结晶学与矿物学课后习题解答

第一章习题

1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态?

答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。

2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么?

答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。

3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。

答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别叙述：

a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。

b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。

c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。

d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。

e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。

f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。

5. 图1-6中,金红石结构中的氧离子分属几套相当点?

答:分属4套相当点.

第二章习题

1.讨论一个晶面在与赤道平面平行、斜交或垂直时，投影点与投影基圆之间的距离关系。

答：根据晶面极射赤平投影的步骤和方法可知：与赤道平面平行的晶面投影点位于基圆的圆心，斜交的晶面投影点位于基圆的内部，直立的晶面投影点位于基圆上。根据这一规律可知，投影点与基圆的距离由远及近顺序分别为与赤道平面平行的晶面、斜交的晶面和垂直的晶面。

2.作立方体、四方柱的各晶面投影，讨论它们的关系。

答：立方体有六个晶面，其极射赤平投影点有六个投影点。四方柱由四个晶面组成，其投影点只有四个。四方柱的四个投影点的分布与立方体直立的四个晶面的投影点位置相同。如果将四方柱顶底面也投影，则立方体与四方柱投影结果一样，由此说明，投影图不能放映晶体的具体形状，只能反映各晶面的夹角情况。

3.已知磷灰石晶体上（见附图），m∧m=60°，m∧r=40°，作其所有晶面的投影，并在投影图中求r∧r=?

答：晶面的极射赤平投影点见右图。在吴氏网中，将两个相邻的r晶面投影点旋转到过同一条大圆弧，在这条大圆弧上读取两点之间的刻度即为r ∧r=42º。

4.作立方体上所有对称面的极射赤平投影。

5.请证明:在极射赤平投影图中,某晶面投影点与圆心的距离h与该晶面的极距角ρ的关系为:h = rtan ρ/2 (r为基圆半径).

请见教材图2-6.在直角三角形OSa中,一直角边长为r,另一直角边为Oa,Oa=h,Oa的对角为ρ/2,根据三角函数关系可得:h = rtag ρ/2.

第三章习题

1.总结对称轴、对称面在晶体上可能出现的位置。

答：在晶体中对称轴一般出现在三个位置：a.角顶；b.晶棱的中点；c.晶面的中心。而对称面一般出现在两个位置：a.垂直平分晶棱或晶面；b.包含晶棱。

2.旋转反伸操作是由两个操作复合而成的，这两个操作可以都是对称操作，也可以都是非对称操作，请举例说明之。

答：旋转反伸轴L i3是由L3及C的操作复合而成，在有L i3的地方是有L3和C存在的，这两个操作本身就是对称操作；旋转反伸轴L i6是由L6和C 的操作复合而成，在有L i6的地方并没有L6和C存在的，即这两个操作本身是非对称操作，但两个非对称操作复合可以形成一个对称操作。

3.用万能公式证明：L i2=P⊥，L i6=L3+P⊥（提示：L i n=L n×C；L3+L2∥=L6）

证明：∵L i2=L2×C，而万能公式中L2×C= P⊥

∴L i2=P⊥

∵L i6=L6×C，将L3+L2∥=L6代入可得：L i6=（L3+L2∥）× C = L3+（L2 ×C）= L3+P

4.L33L24P属于什么晶系?为什么?

答：它属于六方晶系。因为L33L24P也可以写成L i63L23P，而L i6为六次轴，级别比L3的轴次要高，因此在晶体分类中我们一般将L i63L23P归属六方晶系。

第四章习题

1.总结下列对称型中，各对称要素在空间的分布特点，它们与三个晶轴的关系：m3m，m3，3m。

答：在m3m对称型中，其所有对称要素为3L44L36L29PC。其中对称中心C在原点；3个P分别垂直于其中一个结晶轴，另外6个P分别处于两个结晶轴夹角平分线处；6个L2分别是任意两个结晶轴的对角线；4和L3分别位于三个结晶轴的体对角线处，3个L4相互垂直且分别与一个结晶轴重合。

在m3对称型中，其所有对称要素为3L24L33PC。其中对称中心C在原点；3个P相互垂直且分别垂直于其中一个结晶轴；4和L3分别位于三个结晶轴的体对角线处，3个L2相互垂直且分别与一个结晶轴重合。

在3m对称型中，其所有对称要素为L33P。L3与Z轴重合，3个P分别垂直于X、Y、U轴。

2.区别下列对称型的国际符号：

23与32 3m与m3 6/mmm与6mm

3m与mm 4/mmm与mmm m3m与mmm

答：首先我们可以通过这些对称型的国际符号展示的对称要素，确定它们所属的晶系。然后将对称要素按照国际符号书写的方位分别置于其所在的位置。最后根据对称要素组合定律将完整的对称型推导出来。

23与32：23为等轴晶系，对称型全面符号为3L24L3；32为三方晶系，对称型全面符号为L33L2。

3m与m3：3m为三方晶系，对称型全面符号为L33P；m3为等轴晶系，对称型全面符号为3L24L33PC。

6/mmm与6mm：6/mmm为六方晶系，对称型全面符号为L66L27PC；6mm为六方晶系，对称型全面符号为L66P。

3m与mm：3m为三方晶系，对称型全面符号为L33P；mm为斜方晶系，对称型全面符号为L22P

4/mmm与mmm：4/mmm为四方晶系，对称型全面符号为L44L25PC；mmm为斜方晶系，对称型全面符号为3L23PC。

m3m与mmm：m3m为等轴晶系，对称型全面符号为3L44L36L29PC；mmm为斜方晶系，对称型全面符号为3L23PC。

3.观察晶体模型，找出各模型上的对称要素，确定对称型及国际符号，并画出对称要素的赤平投影。

答：这一题需要模型配合动手操作才能够完成。因此简单介绍一下步骤：

1）根据各种对称要素在晶体中可能出现的位置，找出晶体中所有的对称要素；

2）写出其对称型后，根据晶体对称分类中晶系的划分原则，确定其所属的晶系；

3）按照晶体的定向原则（课本P42-43，表4-1）给晶体定向；

4）按照对称型国际符号的书写原则（课本P56，表4-3）写出对称型的国际符号；

5）将对称要素分别用极射赤平投影的方法投影到平面上。投影的顺序一般为先投影对称面，接着投影对称轴最后投影对称中心。

4.同一晶带的晶面，在极射赤平投影图中怎样分布?

答：同一晶带的晶面的投影先投到投影球上，它们分布在同一个大圆上。用极射赤平投影的方法投影到水平面上可以出现三种情况：分布在基圆上（水平的大圆）；分布在一条直径上（直立的大圆）；分布在一条大圆弧上（倾斜的大圆）。同一晶带的晶面投影在同一大圆上，因为同一晶带的晶面其法线处于同一圆切面上。

5.下列晶面哪些属于［001］晶带?哪些属于［010］晶带?哪些晶面为［001］与［010］二晶带所共有?

（100），（010），（001），（00），（00），（00），（0），（110），（011），（0），（101），（01），（10），（10），（10），

（0），（01），（01）。

答：属于[001]的晶面有：（100），（010），（00），（00），（0），（110），（10），（10）。

属于[010]的晶面有：（100），（001），（00），（00），（101），（01），（10），（0）。

为［001］与［010］二晶带所共有：（100），（00）。

6判定晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行，垂直或斜交）：

(1) 等轴晶系、四方晶系及斜方晶系晶体：（001）与［001］；（010）与［010］；［110］与［001］；（110）与（010）。

(2) 单斜晶系晶体：（001）与［001］；［100］与［001］；（001）与（100）；（100）与（010）。

(3) 三、六方晶系晶体：（100）与（0001）；（100）与（110）；（100）与（101）；（0001）与（110）。

答：（1）等轴晶系中（001）与［001］垂直；（010）与［010］垂直；［110］与［001］垂直；（110）与（010）斜交。

四方晶系中（001）与［001］垂直；（010）与［010］垂直；［110］与［001］垂直；（110）与（010）斜交。

斜方晶系中（001）与［001］垂直；（010）与［010］垂直；［110］与［001］垂直；（110）与（010）斜交。

（2）单斜晶系中（001）与［001］斜交；［100］与［001］斜交；（001）与（100）斜交；（100）与（010）垂直。

（3）三、六方晶系中（100）与（0001）垂直；（100）与（110）斜交；（100）与（101）斜交；（0001）与（110）垂直。

7. 写出(100)、（110）、（111）的三指数晶面符号；写出[101]]、[110]、[111]的三指数晶棱符号。

答：(100)、（110）、（111）的三指数晶面符号分别为：（100）、（110）、（111）；[101]、[110]、[111]的三指数晶棱符号分别为：[210]、[110]、[331]。

第五章习题

1.可不可以说立方体单形也可以分成三对平行双面，为什么?

答：不可以。因为立方体的6个晶面全部同形等大,且都可以由对称型m3m中的对称要素联系起来的，所以它们属于同一个单形,不能将它们分开为三对平行双面。

2.晶面与任何一个对称型的位置关系最多只能有7种，所以一个晶体上最多只能有7个单形相聚构成聚形，此话正确与否?

答：这句话不正确。虽然一个对称型最多只能有7种单形，但同一种单形可以同时出现多个在同一晶体上相聚（如：多个具有L4PC对称型的四方双锥可以相聚在一起），因此一个晶体中单形的数目可以超过7个。这句话改为“一个晶体上最多只能有7种单形相聚构成聚形”即可。

3.根据单形的几何形态得出：立方体的对称型为m3m，五角十二面体的对称型为m3，它们的对称型不同，所以不能相聚，对吗?为什么?

答：这一结论不对。因为“立方体的对称型为m3m，五角十二面体的对称型为m3”是从几何单形的角度得出的结果。而单形相聚原则中所说的单形是结晶单形。所以该结论有偷梁换柱之嫌。实际上立方体的结晶单形有5种对称型，其中就有一种为m3，具有这种对称型的立方体就能够与五角十二面体相聚。

什么在三方晶系（除3外）和六方晶系（除外），其他对称型都有六方柱这一单形?这些六方柱对称一样吗?为什么?

答：这些六方柱都是结晶单形（课本P70，表5-5）,它们的对称型可以属于三方、六方晶系的，它们的外形相同但对称不同。因为结晶单形不仅考虑几何外形还要考虑对称性质。

5.在同一晶体中能否出现两个相同形号的单形?

答：不能。如果出现相同形号的单形，它们对应的晶面的空间方位相同，它们的晶面将重合或平行在一起。

6.菱面体与六方柱能否相聚?相聚之后其对称型属于3，m还是6/mmm?为什么?

