铁矿。尖晶石构造与反尖晶石构造〔12〕答：尖晶石族矿物的化学通式为ABO。据构造中A、B组阳离子的分布，可将尖晶石2 4型构造细分为三种亚型：正尖晶石型，用通式A[B]O表示内为八面体配位，下同，即单位晶胞中8个2 4A组二价阳离子占据四周体位置，16个B组三价阳离子占据八面体位置，如铬铁矿Fe[Cr]O。2 4反尖晶石型，同B[AB]O41/2B组三价阳离子〔8个〕占据1/2B组三价阳离子〔8个〕A组二价阳离子〔8个〕共同占据八面体位置，如磁铁矿Fe3+[Fe3+Fe2+]O。4混合型，用通用式A同质多象及类型〔12〕

B1-x

[ABx x

]O2-x

表示。573℃时SiO将形成β—石2573℃时SiO将形成α—石英。2同质多象的类型：1〕依据同质多象转变是否可逆，可分为可逆与不行逆转变。例如SiO的局部变体之间的转变中，只有构造差异不大的α—石英和β—石英的转变是可逆的。依据变体的构造特征还可将同质多象转变分为：2〕键角有所转变的转变，例如辉钼矿中2H3R多型变体；3〕重建型转变，即构造发生根本性变化的转变，如石墨与金刚石间的转变；4〕有序—无序转变，有序度发生转变的转变，550℃以上形成的黄铜矿有序度低于，在550℃以下形成的黄铜矿。简述现代矿物学测试方法〔13〕〔我们还考了解理分析题〕四、论述题(1854分)判读晶体化学式〔矿物名称，阴离子团特点，阳离子占位特点，画出是示意图〕O

](OH)

(11)2 4 10 2Mg[SiO ](OH)

(12/09)6 4 10 8K{Al[AlSiO ](OH)} (08)2 3 10 2CaNa(Mg,Fe)(Al,Fe3+)[(Si,Al)O](OH)

(07/06)2 4 4 112 2Ca(Mg,Fe2+,Fe3+,Ti,Al)[(Si,Al)O] (13)2 6表达以下各组矿物的肉眼鉴定特征及晶体化学式A：金刚石，锆石，黄玉； B：黑钨矿，锡石，闪锌矿〔09〕A：石英，锆石，黄玉； B：方铅矿，辉锑矿，辉钼矿〔08〕A：黄铁矿，黄铜矿，雌黄铁矿；B：石英，白钨矿，萤石〔07〕A：电气石，绿柱石，磷灰石； B：石英，方解石，萤石〔06〕：石英，锆石，黄玉；：黑钨矿，锡石，闪锌矿：橄榄石，透辉石，绿柱石A：石英，锆石，黄玉；BC〔12〕A：电气石，绿柱石，天河石；B：黑钨矿，闪锌矿，锡石〔13〕简述类质同象的概念及其条件，并举例说明其意义〔09〕FeMg可形成完全类质同象。影响类质同象的因素：原子和离子半径：从几何角度考虑，相互取代的原子或离子的半径越接近，r1

r分别代表较大和较小的离子半径则——1〕当〔r-2 1r2〕/r2<10%~15%时，一般形成完全类质同象替代；2〕当〔r1-r2〕/r2=10%~〔20%~25%〕3〕当〔r1-r2〕/r2>25%~40%时，即使在高温下也只能形成不完全类质同象，而在低温下不能形成类质同象。离子电价：类质同象混晶不应消灭剩余电荷，因此总电价平衡时类质同象替代的根本前提。对于异价类质同象，质点替代的力量主要取决于电荷的平和，而Na+与Ca2+和