答：菱面体和六方柱能够相聚。相聚后对称型为m。因为根据课本P70，表5-5-5和P71，5-6，对称型3中没有菱面体和六方柱，6/mmm中也没有菱面体这一单形。在m中既有菱面体又有六方柱。所以相聚后对称型可以为m。

7.在聚形中如何区分下列单形：斜方柱与四方柱；斜方双锥、四方双锥与八面体；三方单锥与四面体；三方双锥与菱面体；菱形十二面体与五角十二面体。

答：斜方柱的横截面为菱形，四方柱的横截面为正方形。斜方双锥的三个切面均为菱形，四方双锥的横切面为正方形，两个纵切面为菱形，八面体的三个切面均为正方形。三方单锥只有3个晶面，四面体有4个晶面。三方双锥晶面不能两两相互平行，而菱面体的晶面则可以。菱形十二面体的单形符号为{110}而五角十二面体的单形符号为{hk0}。

8.在等轴晶系中下列单形符号代表哪些常见单形：｛100｝，｛110｝，｛111｝。

答：{100}立方体，{110}菱形十二面体，{111}八面体和四面体。

9.等轴晶系、四方晶系和低级晶族中的（111）都与三个晶轴正端等交吗?｛111｝各代表什么单形?

答：不是，只有等轴晶系的（111）与三个晶轴正端等交。等轴晶系中{111}代表八面体或四面体。四方晶系中{111}可代表四方双锥、四方四面体等。斜方晶系中{111}代表斜方双锥。因为只有等轴晶系的三个晶轴上的轴单位相等，四方晶系、低级晶族的三个晶轴上的轴单位不同，所以即使是晶面（111）也不代表与三轴等交。

10.写出各晶系常见单形及单形符号，并总结归纳以下单形形号在各晶系中各代表什么单形?｛100｝，｛110｝，｛111｝，｛101｝，｛100｝，｛110｝，｛111｝。

答：

2/m的单形分别为：

{001}平行双面，{010}平行双面，{100}平行双面，{hk0}斜方柱，{h0l}平行双面，{0kl}斜方柱，{hkl}斜方柱。

mmm的单形分别为：

{001}平行双面，{010}平行双面，{100}平行双面，{hk0}斜方柱，{h0l}斜方柱，{0kl}斜方柱，{hkl}斜方双锥。

4/mmm的单形分别为：

{001}平行双面，{100}四方柱，{010}四方柱，{hk0}复四方柱，{h0l}四方双锥，{hhl}四方双锥，{hkl}复四方双锥。

m3的单形分别为：

{100}立方体，{110}菱形十二面体，{hk0}五角十二面体，{111}八面体，{hkk}四角三八面体，{hhl}三角三八面体，{hkl}偏方复十二面体。

m3m的单形分别为：

{100}立方体，{110}菱形十二面体，{hk0}四六面体，{111}八面体，{hkk}四角三八面体，{hhl}三角三八面体，{hkl}六八面体。

12.柱类单形是否都与Z轴平行?

答：不是。斜方柱就可以不平行于Z轴，如斜方柱{011}、{111}等。

13.分析晶体模型，找出它们的对称型、国际符号、晶系、定向原则、单形名称和单形符号，并作各模型上对称要素及单形代表晶面的赤平投影。答：步骤为：

1）根据对称要素可能出现的位置，运用对称要素组合定律，找出所有对称要素，确定对称型。

2）根据晶体对称分类中晶系的划分原则，确定其所属的晶系。

3）按照晶体的定向原则（课本P42-43，表4-1）给晶体定向。

4）按照对称型国际符号的书写原则（课本P56，表4-3）写出对称型的国际符号。

5）判断组成聚形的单形的个数

6）确定单形的名称和单形符号。判断单形名称可以依据的内容：

（1）单形晶面的个数；

（2）单形晶面间的关系；

（3）单性与结晶轴的关系；

（4）单形符号；

7）绘制晶体对称型和代表性晶面的极射赤平投影图。

14.已知一个菱面体为32对称型，这个菱面体是否有左右形之分?

答：这个菱面体有左右形之分,因为对称型32(L33L2)本身就有左-右形之分，这是结晶单形意义上的左-右形。

15.石英晶体形态上发育两个菱面体｛101｝和｛011｝,它们是什么关系?它们的表面结构(或它们的晶面性质)相同吗?为什么?

答: 它们是正形与负形的关系。它们的表面结构(或晶面性质)不相同,因为它们分属两个不同的结晶单形。

第七章习题

1.有一个mm2对称平面图形，请你划出其最小重复单位的平行四边形。

答：平行四边形见右图

2.说明为什么只有14种空间格子?

答：空间格子根据外形可以分为7种，根据结点分布可以分为4种。布拉维格子同时考虑外形和结点分布两个方面，按道理应该有28种。但28种中有些格子不能满足晶体的对称，如：立方底心格子，不能满足等轴晶系的对称，另外一些格子可以转换成更简单的格子，如：四方底心格子可以转换成为体积更小的四方原始格子。排除以上两种情况的格子，所以布拉维格子只有14种。

3.分析金红石晶体结构模型，找出图7-16中空间群各内部对称要素。

答：金红石晶体结构中的内部对称要素有：42，2，m，n，。图中的空间群内部对称要素分别标注在下图中：

4.Fd3m是晶体的什么符号?从该符号中可以看出该晶体是属于什么晶系?具什么格子类型?有些什么对称要素?

答：Fd3m是空间群的国际符号。该符号第二部分可以看出该晶体属于等轴晶系。具有立方面心格子。从符号上看，微观对称有金刚石型滑移面d，对称轴3，对称面m。该晶体对应的点群的国际符号为m3m，该点群具有的宏观对称要素为3L44L36L29PC。

5.在一个实际晶体结构中，同种原子(或离子)一定是等效点吗?一定是相当点吗?如果从实际晶体结构中画出了空间格子，空间格子上的所有点都是相当点吗?都是等效点吗?

答：实际晶体结构中，同种质点不一定是等效点，一定要是通过对称操作能重合的点才是等效点。例如：因为同种质点在晶体中可以占据不同的配位位置，对称性就不一样，如：铝的铝硅酸盐，这些铝离子不能通过内部对称要素联系在一起。

同种质点也不一定是相当点。因为相当点必须满足两个条件：质点相同，环境相同。同种质点的环境不一定相同，如：金红石晶胞中，角顶上的Ti4+与中心的Ti4+的环境不同，故它们不是相当点。

空间格子中的点是相当点。因为从画空间格子的步骤来看，第一步就是找相当点，然后将相当点按照一定的原则连接成为空间格子。所以空间格子中的点是相当点。

空间格子中的点也是等效点。空间格子中的点是相当点，那么这些点本身是相同的质点，而且周围的环境一样，是可以通过平移操作重合在一起的。因此，它们符合等效点的定义，故空间格子中的点也是等效点。

第九章习题

1.请说明双晶面决不可能平行于单晶体中的对称面；双晶轴决不可能平行于单晶体中的偶

次对称轴；双晶中心则决不可能与单晶体的对称中心并存。

答：这题可以用反证法说明。如果双晶面与单晶体的对称面平行，双晶的两个单体将成为同一个晶体，而不是双晶。后面的两种情况以此类推。

2.研究双晶的意义何在？

答：1）研究双晶对认清晶体连生的对称规律以及了解这些规律的晶体化学与晶体对称变化机制有理论意义。

2）研究双晶具有一定的地质意义。有的双晶是反映一定成因条件的标志。自然界矿物的机械双晶的出现可作为地质构造变动的一个标志。

3）研究双晶，包括研究双晶的形成及其人工消除，对提高某些晶体的工业利用价值以及有关矿床的评价也有重要的意义。对于某些晶体材料的利用，双晶具有破坏性作用。

3.斜长石(对称型)可能有卡斯巴双晶律和钠长石双晶律，为什么正长石(2/m对称型)只有卡斯巴双晶律而没有钠长石双晶律？

答：卡斯巴双晶的双晶律为：tl(双晶轴)∥Z轴，钠长石双晶律为：tp（双晶面）∥（010），tl（双晶轴）⊥（010）。斜长石的对称型为，对于以上两种双晶律，它既没有与双晶面平行的对称面，也没有与双晶轴平行的偶次轴。因此斜长石可以出现卡斯巴和钠长石两种双晶律。而正长石的对称型为2/m，它的L2⊥（010），P∥（010）,对于钠长石律而言，正长石的L2∥tl，P∥tp，因此正长石不能够有钠长石律。

4.斜长石的卡-钠复合双晶中存在三种双晶律：钠长石律(双晶轴⊥(010))，卡斯巴律(双晶轴∥c轴)，卡-钠复合律(双晶轴位于(010)面内但⊥c 轴)。请问这三种双晶律的双晶要素共存符合于什么对称要素组合定理?

答：我们可以将双晶轴看成L2，双晶面看成P。这样钠长石律说明Y轴方向存在1个L2，卡斯巴双晶律说明Z轴方向存在1个L2，卡钠复合双晶律说明又一个新的L2，它与Y轴和Z轴均垂直。它们满足下面的对称要素组合定律：

L n×L2→L n nL2L2×L2→L22L2=3 L2

5.不同晶体之间形成规则连生(浮生或交生)的内部结构因素是什么?

答：不同晶体之间形成规则连生，主要取决于相互连生的晶体之间具有结构和成分上相似的面网。

6. 浮生与交生的成因类型有哪些?

答: 浮生与交生的成因类型可分为3种:

1)原生成因:在晶体生长过程中形成的浮生或交生,如钾长石与石英交生形成的文像结构;

2)出溶成因:高温形成的固溶体当温度下降时会出溶形成两种晶体,这两种晶体往往以交生的形式共存;

3)次生成因:一种晶体被另一种晶体交代,原晶体与在交代过程中形成的晶体也往往定向规律交生在一起。

第十章习题

1.等大球最紧密堆积有哪两种基本形式?所形成的结构的对称特点是什么?所形成的空隙类型与空隙数目怎样?

答：等大球最紧密堆积有六方最紧密堆积（ABAB……，两层重复）和立方最紧密堆积（ABCABC……，三层重复）两种基本形式。六方最紧密堆积的结构为六方对称，立方最紧密堆积的结构为立方对称。这两种类型形成的空隙类型和数目是相同的，空隙有两种类型——四面体空隙和八面体空隙。一个球体周围有6个八面体空隙和8个四面体空隙。

2.什么是配位数?什么是配位多面体?晶体结构中可以看成是由配位多面体连接而成的结构体系，也可以看成是由晶胞堆垛而成的结构体系，那么，配位多面体与晶胞怎么区分?

答：我们将晶体结构中，每个原子或离子周围最邻近的原子或异号离子的数目称为该原子或离子的配位数。以一个原子或离子为中心，将其周围与之成配位关系的原子或离子的中心连接起来所获得的多面体成为配位多面体。配位多面体与晶胞不同，晶胞是晶体结构中最小重复单元，晶体结构可以看成是由晶胞堆垛而形成的。配位多面体强调的是晶体结构中的结构基团，而晶胞体现的是晶体结构的重复周期与对称性，晶胞是人为的根据晶体本身的对称性划出来的，实际晶体结构中并不存在与晶胞相应的“结构基团”。

3.CsCl晶体结构中，Cs+为立方体配位，此结构中Cl-是作最紧密堆积吗？

答：此结构中Cl-离子不是最紧密堆积。因为等大球的最紧密堆积只有两种空隙——四面体空隙和八面体空隙。晶体结构中不会出现立方体配位。因此，CsCl结构中的Cl-离子不是最紧密堆积。

4.用NaCl的晶体结构为例说明鲍林第二法则。

答：鲍林第二法则为“一个稳定的晶体结构中，从所有相邻的阳离子到达一个阴离子的静电键之总强度等于阴离子的电荷”。NaCl结构中，CN Cl-=6和CN Na+=6。每个Na+到达1个Cl-的静电强度为1/6，到达1个Cl-的总静电强度为1/6×6=1，与Cl-的电荷数相同。

5.类质同像的条件是什么?研究意义是什么?

答：形成类质同像替代的原因一方面取决于替代质点本身的性质，如原子、离子半径的大小、电价、离子类型、化学键性等；另一方面也取决于外部条件，如形成时的替代温度、压力、介质条件等。

研究类质同享的意义在于：1）了解元素的赋存状态及矿物化学成分的变化，以正确表示矿物的化学式。2）了解矿物物理性质变化的原因，从而可通过测定矿物的性质来确定其类质同像混入物的种类和数量。3）判断矿物晶体的形成条件。4）综合评价矿床及综合利用矿产资源。

6.同质多像转变过程中，高温、高压形成的变体结构有何特点?

答：一般地，温度的增高会促使同质多像向CN减小、比重降低的变体方向转变。对同一物质而言，一般高温变体的对称程度较高。压力增大一般使同质多像向CN增大、比重增大的变体方向转变。

7.试述类质同像、同质多像、型变及它们之间的有机联系。

答：类质同像是指晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代，共同结晶成均匀的单一相的混合晶体，而能保持其键性和结构型式不变，仅晶格常数和性质略有改变。

同质多像是指化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，形成结构不同的若干种晶体的现象。

型变是指在晶体化学式属同一类型的化合物中，化学成分的规律变化而引起的晶体结构形式的明显而有规律的变化的现象。

型变现象能够将类质同像和同质多像有机地联系起来，类质同像、同质多像和型变现象体现了事物由量变到质变的规律。

8.为什么层状结构的晶体非常容易发生多型现象?

答：因为层状结构的矿物结构单元层之间堆垛时，通常错开一定的角度进行，而不是正对着的。往往层与层之间的错开通常不是遵循同一种规律。这种现象类似于等大球最紧密堆积中的最紧密堆积层之间的堆积方式，也有许多种变化，从而导致在一维方向上面变化，产生多型的现象。而在非层状晶体中，结构的变化应属于同质多像的范畴，而不易形成多型的现象。

第十一章习题

1. 何谓矿物?矿物学的主要研究内容是什么?

答：矿物是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石或矿石的基本组成单位。

矿物学是一门研究地球及其它天体的物质组成及演化规律的地质基础学科。它是研究矿物(包括准矿物)的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途及其相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学。它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础和依据。

2. 玻璃、石盐、冰糖、自然金、花岗岩、合成金刚石、水晶、水、煤、铜矿石是不是矿物?为什么?

答：根据矿物的定义，我们可知矿物的两个特点：天然形成和结晶质。这两个特点可以作为我们判断物质是否是矿物的依据。上述物质中，是矿物的有石盐、自然金、水晶，其他的均不是矿物。原因如下：

玻璃是非晶质体；冰糖为人工合成；花岗岩是岩石，它是多种矿物的集合体；合成金刚石也是人工合成；水是液态，为非晶质体；煤是混合物，它由多种矿物和非晶质体以及有机物组成；铜矿石是矿石，也是多种矿物的集合体。

3. 综论矿物学与相关学科的关系。

答：矿物学与一系列理论学科、技术学科和应用学科有着密切的关系。首先，矿物学以基础理论学科为基础，这些学科包括结晶学、数学、物理学、化学、物理化学等，尤其是固体物理学、量子化学和化学方面的理论及实验技术和计算机科学。它们促进现代矿物学全面发展。同时，矿物学作为相关的地质学科（例如：岩石学、矿床学、地球化学等）和应用学科（例如：材料学、宝石学）的基础，为它们的进一步研究提供了借鉴和理论知识。

第十二章习题

1.试述地壳中化学元素的丰度特点及其意义。

答：元素在地壳中的丰度是指各种化学元素在地壳中的平均含量。它通常有两种表示方法：质量克拉克值和原子克拉克值。化学元素在地壳中的分布极不均匀，含量最多的前八种元素（O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg）占99%以上。因此，地壳中分布最广的矿物也以这些元素组成。例如：地壳中含氧盐和氧化物分布最广，特别是硅酸盐矿物占矿物总种数的24%，占地壳总重量的3/4。其意义为：地壳化学元素丰度直接影响地壳中矿物种类和含量。

2.矿物学上，划分离子类型的依据是什么?不同类型的离子各有何特点?

答：矿物学上，我们通常根据离子的外层电子构型将其分为三种类型，现分别描述如下：

1）惰性气体型离子具有与惰性气体原子相同的电子构型，最外层具有8个电子（ns2np6）或2个电子（1s2）的离子。包括碱金属、碱土金属及一些非金属元素的离子。此类离子在自然界极易形成含氧盐（主要是硅酸盐）、氧化物和卤化物，构成地壳中大部分造岩矿物。地质上常将这些元素又称为“亲氧元素”、“亲石元素”或“造岩元素”。

2）铜型离子外电子层有18个电子(ns2np6nd10)或(18+2)个电子(ns2np6nd10(n+1)s2)的离子。其最外层电子构型同Cu+。主要包括周期表中IB、ⅡB副族及其右邻的某些元素的离子。此类离子常形成以共价键为主的硫化物、含硫盐或类似的化合物，构成主要的金属硫化物矿床中的矿石矿物。这部分元素常称为“亲硫元素”、“亲铜元素”或“造（成）矿元素”。

3）过渡型离子最外层电子数为9～17的离子。其最外层电子构型为ns2np6nd1～9。主要包括周期表中ⅢB～ⅦB 副族和Ⅷ族元素的离子。其特点是具有未满的6d电子亚层，结构不稳定，易于变价，其性质介于惰性气体型离子与铜型离子之间。

3.何谓化学计量矿物和非化学计量矿物?并举例说明之。为什么当今愈来愈重视矿物非化学计量性的研究?

答：在各晶格位置上的组分之间遵守定比定律、具严格化合比的矿物称为化学计量性矿物。例如：水晶SiO2中的Si:O比值为1:2，铁闪锌矿(Zn,Fe)S 中的(Zn+Fe):S比值为1:1等。

对于一些含变价离子矿物来说，当离子的价态发生变化后，为了使变价平衡，矿物晶体内部必然存在某种晶体缺陷（如空位、填隙离子等点缺陷），致使其化学组成偏离理想化合比，不再遵循定比定律，这些矿物称为非化学计量性矿物。例如：FeS化合物可以在高温下通过暴露在真空中或高硫

蒸气压下，极容易改变其化学计量性而变为磁黄铁矿的成分（Fe1-x S）。磁黄铁矿中Fe:S比值为(1-x):1（其中，x介于0-0.125之间），不遵循定比定律。

自然界有些矿物的非化学计量性可以作为标型特征，例如：含金硫化物的偏离化学计量的元素比值就具有标型性。

4.何谓胶体矿物?其主要特性有哪些?

答：胶体矿物是指由以水为分散媒、以固相为分散相的水胶凝体而形成的非晶质或超显微隐晶质矿物。从严格意义上说，胶体矿物只是含吸附水的准矿物。

由于胶体的特殊性质，决定了胶体矿物化学成分具有可变性和复杂性的特点。首先，胶体矿物分散相和分散媒的量比不固定。其次，胶体微粒的表面具有很强的吸附能力，而且吸附不必考虑被吸附离子的半径大小、电价的高低等因素，被吸附离子的含量主要取决于该离子在介质中的浓度。从而导致了胶体矿物的化学成分不仅可变，而且相当复杂，其组成中含有在种类和数量上变化范围均较大的被吸附的杂质离子。

5.举例说明水在矿物中的存在形式及作用。不同形式的水在晶体化学式中如何表示?

答：根据矿物中水的存在形式及其在晶体结构中的作用，可将矿物中的水主要分为吸附水、结晶水和结构水3种基本类型，以及性质介于结晶水与吸附水之间的层间水和沸石水2种过渡类型。现就其存在形式及其作用及晶体化学式中的表达列表如下：

③白云母K ｛Al 2［(Si 3Al)O 10］(OH) 2｝与多硅白云母K ｛(Al 2-x Mg x )［(Si 3+x Al 1-x )O 10］(OH) 2｝；

④硬玉NaAl ［Si 2O 6］与霞石Na ［AlSiO 4］；

⑤蓝晶石Al Ⅵ［SiO 4］O ，红柱石Al ⅥAl Ⅴ［SiO 4］O 与夕线石Al Ⅵ［Al ⅣSiO 5］(注：式中罗马数字为晶格中Al 的配位数)。

答：晶体化学式不仅提供了化合物元素之间比值关系，而且提供了一定晶体结构的信息，不同的化学式能够反映出晶体结构间的差异：

①钙钛矿CaTiO 3中，Ca 2+和Ti 4+均作为普通阳离子与O 2-配位，是一种复化合物；钼钙矿Ca ［MoO 4］中Mo 6+与O 2-结合形成络阴离子团，然后与Ca 2+相结合形成络合物；

②白云石CaMg ［CO 3］2中的Ca 2+和Mg 2+是复化合物中的两种阳离子，它们占据特定的晶体结构；镁方解石(Ca,Mg)［CO 3］中的Ca 2+和Mg 2+呈现的是类质同像替代的关系；

③白云母K ｛Al 2［(Si 3Al)O 10］(OH) 2｝中Al 3+既以普通阳离子的形式存在于硅氧骨干之外，又替代1/4的Si 进入到硅氧骨干内形成[AlO 4]四面体，中括号内代表硅氧骨干，大括号内代表结构单元层；而与白云母相比较，多硅白云母K ｛(Al 2-x Mg x )［(Si 3+x Al 1-x )O 10］(OH) 2｝中Al 3+的作用不变，只是两种位置的Al 3+相应地发生了类质同像变化：骨干内Al 3+→Si 4+少了，但骨干外产生了Mg 2+→Al 3+；

④硬玉NaAl ［Si 2O 6］与霞石Na ［AlSiO 4］这两种矿物均属于硅酸盐类，它们中Al 3+的作用不同，硬玉NaAl ［Si 2O 6］中的Al 3+在硅氧骨干外，起普通阳离子的作用，故硬玉是铝的硅酸盐；霞石Na ［AlSiO 4］中的Al 3+替代部分Si 4+进入到硅氧骨干内，故霞石是铝硅酸盐。

⑤蓝晶石Al Ⅵ［SiO 4］O ，红柱石Al ⅥAl Ⅴ［SiO 4］O 与夕线石

Al Ⅵ［Al ⅣSiO 5］这三种矿物是同质多像关系。它们均是硅酸盐，但Al 3+的配位有差异。蓝晶石中Al 在硅氧骨干之外，配位数为6；红柱石中的Al 也在硅氧骨干之外，但一半的配位数是6，另一半的配位数为5；夕线石中的Al 有一半在硅氧骨干外，配位数是6，另一半进入硅氧骨干，配位数是4。

8.已知某硬玉的化学成分(wB%)：SiO 2 56.35, TiO 2 0.32, Al 2O 3 18.15, Fe 2O 3 5.22, FeO

0.75, MnO 0.03，MgO 2.83, CaO 4.23, Na 2O

12.11, K 2O 0.02，试计算其晶体化学式(注：硬玉的理想化学式为NaAl ［Si 2O 6］)。 答：按照课本P191，表12-4和表12-5的计算步骤和方法，以氧原子法为例，将计算过程列于下表：

聚片双晶纹是聚片双晶中，由一系列相互平行的结合面在晶面或解理面上的双晶缝合线所构成的直线条纹。因此，聚片双晶纹不仅可以在晶体的表面上看到，在晶体新鲜的解理面上更容易观察。

6.如何描述矿物集合体的形态?

答：矿物集合体形态的描绘分为两类——显晶集合体和隐晶集合体。现分别描述如下：

根据单体的晶体习性及集合方式，显晶集合体的形态一般描述为：柱状、针状、板状、片状、鳞片状、叶片状和粒状等集合体形态。还常见纤维状集合体、放射状集合体和晶簇等特殊形态的集合体。另外，还有束状、毛发状、和树枝状集合体。

按照集合体的形成方式和外貌特征，隐晶集合体形态通常描述为：分泌体、结核、鲕状及豆状集合体、钟乳状集合体。另外还有块状集合体、土状集合体、粉末状集合体、被膜状集合体等。

7.分泌体和结核有何不同?

答：分泌体和结核最大的区别在于它们的形成方式不同：分泌体是在球状或不规则状的岩石空洞中，由胶体或晶质物质自洞壁逐渐向中心层层沉积充填而成。结核是由隐晶质或胶凝物质围绕某一中心（如砂粒、生物碎片或气泡等）自内向外逐渐生长而成。

8.鲕状集合体能否称为粒状集合体?为什么?

答：鲕状集合体不能称为粒状集合体。因为粒状集合体是显晶集合体形态的一种描述方法，组成粒状集合体的颗粒是单个矿物晶体。而鲕状集合体是隐晶集合体形态的一种描述方法，组成鲕状集合体的鲕粒并不是单个矿物颗粒，而是由许多胶体物质凝聚而成。因此，不能将鲕状集合体称为粒状集合体。

第十四章习题

1.简述矿物呈色的机理。具红色、蓝色的宝石级刚玉的呈色原因何在?

答：矿物的颜色根据产生的原因可以分为自色、他色和假色。由于自色是矿物的晶体化学特征所决定的，是矿物的本色。此处只介绍自色的形成机理。它是由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色，是由于组成矿物的原子或离子在可见光的激发下，发生电子跃迁或转移所造成的。其成色机理主要有以下4种：

1）离子内部电子跃迁这是含过渡型离子的矿物呈色的主要方式。过渡金属离子的d轨道发生能级分裂后，电子可在这些分裂后的轨道上发生跃迁而呈色。我们将能使矿物呈色的过渡性离子称为色素离子。

2）离子间电荷转移在外加能量的激发下，矿物晶体结构中变价元素的相邻离子之间可以发生电子跃迁使矿物呈色。

3）能带间电子跃迁电子在整个晶体周期结构处于不同的能带中，电子可在这些能带中发生跃迁而呈色。许多自然金属矿物和硫化物矿物的呈色，可以用能带理论进行解释。

4）色心它是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷。大部分碱金属和碱土金属化学物的呈色主要与色心有关。

具有红色、蓝色的宝石级刚玉的呈色机理可以用第1种成色机理来解释：刚玉的理想成分为Al2O3，纯净的刚玉为无色。如果Al3+与部分过渡型离子发生类质同像替代之后，刚玉显示的是这些色素离子的颜色。含Cr呈红色，称为红宝石；含Ti而呈现蓝色，称为蓝宝石。

2.闪锌矿有深色和浅色之分，同时其他光学性质相应地也各有所不同，请解释其原因所在。

答：这是由于闪锌矿化学成分不同而导致的差异。在自然界中，闪锌矿（ZnS）中的Zn2+比较容易被Fe2+替代，形成类质同像混晶。当替代程度较少时，Zn2+与S2-以共价键连接。矿物显示出原子晶格晶体的光学性质，例如：较浅的颜色，同时条痕也很浅，矿物透明，并且是金刚光泽。当替代程度较大时，Fe2+与S2-之间的化学键作用显现，这两种元素间的化学键向金属键过渡，从而导致矿物显示出一定金属晶格晶体的光学性质，例如：颜色变深，条痕变深，半透明甚至不透明，半金属光泽等。

3.试总结矿物的颜色、条痕、透明度和光泽之间的相互关系。

答：它们都是矿物的光学性质，相互之间有一定的联系。下面以矿物的光泽为代表，列表展示它们之间的关系：

三斜晶系：｛100｝一组解理, ｛010｝一组解理, ｛001｝一组解理

单斜晶系：｛001｝一组解理, ｛010｝一组解理, ｛100｝一组解理, ｛110｝两组解理，夹角不等于90°

斜方晶系：｛001｝一组解理, ｛010｝一组解理, ｛100｝一组解理

四方晶系：｛100｝两组解理，夹角等于90°, ｛110｝两组解理，夹角等于90°, ｛111｝四组解理，夹角均不等于90°,｛001｝一组解理

等轴晶系：｛100｝三组解理，夹角均=90°, ｛110｝六组解理，夹角＞90°, ｛111｝四组解理，在其中一个解理面上可以看到其他三组解理纹夹角60°

三方、六方晶系：｛101｝三方晶系为三组，六方晶系为六组，夹角均不等于90°,｛0001｝一组解理。

6.某磁铁矿标本上明显可见到几组阶梯状平面，请问这是它的解理吗?为什么?

答：这种现象不是解理，而是裂开。部分磁铁矿含有沿{111}分布的显微状钛铁矿、钛铁晶石出溶片晶。这些定向分布的物质形成潜在的破坏面。在受到外力作用，超过其承受极限，磁铁矿就会沿着这些面破裂，产生台阶状平面。由于这种破裂面与解理产生的原因不同，且没有普遍性（即并不是所有的磁铁矿都有这种现象）因此这种现象称为裂开，而不是解理。

7.影响矿物硬度的因素有哪些?如何才能较准确地获得矿物的硬度?

答：矿物的硬度是矿物成分和内部结构牢固性的具体表现。硬度的影响因素有：

1）化学键的类型及强度：

矿物的硬度主要取决于其内部结构中质点间联结力的强弱。

①典型原子晶格的硬度很高；但具有以配位键为主的原子晶格的大多数硫化物矿物，键力却不太强，故硬度并不高。

②离子晶格矿物的硬度通常较高，但随离子性质的不同而变化较大。

③金属晶格矿物的硬度较低(某些过渡金属除外)。

④分子晶格因分子间键力极微弱，其硬度最低。

⑤以氢键为主的矿物的硬度很低。

2）离子半径、电价、配位数及结构的紧密程度，决定着键力的强弱，影响离子晶格矿物的硬度。

①当矿物结构类型相同(等型结构)，若离子电价相同，则硬度随离子半径的减小而增高；若离子半径相近，则硬度随离子电价增高而增大。这是因为随着半径减小键力增强。

②当结构类型不同，但其他因素类同时，矿物的硬度则随质点堆积的紧密程度的增高（即阳离子的配位数增高）而增大。这也是因为结构越紧密，质点间键力越强。

3）含水矿物的硬度通常都很低。

由于矿物风化、吸水等因素都会改变矿物的硬度，因此在硬度测量时尽量在矿物的新鲜破开面（解理面或断口）上测量较为准确。

8.宝石加工时，应以何种材料来琢磨金刚石?为什么?

答：金刚石硬度极高，宝石加工时通常使用金刚石来琢磨金刚石。因为金刚石的硬度具有异向性，{111}、{110}、{100}晶面上的硬度依次降低，这是由于它们的面网密度依次减小的缘故。因此，人们就使用金刚石较硬的方向来对金刚石进行琢磨。

9.简论晶格类型对矿物光学性质和力学性质的影响。

答：矿物的光学性质和力学性质与该矿物的晶格类型密切相关，下面按晶格类型分别总结矿物的光学性质和力学性质如下表：

说明：图中的正六边形代表石英晶体六方柱的横截面，三条直线分别代表3个

L2，其极性分别标于两端。中心的正三角形表示L3的投影。

如果不施加任何压力，石英的电极轴分布是均衡的，不显电性；如果沿L3挤压，晶体垂直于L3方向的平面均匀扩张（即正六边形不会发生变形），各个电极轴的电场不会体现，压电性不会产生。而沿L2方向挤压时，该平面发生变形（即正六边形发生变形），破坏了均衡的电场，电极轴的电性显示出来，产生压电性。

如果加热，各电极轴均匀地热胀冷缩，并不破坏电场的均衡性。因此其没有热释电性。

第十五章习题

1.为什么要进行矿物成因的研究?矿物的成因研究应主要包括哪些方面?

答：矿物的形成、稳定和变化均无不受热力学条件所制约，同时环境的物理化学条件的差异又导致矿物在成分、结构、形态及物理性质上的细微变化。矿物成因的研究就是通过研究矿物的这些变化规律和特点，从而推导出矿物形成和稳定条件。因此，矿物成因的研究一直是矿物学中的一个非常重要的课题，并已发展成为现代矿物学中的一个独立的分支学科——成因矿物学。

矿物的成因研究主要包括：矿物的时空关系、矿物的标型性、地质温压计、矿物形成作用与矿物共生组合、矿物共生分析等内容。

2.小结形成矿物的主要地质作用及影响因素。

答：根据地质作用的性质和能量来源，一般将形成矿物的地质作用分为内生作用、外生作用和变质作用。

内生作用：主要由地球内部热能所导致矿物形成的各种地质作用。包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液作用等各种复杂的过程。

外生作用：在地表或近地表较低的温度和压力下，由于太阳能、水、大气和生物等因素的参与而形成矿物的各种地质作用。

变质作用：在地表以下较深部位，已形成的岩石，由于地壳构造变动、岩浆活动及地热流变化的影响，其所处的地质及物理化学条件发生改变，致使岩石在基本保持固态的情况下发生成分、结构上的变化，而生成一系列变质矿物，形成新的岩石的作用。

矿物的形成、稳定和演化取决于其所处的地质环境及物理化学条件，即取决于地质作用及温度、压力、组分的浓度、介质的酸碱度（pH值）、氧化还原电位（Eh值）和组分的化学位（mi）、逸度（fi）、活度（ai）及时间等因素。一般情况下，岩浆和热液作用过程中，温度和组分浓度起主要作用；区域变质作用中，温度和压力起主导作用；外生作用中，pH值和Eh值对矿物的形成具重要意义。

3.分别指出热液成因金绿宝石和绿柱石，及岩浆期后热液成因自然金形成的必要条件。

答：对于SiO2-Al2O3-BeO三元体系，热液成因地质作用过程中，如果是开放体系就只能形成绿柱石，而如果体系相对封闭，则有利于金绿宝石的形成。岩浆期后热液体系里，当K2O化学活动性较大时，可能形成自然金，并可富集成矿床；而当K2O化学活动性较小时，则难以形成自然金。

4.试区别矿物的共生、伴生和世代。

答：矿物的共生、伴生和世代的相似之处在于它们都是表示矿物在同一空间共存的现象。但由于这些现象所对应的矿物在形成时间上有所不同，在研究对象上也有所差异，下面分别进行叙述：

矿物世代是指在一个矿床中，同种矿物在形成时间上的先后关系。每一个世代的矿物与一定的成矿阶段相对应。矿物的共生是指同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间的现象。矿物的伴生是指不同成因或不同成矿阶段的各种矿物共同出现在同一空间范围内的现象。因此，矿物的共生强调矿物形成的同时性，而伴生强调的是形成时间上的差异，矿物的世代则强调同种矿物生成时间上的差异。

5.何谓标型矿物和矿物标型特征?并各举两实例。

答：标型矿物是指只在某种特定的地质作用中形成和稳定的矿物，它强调矿物的单成因性。例如：斯石英专属于极高压冲击变质成因，多硅白云母为低温高压变质带的标型矿物。

矿物的标型特征是指能反映矿物的形成和稳定条件的矿物学特征，简称矿物标型。例如：国内外实验研究成果表明：等轴晶系矿物的晶体形态具有标型意义，立方体{100}指示形成于低温条件下，八面体{111}则为高温下形成。花岗伟晶岩及气成热液矿床中的电气石，有人认为黑色者指示形成温度高于300℃，绿色者是在约290℃条件下结晶而成的，而红色的结晶温度约在150℃。

6.举例说明等轴晶系矿物的晶体形态标型特征。

答：近20年来，国内外实验研究成果表明等轴晶系矿物的晶体形态具有标型意义：随着温度的升高，其晶形具有从立方体{100}发育向八面体{111}发育的变化趋势。例如：随着温度由低变高，热液体系的黄铁矿晶形的演化趋势为：{100} →{hk0}+{100}→{hk0}+{111} →{111}+{hk0} →{111}。

7.何谓地质温度计?试举一例予以说明。

答：地质温度计是指利用矿物学特征定量或半定量地测量矿物平衡温度的地质数学模型。

例如：Hakli在1965年提出的Ni在橄榄石和辉石中分配的温度计，其回归出的公式为：

lnK D=(-8458/TºK)+7.65

其中K D是Ni元素在橄榄石和辉石中的分配系数，通过测量计算出后，代入该公式可以计算出平衡温度。该地质温度计的适用范围为：T℃

=1050-1160℃

8.何谓矿物中的包裹体?它有什么研究意义?

答：矿物中的包裹体是指矿物生长过程中或形成之后被捕获包裹于矿物晶体缺陷（如晶格空位、位错、空洞和裂隙等）中的，至今尚完好封存在主矿物中并与主矿物有着相界线的那一部分物质。原生包裹体和假次生包裹体是代表形成主矿物的原始成岩、成矿流体的样品，其成分和热力学参数（温度、压力、pH值、Eh值和盐度等）反映了主矿物形成时的化学环境和物理化学条件，可作为解译成矿作用特别是内生成矿作用的密码；次生包裹体反映成矿期后热液活动的物理化学作用的温度、压力、介质成分和性质。

9.如何理解矿物的相对稳定性?矿物稳定性的基本标志有哪些?

答：矿物均具有自己的稳定范围，超过了稳定范围其就会转变成为别的矿物。这是因为从热力学角度来说，自然界中所有的自发过程，必然伴随着一个≥0的熵的变化，朝着自由能减小的方向进行，其物质的转移是向着化学位降低的方向进行。体系趋向于自由能最低的状态。

矿物及矿物组合的稳定性是由其相对自由能决定的，在一定的温度压力下，具有最低自由能的矿物及其组合是最稳定的。

10.试述兰多理论及其意义。

答：兰多理论是统计物理学的内容，是利用矿物的有序参数Q和过剩热力学参数——G e（过剩自由能）、S e（过剩熵）和H e（过剩焓），讨论矿物因温度的变化所发生的相变规律。其核心是矿物的有序参数Q，它是指矿物相变过程中，矿物某些宏观性质的变化程度。这一宏观性质可以是光学性质、元素占位率等物理和化学参数。也就是说，该理论用宏观性质和热力学参数讨论矿物发生的相变，在矿物学研究中具有重要的实际意义。

目前运用兰多理论最多的是架状硅酸盐矿物，如长石类矿物。可以在非常宽广的温度范围内，讨论长石的相变行为；并与量热实验所得到的长石热力学数据充分地联系起来加以分析。

11.举例说明假像和副像及其意义。

最新结晶学矿物学总复习题（含答案）

最新结晶学矿物学总复习题（含答案） 《结晶学与矿物学》复习题 一、名词解释并举例： 1、晶体；晶体是内部质点(原子、离子或分子)在三维空间呈周期性平移重复排 列而形成格子构造的固体。 2、面角守恒定律；同种物质的所有晶体，其对应晶面的夹角恒等 3、晶面符号；晶体定向后，晶面在空间的相对位置就可以根据它与晶轴的关系 来确定，表示晶面空间方位的符号就叫晶面符号。 4、单形、单体；单形:由对称要素联系起来的一组晶面的总合。单体：矿物单晶 体的形态。 5、聚形及聚形相聚的原则；只有对称型相同的单形才能相聚在一起。 6、平行连生；同种晶体，彼此平行地连生在一起，连生着的每一个单晶体（单体）的相 对应的晶面和晶棱都彼此平行，这种连生称为平行连生。 7、双晶；是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生。 8、空间格子；表示晶体内部结构中质点在三维空间作周期性平移重复排列规律的几何图 形。 8、点群与空间群；晶体形态中，全部对称要素的组合，称为该晶体形态的对称 型或点群。晶体内部结构的对称要素（操作）的组合称为空间群9、等效点系；等效点系是指：晶体结构中由一原始点经空间群中所有对称要 素操作所推导出来的规则点系。

10、类质同象:晶体结构中某种质点(原子、离子或分子)被其它种类似的质点所 代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变，这种现 象称为类质同像。 11、同质多象；同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件(温度、压力、介 质)下，形成不同结构的晶体的现象，称为同质多像。 12、矿物；矿物(mineral)是由地质作用或宇宙作用所形成的天然单质或化合物； 13、解理；矿物晶体在应力（敲打、挤压等）作用下，沿一定结晶学方向破裂 成一系列光滑平面的固有特性称为解理，这些光滑的平面称为解理面14、荧光与磷光；磷光：矿物在外加能量的激发下发光，当撤除激发源后，发光的持续 时间＞10-8秒；而持续发光时间＜10-8秒的发光称荧光。 15、假色与他色；假色是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的反射、 干涉、衍射、散射等物理光学效应而引起的矿物呈色。他色是矿物因含 外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色。 16、标型特征；能够反映矿物或地质体的一定成因特征的矿物学标志。 17、共生；同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间的现 象。 18、四面体片、八面体片；四面体片(T ) ：每个[SiO4]4-均以3个角顶分别与相 ]4-相联结而成的二维延展的网层，最常见六边形网。八邻的3个[SiO

中国地质大学(北京)结晶学与矿物学问答题和论述题总结简版

问答题 1、简述石英族矿物的分类及成因产状。（7分） 答案要点：分类：α-石英，β-石英，α-磷石英，β-磷石英，α-方石英，β-方石英，柯石英，斯石英 成因：α-石英各种地质作用下均可形成，β-石英酸性火山岩，α-磷石英β-磷石英，α-方石英，β-方石英，酸性火山岩，柯石英，斯石英陨石，高压成因。 2、简述层状硅酸盐矿物的结构型式及形态物性特点。（8 分） 答案要点：在层状硅酸盐矿物中，按八面体片中阳离子数目不同，可分为两种结构型式。在四面体片与八面体片相匹配中，［SiO4］四面体所组成的六方环范围内有三个八面体与之相适应。当这三个八面体中心位置均为二价离子(如Mg2+)占据时，所形成的结构为三八面体型结构；若其中充填的为三价离子(如Al3+)，为使电价平衡，这三个八面体位置将只有两个为离子充填，有一个空着的，这种结构称为二八面体型结构。若二价离子和三价离子同时存在，则可形成过渡型结构。 本亚类矿物的形态和许多物理性质常与其层状结构密切相关。形态上，多呈单斜晶系，假六方板、片状或短柱状。物理性质上，一般具一组极完全的底面解理；低的硬度；薄片具弹性或挠性，少数具脆性；相对密度较小。玻璃光泽，珍珠光泽。 3、试述矿物的分类及分类依据，并举例说明（15 分） 答案要点：大类：化合物类型，类：阴离子和络阴离子种类，亚类：络阴离子结构，族：晶体结构型和阳离子性质，亚族：阳离子种类和结构对称性，种一定的晶体结构和化学成分，亚种：完全类质同象中的端元组分比例，异种（变种）形态物性成分稍异，例如含氧盐大类，硅酸盐类，链状硅酸盐亚类，辉石族，单斜辉石，普通辉石钛辉石。 4、简述辉石族和角闪石族矿物在成分、结构、性质和成因上有何共同和不同之处？（15 分） 答案要点： 辉石族矿物 （1）化学成分和分类

结晶学与矿物学复习题及答案(答案)

名词解释： 1.矿物; 2. 晶体;3荧光与磷光;4面角守恒定律与整数定律;5. 解理、断口;6.硫盐与硫酸盐; 7.自色;8. 假色与他色;9. 类质同象与同质多象;10脆性与延展性；11.有序与无序； 12.双晶与平行连生；13.结晶水、构造水、层间水、沸石水、吸附水；14. 结核体、分泌体； 15. 层状硅酸盐的二八面体型与三八面体型构造；16.点群与空间群；17.解理与裂开；18.对称型与等效点系 20. 单形与聚形. 21矿物的条痕 22、岛状硅酸盐；23、结晶习性24、晶体常数和晶胞参数；25、对称型；26、晶面符号、单形符号；27类质同象；28、配位数与配位多面体；29同质多象；30、层间域；31、层状硅酸盐的四面体片与八面体片32、荧光、磷光；33、发光性；34.一般形、特殊形；35、开形、闭形；36、左形、右形；37正形、负形；38、定形、变形 二.填空题： 1.晶体生长的根本理论是层生长理论，螺旋位错生长理论。 2.实际晶体的晶面常平行网面结点密度最大的面网。中长石的环带构造反映该晶体按 层生长理论机制生长。 3.晶体内部构造特有的对称要素有平移轴，螺旋轴，滑移面。 4.晶体的根本性质主要有：自限性，均一性，异向性，对称型，最小内能，稳定性。 5.{110}单形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单形。 6.六方晶系的晶体常数特点是 a≡b≠c ，α=β=90°γ=120°。 7.石英的晶体常数特点是a≡b≠c ，α=β=90°γ=120°。〔三方晶系〕 8.写出4种根本的晶体格子类型：原始格子，底心格子，面心格子，体心格子。 9.根据对称要素组合规律，L i6→L3+P, L n×L2┴→L nL2┴, L n×P∥→L n nP∥. 10.最常见的严密堆积方式是六方最严密堆积和立方最严密堆积。 11.等大球最常见的严密堆积方式是六方最严密堆积和立方最严密堆积。 12.自然金属元素矿物中原子的堆积方式为六方最严密堆积或立方最严密堆积 13.常见的特殊光泽有珍珠光泽，丝绢光泽，油脂光泽，土状光泽。 14.石棉包括角闪石石棉和蛇纹石石棉两类。 15.以下矿物中可综合利用的类质同象元素：辉钼矿中有 Re铼和铂族元素〔Os、Pd、 Ru、Pt〕；锆石中有 Hf铪；微斜长石中有Rd、Cs ；闪锌矿中有Cd、In、Ga、Ge。 16.主要的铁矿石矿物有赤铁矿；磁铁矿；褐铁矿；菱铁矿。 17.主要的铜矿石矿物有黄铜矿；斑铜矿；辉铜矿。 18.在风化蚀变条件下，角闪石易变成绿泥石；橄榄石易变成蛇纹石; 长石易变成高岭石。 19．Al2SiO5的同质多象变体有红柱石，蓝晶石，夕线石。 21．软玉的主要矿物成分是阳起石，透闪石。

中国地质大学(北京)结晶学与矿物学期末考试高分题库全集含答案

77691--中国地质大学(北京)结晶学与矿物学期末备考题库77691奥鹏期末考试题库合集 单选题： （1）Al2SiO5的三种同质多象变体中,()形成于中高压变质带的低温部分. A.红柱石 B.蓝晶石 C.矽线石 D.以上都是 正确答案：B （2）斑铜矿表面出现的蓝紫斑驳的颜色为(). A.自色 B.假色 C.他色 D.表面色 正确答案：B （3）常见的石英是(). A.α－石英 B.β－石英 C.斯石英 D.方石英 正确答案：B （4）单斜晶系的(001)与Z轴一定是:

A.垂直 B.平行 C.斜交 正确答案：C （5）翡翠的主要矿物成分是 A.透闪石 B.硬玉 C.蛇纹石 D.绿松石 正确答案：B （6）高温石英转变成低温石英后仍保留其原来的六方双锥的外形,此种现象称为(). A.蚀像 B.假像 C.副像 D.类质同像 正确答案：C （7）各个亚类的硅酸盐矿物中,在地表条件下最为稳定的是()亚类的矿物. A.岛状 B.链状 C.层状 D.架状 正确答案：C

（8）根据晶体对称定律,晶体中不可能出现的对称要素有: A.对称面 B.对称轴 C.对称中心 D.高于六次的对称轴 正确答案：D （9）根据晶体生长的布拉维法则,晶体上的实际晶面为(). A.生长速度最快的面网 B.垂直于面网密度大的面网 C.面网密度最小的面网 D.平行于面网密度大的面网 正确答案：D （10）角闪石具有()状的硅氧骨干. A.岛状 B.链状 C.层状 D.架状 正确答案：B （11）角闪石族的解理夹角是 A.87°或93° B.56°或124°

结晶学矿物学课后习题答案要点

第一章习题 1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态? 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。 2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么? 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别叙述： a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。 b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。 d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 4.找出图1-2a中晶体平面结构中的相当点并画出平面空间格子（即面网）。 答：取其中一个Si原子为研究对象，找出其相当点并画出其空间格子（见下图）

中国地质大学(北京)结晶学与矿物学结矿简答和论述题总结

1、判读晶体化学式 Ca2 Na （Mg，Fe）4（Al，Fe3+）[（Si，Al）4 O11] 2（OH）2 （矿物名称，阴离子团特点，阳离子占位特点，画出示意图） 普通角闪石双链状结构硅酸盐矿物,以4个[SiO4]四面体为重复单位，部分Si由Al取代记为络阴离子[（Si，Al）4 O11]7-，OH-以结构水的形式参加矿物晶格。链与链之间存在的空隙，由A、B、C类阳离子充填。其中Mg2+，Fe2+呈类质同象替代，Fe3+，Al3+也呈类质同象 替代 2、举例说明不同晶体结构类型与矿物形态和物性的关系。 具金属键的矿物一般呈金属色、金属光泽或半金属光泽、不透明。良导体高延展性；硬度低。高密度 2）具共价键的矿物一般呈无色及彩色、高硬度、高熔点，不导电，金刚光泽或玻璃光泽、透明。 3）具离子键或分子键的矿物，无色或淡色，玻璃光泽、透明。不导电 3、简述硅酸盐矿物结构类型与形态和物性的关系并举例说明。 岛、环链状层状架状 1.形态粒状、柱状长、短柱状片状板状 2.解理无解理平行链方向的 两组柱状解理一组极完全解 理 按强键方向形 成两组、三组 3.密度岛状——链状——环状——层状——架状的顺序降低 4.硬度岛状——环状——架状——链状——层状的顺序降低 石榴子石硬玉高岭石钠长石 4、对比氧化物矿物大类和硫化物矿物大类的晶体化学和形态物性特征。 （1）硫化物的成分:阴离子S2- [S2]2- [AsS3]3-、[SbS3]3- 阳离子:铜型离子为主,过渡型离子(靠近铜型离子一边的)。Cu, Pb, Zn, Ag, Hg, Fe, Co, Ni 硫化物晶格类型:晶格：既非典型的原子晶格也非典型的金属晶格； 硫化物物理性质：向金属键过渡者：金属光泽、金属色、不透明、黑色条痕，如PbS,FeS2 向共价键过渡者：金刚光泽、非金属彩色、半透明、彩色条痕，如AsS、As2S3、HgS、ZnS。硫化物的硬度一般较低,只有对硫化物如FeS2的硬度高（因为S-S为共价键，使Fe-S、S-S

(完整word版)结晶学与矿物学试题

结晶学与矿物学试题及答案 一、填空 1、晶体是具有（）的固体。 2、晶体中存在（）种对称型。 3、单形符号｛100｝在等轴中代表（）单形。 4、矿物晶体在外力作用下，沿一定的结晶方向破裂成一系列光滑平面的固有特 性称为（）；不依一定的结晶方向破裂而形成各种不平整的断面，称为 （）。 5、按晶体化学的分类原则，矿物可分为自然元素、（）、氧化物及 氢氧化物、（）和卤化物等大类。 6、某矿物的晶体化学式为Mg3［Si4O10］(OH)2，应属（）大类、（） 类的矿物。 7、方铅矿和方解石的晶体化学式分别为（）和（）。 8、铝在硅酸盐中起着双重作用，它可以呈四次配位，形成（）；它也可 以呈六次配位，形成（）。 9、钻石的矿物名称为（），红宝石的矿物名称为（）。 10、层状硅酸盐矿物中，其结构单元层主要类型分为（）型和（） 型。 二、判断对错（正确的划“√” ，错误的划“×” ） 1、晶体必须具有规则的几何多面体形态。（） 2、具有对称面的晶体，其晶面数目必然是偶数。（） 3、四方柱单形和八面体单形可以组成聚形。（） 4、一个金属光泽的矿物是透明的。（） 5、金刚石和石墨是同质多像变体。（） 6、黑云母的黑色是自色。（） 7、配位多面体为八面体，其中心阳离子的配位数为8。（） 8、褐铁矿是一个矿物种的名称。（） 9、层间水存在层状硅酸盐矿物的结构单元层之间。（） 10、萤石矿物具有｛111｝三组完全解理。（） 三、选择填空（单选） 1、晶体的面角是指（）。 A.．晶面间的夹角B．晶面法线间的夹角B．晶棱间的夹角 2、同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构晶体的现象， 称为（）。 A．类质同像B．同质多像C．多型 3、斑铜矿的表面常有蓝、紫色等锖色，这属于（）。 A．自色B．他色C．假色 4、蓝晶石是典型的（）矿物。

结晶学及矿物学试题及答案

考试课程名称：结晶学学时：40学时 考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它 考试内容： 一、填空题（每空0.5分，共10分） 1.晶体的对称不仅体现在上，同时也体现在上。 2.中级晶族中，L2与高次轴的关系为。 3.下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23为晶系，32为晶系，mm2为晶系，6mm为晶系。 4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m，其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系，其宏观对称型的全面符号为。 5.正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 6.晶体中的化学键可以分为、、、和等五种。 7.最紧密堆积原理适用于晶格和晶格的晶体。 二、选择题（每题1分，共10分，前4题为单选） 1.对于同一种晶体而言，一般说来大晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多？（） A、大晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均错误 2.类质同象中，决定对角线法则的最主要因素是：（） A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力 3.具有L i4和L i6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.关于布拉维法则说法不正确的是：（） A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度大的面网 B、面网密度越大，与之平行的晶面越重要 C、面网密度越大，与之平行的晶面生长越快 D、面网密度越大，与之平行的晶面生长越慢 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 6.黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（）性质：

A、自限性 B、均一性 C、异向性 D、对称性 7.下面说法中正确的有：（） A、准晶体具有近程规律 B、非晶体具有远程规律 C、准晶体具有远程规律 D、非晶体具有近程规律 8.某晶面在X、Y、Z轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（） A、（hhl） B、（hkl） C、（1011） D、（hh h2l） 9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有（） A、基圆上 B、直径上 C、大圆弧上 D、小圆弧上 10.关于有序-无序现象说法正确的有（） A、有序-无序是一种特殊的类质同象 B、形成的温度越高晶体越有序 C、形成的温度越高晶体越无序 D、有序-无序是一种特殊的同质多象 三、名词解释（5个，每个2分，共10分） 1.平行六面体 2.晶体对称定律 3.空间群 4.双晶律 5.多型 四、问答题（29分） 1.石盐（NaCl）晶体的空间群为Fm3m，请在石盐晶体结构平面示意图（下图a，b）中分别以氯离子和钠离子为研究对象，画出各自的平面格子的最小重复单元。它们的形态相同吗？为什么？（6分） 2.简述同质多象的概念、同质多象转变的类型，并举例说明。（8分） 3.判断下列晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交）：（8分）1）等轴晶系和斜方晶系晶体：（001）与[001]，（010）与[010]，（111）与[111]，（110）与（010）。2）三、六方晶系晶体：（1010）与（0001），（1010）与（1120），（1010）与（1011），（0001）与（1120）。 《结晶学》（40学时）试题参考答案 一、填空题 1.几何外形、物理性质 2.垂直 3.等轴、三方、斜方、六方 4.面心格子、金刚石滑移面、等轴、3L44L36L29PC

结晶学及矿物学课后答案

结晶学及矿物学课后答案 【篇一：结晶学及矿物学复习题】 t>一、概念 1．空间格子2．面网3、行列4平行六面体 5 面角守恒定律6. 对称面 7. 对称轴 8. 对称中心 9.晶体的对称定律10. 非晶体 10歪晶 12晶体 13对称型 14对称定律 15旋转反伸轴16对称要素 17晶轴 18米氏符号19相当点 20. 面角 21空间群 22等效点系23晶棱符号24立方最紧密堆积 25六方最紧密堆积 26接触双晶 27双晶 28双晶律 29双晶结合面30双晶轴 31双晶面 32布拉维法则 33单形 34聚形35整数定律 36平行连晶37接触双晶38聚片双晶39穿插双晶 40晶胞参数 41配位数 42矿物包裹体43结晶习性44类质同像 45同质多像 46层间水 47结构水 48沸石水 49结晶水 50吸附水 51光泽 52裂开 53矿物的集合体 54矿物的弹性55矿物的生成顺序 56层状硅氧骨干 57岛状硅酸盐58架状硅酸盐 59共生和伴生60链状硅酸盐61矿物的透明度 62配位多面体63交生和浮生 64聚集元素65分散元素 66矿物的条痕 67螺旋轴 68滑移面69国际符号 70 方位角与极距角 71矿物 72胶体 73金属晶格 74晶体的化学分类75断口 76硬度 77相对密度 78矿物的弹性与挠性 79自色80他色81假色 二、判断题（判断对错） 1．晶体必须具有规则的几何多面体形态。 2．具有对称面的晶体，其晶面数目必然是偶数。 3．四方柱单形和八面体单形不可以组成聚形。 4．配位多面体为八面体，其中心阳离子的配位数为8。） 5．解理在晶体或非晶体矿物上均可发生。 6．长石，角闪石，辉石，云母等为矿物种名。 7．层间水存在层状硅酸盐矿物的结构单元层之间。 8．铝土矿和褐铁矿是两个矿物种的名称。 9．矿物单体形态特征包括晶体习性与晶面花纹两个方面。 10．矿物的莫氏硬度是绝对硬度。 11．某一组晶面分别与赤平面垂直、斜交和平行时，其投影点分别在基圆上、基圆内和投影面的中心。

结晶学矿物学总复习题(含答案)

结晶学矿物学总复习题（含答案） 《结晶学与矿物学》复习题 一、名词解释并举例： 1、晶体；晶体是内部质点(原子、离子或分子)在三维空间呈周期性 平移重复排 列而形成格子构造的固体。 2、面角守恒定律；同种物质的所有晶体，其对应晶面的夹角恒等 3、晶面符号；晶体定向后，晶面在空间的相对位置就可以根据它与 晶轴的关系 来确定，表示晶面空间方位的符号就叫晶面符号。 体的形态。 5、聚形及聚形相聚的原则；只有对称型相同的单形才能相聚在一起。 6、平行连生；同种晶体，彼此平行地连生在一起，连生着的每一个单晶 体（单体）的相 对应的晶面和晶棱都彼此平行，这种连生称为平行连生。 7、双晶；是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生。 8、空间格子；表示晶体内部结构中质点在三维空间作周期性平移重复排 列规律的几何图 形。

8、点群与空间群；晶体形态中，全部对称要素的组合，称为该晶体 形态的对称 型或点群。晶体内部结构的对称要素（操作）的组合称为空间群 9、等效点系；等效点系是指：晶体结构中由一原始点经空间群中所 有对称要 素操作所推导出来的规则点系。 10、类质同象:晶体结构中某种质点(原子、离子或分子)被其它种类 似的质点所 代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变，这种现 象称为类质同像。 11、同质多象；同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件(温度、压力、介 质)下，形成不同结构的晶体的现象，称为同质多像。 12、矿物；矿物(mineral)是由地质作用或宇宙作用所形成的天然单 质或化合物；13、解理；矿物晶体在应力（敲打、挤压等）作用下，沿一 定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性称为解理，这些光滑的平 面称为解理面14、荧光与磷光；磷光：矿物在外加能量的激发下发光， 当撤除激发源后，发光的持续 -8 时间＞10-8秒；而持续发光时间＜10秒的发光称荧光。 15、假色与他色；假色是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所 产生的反射、

结晶学及矿物学_中国地质大学(武汉)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

结晶学及矿物学_中国地质大学（武汉）中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.对称型3L24L33PC属于 参考答案: 高级晶族_等轴晶系 2.斜方柱的单形符号为 参考答案: {hk0}_{110} 3.晶体的对称性也是晶体异向性的体现。 参考答案: 正确 4.蛭石具有膨胀性是因为层间域里有结构水 参考答案: 错误 5.根据鲍林法则，阳离子半径较大则配位数较多。 参考答案: 正确 6.b角是指

参考答案: Z^X 7.重晶石发育3组解理，且解理的方向都是互相垂直的 参考答案: 错误 8.赤铜矿主要产于 参考答案: 风化作用 9.金红石TiO2结构中，O2- 做等大球最紧密堆积，Ti4+充填在 参考答案: 一半的八面体空隙 10.在吴氏网的大圆弧上可以度量 参考答案: 晶面面角 11.红柱石与蓝晶石的关系为 参考答案: 同质多像

12.NaCl结构中，Cl-做等大球最紧密堆积，Na充填在 参考答案: 八面体空隙 13.下列矿物之间能形成类质同像系列的 参考答案: 钾长石与钠长石_菱镁矿与菱铁矿 14.类质同像的类型有 参考答案: 完全－不完全之分_等价－不等价之分 15.白云石Ca Mg[CO3] 2中，Ca与Mg是 参考答案: 不能相互取代的关系 16.橄榄石(Fe, Mg)2[SiO4] 中，Fe与Mg是 参考答案: 类质同像关系 17.N个球做等大球最紧密堆积，形成的八面体空隙数 参考答案: N个

18.等大球最紧密堆积结构所形成的空隙是 参考答案: 四面体和八面体 19.石英道芬双晶有 参考答案: 双晶接合面_双晶缝合线_双晶轴 20.双晶中各单体之间内部结构 参考答案: 格子构造不连续，呈对称关系。 21.面网密度大的面网不容易形成晶面。 参考答案: 错误 22.在溶液中成核过程不容易发生是因为形成了固-液界面。 参考答案: 正确 23.成核需要过饱和或者过冷却。 参考答案: 正确

结晶学与矿物学习题及答案

习题1 一. 名词解释： 晶体 矿物 解理、断口 矿物的脆性与韧性 结构水 结核体 条痕 解理、断口 岛状硅酸盐 矿物的脆性与韧性 硅氧骨干 结晶习性 晶体常数和晶胞参数 对称型 晶面符号 类质同象 配位数与配位多面体 同质多象 单形与聚形 二. 填空题： 1. 晶体分类体系中，低级晶族包括晶系，中级晶族包括 晶系，高级晶族包括晶系。 2. 六方晶系晶体常数特点是，。 3．某晶体中的一个晶面在X，Y，U（负端），Z轴的截距系数分别为2、2、1、0，该晶面符号为，该晶面与Z轴的位置关系为。 4．等轴晶系晶体定向时，选择晶轴的原则是。 5. 两个以上单形可以形成聚形，但是单形的聚合不是任意的，必须是属于的 单形才能相聚。 6.晶体的基本性质有、、、、、。 7. 当配位数是6时，配位多面体的形状是。当配位数是8时，配位多面体的形状 是。 8.从布拉维法则可知，晶体常常被面网密度的晶面所包围。 9．和是等大球最紧密堆积方式中最常见的两种堆积方式。10．常见的特殊光泽有、、、。 12．可作宝石的氧化物类矿物、、。 13．硅酸盐类矿物的晶体结构可以看作是和组成，其他阳离子把这

些联系在一起，形成一定的结构型。 14．普通辉石和普通角闪石的主要区别 是，、、。15．橄榄石的晶体化学式为。 16．用简易刻划法测定矿物硬度时，指甲硬度为；小刀的硬度为；玻璃的硬度为。 17.红柱石的集合体形态常为。 18．一般来说，矿物的光泽分、、、。 19．可作宝石的硅酸盐类矿物有、、、。 20．黄铜矿和黄铁矿的主要区别是、。21．刚玉和水晶的晶体化学式分别为、。 22．石英和方解石的主要区别 是、、 、。 23.方铅矿发育。 24．类矿物滴加盐酸后会有起泡现象发生。 三. 选择题： 1．玛瑙属于（） A 结晶体 B 钟乳状体 C 分泌体 D 结核体 2．电气石属于（） A硫化物 B 氧化物 C 环状硅酸盐 D 链状硅酸盐 3．石膏Ca〔SO4〕·2H2O中的水属于（） A结构水 B 层间水 C 结晶水 D 吸附水 4．下列形态用于描述显晶质集合体的是（） A钟乳状 B 分泌体 C 柱状 D 鲕状或豆状 5．下列矿物硬度小于小刀的是（） A水晶B方解石 C 橄榄石D黄玉 6.蓝晶石的二硬性反映晶体的（） A.均一性 B.可变性 C.异向性 C.自限性 7.刚玉的化学式是（） A. Al2O3·SiO2 B. Al2O3 C. AL[AlSiO5] D. Al2[SiO4]O 8.下列哪些矿物在紫外光照射下发荧光（） A.方铅矿 B.白钨矿 C.石榴子石 D.橄榄石 9石榴子石单体形态属于( ) A.柱状 B.针状 C.粒状 D.粒状集合体 10.绿柱石属于（） A.环状硅酸盐矿物 B.链状硅酸盐矿物 C.层状硅酸盐矿物 D.架状硅酸盐矿物 11.斜方四面体可能出现在（） A.四方晶系 B.等轴晶系 C.斜方晶系 D.三方晶系

结晶学 问答题第一部分

1．简述矿物的概念（4分） 答：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元。 2．试述矿物学的主要研究内容及其在本专业学习中的地位。（4分） 答：矿物学是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学。它是地质科学的一门重要的专业基础课。 3．简述晶体的基本性质。（6分） 答：晶体的基本性质包括：（1）自限性：指晶体具有自发的形成几何多面体形态的性质；（2）均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同， 故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不 同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。（3） 最小内能与稳定性：晶体的格子状构造是其内部质点间的引力和斥力达 到平衡，使晶体的各个部分处于位能最低的结果，因而晶体的内能最低。 由于晶体的内能最低，故最稳定。（4）对称性：晶体具有格子状构造， 而格子状构造本身就是对称的，所以一切晶体都是对称的。 4．为什么晶体被网面密度大的晶面包围？（为什么晶面都平行一些网面密度大的面网？）（4分） 答：因为网面密度大的面网在晶体生长过程中生长速度慢，而网面密度小的面网在晶体生长过程中生长速度快，随着晶体由小长大，生长速度快的面网将缩小甚至消失，而生长速度慢的面网则发育为实际的晶面，所以，晶体被网面密度大的晶面包围。 5．为什么非晶质体要自发地向晶质体转化，试作简要论述。（4分） 答：非晶质体内部质点不作格子状排列，因而具有较高的内能，处于不稳定状态，为了达到稳定状态，非晶质体就将自发地向内能最低且最稳定的晶质体转化。6．为什么同种晶质体在相同条件下测量其对应晶面的夹角恒等？（4分） 答：根据科塞尔原理，在晶体生长过程中，晶面（晶体的最外层面网）是平行向外推移生长的，所以同种晶质体在相同条件下其对应晶面的夹角恒等。7．为什么晶体其有均一性和异向性，试从空间格子规律作简要论述。（4分）答：根据空间格子规律，同一晶体的格子构造中各个部分质点的分布相同，所以晶体其有均一性；而同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异，这就是晶格的异向性。 8．简述晶质体与非晶质体的区别。（4分）

结晶学与矿物学复习题及答案(答案)

名词解释： 1.矿物; 2.晶体;3荧光与磷光;4而角守恒宦律与整数卫律;5.解理、断口;6.硫盐与硫酸盐;7. 自色;8.假色与他色;9.类质同象与同质多象;W脆性与延展性：11.有序与无序；12.双晶与平行连生；均.结晶水、结构水、层间水、沸石水、吸附水：14.结核体、分泌体：15.层状硅酸盐的二八面体型与三八而体型结构；16.点群与空间群：17.解理与裂开；对称型与等效点系20.单形与聚形.2:1矿物的条痕22、岛状硅酸盐：23、结晶习性24、 晶体常数和晶胞参数：25、对称型：26、晶面符号、单形符号：27类质同象；28、配位数与配位多而体：29同质多象：30、层间域；31、层状硅酸盐的四面体片与八而体片32、荧光、磷光； 33、发光性：34.-般形、特殊形；35、开形、闭形；36、左形、右形：37正形、负形；38、定形、变形 填空題： 1■晶体生长的基本理论是层生长理论，螺旋位错生长理论° 2•实际晶体的晶而常平行卫而结点密度最基的而网。中长石的环带结构反映该晶体按层生长理论机制生长。 3■晶体内部结构特有的对称要素有平移轴，螺旋轴，滑移而。 4■晶体的基本性质主要有:自限性，均一性，异向性,对称型，最小内能，稳定性O 5.{110}单形在等轴晶系中为_菱形十二面体单形,在四方晶系中为_四方柱单形.在斜方晶 系中为血虫单形。 6•六方晶系的晶体常数特点是a三bHc , a=P=90° 丫=120° 7•石英的晶体常数特点是a三bHc , （1=0=90° Y刃20°° （三方晶系） &写出4种基本的晶体格子类型：原始格子，底心格子，而心格子,体心賂子。 9•根据对称要素组合规律，L— LM JXLLf叽2丄, 10•最常见的紧密堆积方式是_六方最紧密堆积和立方最紧密堆积。 等大球最常见的紧密堆积方式是_六方最紧密堆积和立方最紧密堆积。 12.自然金属元素矿物中原子的堆积方式为六方最紧密堆积或立方最紧密堆积 13•常见的特殊光泽有鱼珠光峑，丝•绢光泽，油脂光泽• 14•石棉包括_角闪右•石棉和蛇纹右仃棉_两类。 15.卜•列矿物中可综合利用的类质同象元素：辉铝矿中有R Q铢和钳族元素（Os、Pd、 Ru、Pt）:铅右•中有Hf給：微斜长石中有Rd、Cs :闪锌矿中有_______ 16•主要的铁矿石矿物有赤铁矿: 磁铁矿：褐铁矿：菱铁矿。 17■主要的铜矿石矿物有黄铜矿；斑铜矿；辉铜矿° 在风化蚀变条件下，角闪石易变成绿泥石：橄榄石易变成蛇纹石；长石易变成 高岭石°

结晶学矿物学习题

一. 名词解释： 1.晶体 2.矿物 3.解理、断口 4.矿物的脆性与韧性 5.结构水 6.结核体 7.条痕 8.解理、断口 9.岛状硅酸盐 10.矿物的脆性与韧性 11.硅氧骨干 12.结晶习性 13.晶体常数和晶胞参数 14.对称型 15.晶面符号 16.类质同象 17.配位数与配位多面体 18.同质多象 19.单形与聚形 二. 填空题： 1. 晶体分类体系中，低级晶族包括晶系，中级晶族包括 晶系，高级晶族包括晶系。 2. 六方晶系晶体常数特点是，。 3．某晶体中的一个晶面在X，Y，U（负端），Z轴的截距系数分别为2、2、1、0，该晶面符号为，该晶面与Z轴的位置关系为。 4．等轴晶系晶体定向时，选择晶轴的原则是。 5. 两个以上单形可以形成聚形，但是单形的聚合不是任意的，必须是属于的单形才能相聚。 6.晶体的基本性质有、、、、、。 7. 当配位数是6时，配位多面体的形状是。当配位数是8时，配位多面体的形状是。 8.从布拉维法则可知，晶体常常被面网密度的晶面所包围。 9．和是等大球最紧密堆积方式中最常见的两种堆积方式。 10．常见的特殊光泽有、、、。 12．可作宝石的氧化物类矿物、、。 13．硅酸盐类矿物的晶体结构可以看作是和组成，其他阳离子把这些联系在一起，形成一定的结构型。 14．普通辉石和普通角闪石的主要区别 是，、、。 15．橄榄石的晶体化学式为。 16．用简易刻划法测定矿物硬度时，指甲硬度为；小刀的硬度为；玻璃的硬度为。 17.红柱石的集合体形态常为。 18．一般来说，矿物的光泽分、、、。 19．可作宝石的硅酸盐类矿物有、、、。 20．黄铜矿和黄铁矿的主要区别是、。 21．刚玉和水晶的晶体化学式分别为、。 22．石英和方解石的主要区别 是、、、

结晶学矿物学总复习题(含答案)

结晶学矿物学总复习题(含答案) 《结晶学与矿物学》复习题 一、名词解释并举例： 1、晶体；晶体是内部质点(原子、离子或分子)在三维空间呈周期性 平移重复排 列而形成格子构造的固体。 2、面角守恒定律；同种物质的所有晶体，其对应晶面的夹角恒等 3、晶面符号；晶体定向后，晶面在空间的相对位置就可以根据它与 晶轴的关系 来确定，表示晶面空间方位的符号就叫晶面符号。 体的形态。 5、聚形及聚形相聚的原则；只有对称型相同的单形才能相聚在一起。 6、平行连生；同种晶体，彼此平行地连生在一起，连生着的每一个单晶 体（单体）的相 对应的晶面和晶棱都彼此平行，这种连生称为平行连生。 7、双晶；是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生。 8、空间格子；表示晶体内部结构中质点在三维空间作周期性平移重复排 列规律的几何图 形。

8、点群与空间群；晶体形态中，全部对称要素的组合，称为该晶体 形态的对称 型或点群。晶体内部结构的对称要素（操作）的组合称为空间群 9、等效点系；等效点系是指：晶体结构中由一原始点经空间群中所 有对称要 素操作所推导出来的规则点系。 10、类质同象:晶体结构中某种质点(原子、离子或分子)被其它种类 似的质点所 代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变，这种现 象称为类质同像。 11、同质多象；同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件(温度、压力、介 质)下，形成不同结构的晶体的现象，称为同质多像。 12、矿物；矿物(mineral)是由地质作用或宇宙作用所形成的天然单 质或化合物；13、解理；矿物晶体在应力（敲打、挤压等）作用下，沿一 定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性称为解理，这些光滑的平 面称为解理面14、荧光与磷光；磷光：矿物在外加能量的激发下发光， 当撤除激发源后，发光的持续 -8 时间＞10-8秒；而持续发光时间＜10秒的发光称荧光。 15、假色与他色；假色是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所 产生的反射、

结晶学基础习题答案

结晶学基础习题答案 结晶学基础习题答案 结晶学是研究晶体的形成和生长过程的学科，是材料科学中的重要分支。通过理解结晶学的基础知识和习题的解答，我们可以更好地理解晶体的形成规律和性质。下面是一些结晶学基础习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。 1. 什么是晶体？ 答：晶体是由原子、分子或离子按照一定的空间排列规律而形成的固态物质。晶体具有有序的结构和规则的外形，拥有特定的物理和化学性质。 2. 什么是晶体的晶格？ 答：晶体的晶格是指晶体中原子、分子或离子的周期性排列方式。晶格可以看作是一个无限延伸的周期性结构，由晶胞和晶胞间隙组成。 3. 什么是晶胞？ 答：晶胞是晶体中的最小重复单元，它可以代表整个晶体的结构。晶胞通常由一组原子、分子或离子构成，且具有特定的几何形状。 4. 什么是晶体的晶系？ 答：晶体的晶系是指晶体的晶格几何形状和对称性。根据晶胞的几何形状和对称性，晶体可以分为七个晶系：立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系、三斜晶系和六方晶系。 5. 什么是晶体的晶面？ 答：晶体的晶面是指晶体表面上的平坦区域，它是晶体晶格的截面。晶面的性质和排列方式对晶体的形态和性质具有重要影响。 6. 什么是晶体的晶体学指标？

答：晶体的晶体学指标是用来描述晶体晶面的一组数值。晶体学指标由三个整 数（hkl）表示，分别代表了晶面与晶轴的交点数目。 7. 什么是晶体的晶体学方向？ 答：晶体的晶体学方向是指晶体内的某个方向，它由一组整数（uvw）表示。 晶体学方向可以用来描述晶体的生长方向和晶体的物理性质。 8. 什么是晶体的晶体学点阵？ 答：晶体的晶体学点阵是指晶体中的原子、分子或离子的周期性排列方式。晶 体学点阵可以通过晶胞的重复堆积来描述晶体的结构。 9. 什么是晶体的晶体学缺陷？ 答：晶体的晶体学缺陷是指晶体中存在的非理想结构或非周期性排列的部分。 晶体学缺陷可以影响晶体的物理性质和力学性能。 10. 什么是晶体的晶体学生长？ 答：晶体的晶体学生长是指晶体从溶液或气相中生长出来的过程。晶体学生长 是一个复杂的过程，涉及到溶液中的物质输运、晶体表面的动力学和晶体的结 构调整等方面。 通过对这些基础习题的解答，我们可以更好地理解晶体的形成和生长过程，进 一步探索晶体的结构和性质。同时，结晶学的基础知识也为我们在材料科学和 化学领域的研究提供了重要的理论基础。希望这些答案对大家的学习有所帮助。