結(jié)晶礦物學(xué)復(fù)習(xí)資料

結(jié)晶學(xué)第一章：晶體的概念晶體：內(nèi)部質(zhì)點在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體或：具有格子狀構(gòu)造的固體?？臻g格子：由結(jié)點在三維空間作周期性重復(fù)排列后構(gòu)成的無限圖形等同點的分布可以表達(dá)晶體構(gòu)造中全部質(zhì)點的平移重復(fù)規(guī)律，連接三維空間的相當(dāng)點，即可獲得空間格子?？臻g格子的組成：結(jié)點、行列、面網(wǎng)、平行六面體。→十四種空間格子特征。晶體的根本性質(zhì)：內(nèi)能最小性、穩(wěn)定性、均一性、異向性、對稱性、自限性對稱性：在晶體格子構(gòu)造中、在某些方向上、質(zhì)點的種類和排列方式是一樣的，這導(dǎo)致晶體的性質(zhì)在這些方向上消滅一樣性。在晶體格子構(gòu)造中體的性質(zhì)隨方向不同而消滅明顯差異。晶體的生長方式：氣態(tài)凝華、液體過飽和、熔體過冷卻、固體經(jīng)簡單條件均可轉(zhuǎn)變?yōu)榫w布拉維法則：實際晶體的晶面常常平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)。居里-吳爾夫原理：晶體所具有的形態(tài)應(yīng)使其總的外表能最小。面角守恒定理：成分和構(gòu)造均一樣的全部晶體，對應(yīng)晶面夾角恒等。面角：晶面法線之間的夾角，其數(shù)值等于相應(yīng)晶面的實際夾角的補角。影響晶體生長外部因素：渦流、溫度、雜質(zhì)、溶液粘度、結(jié)晶速度、晶體再生、晶體溶解。其次章：晶體的對稱晶體宏觀對稱：為晶體外部性質(zhì)亦即外表形態(tài)上的對稱性。晶體對稱的特點：義，也包含物理含義對稱要素：對稱面、對稱軸、對稱中心、旋轉(zhuǎn)反伸軸9類：C,L1，L2，L3，L4，L6,LI4，LI6，P歐拉定律：任意兩個對稱要素組合，必定要產(chǎn)生第三個對稱要素。32種對稱型晶體對稱分類體系：3273個晶族低級晶族：三斜、單斜、斜方晶系。中級晶族：三方、四方、六方晶系。高級晶族：等軸晶系。第三章：晶體的定向晶體定向：就是在晶體上建立坐標(biāo)系統(tǒng),即選定坐標(biāo)軸〔晶軸〕和確定各晶軸上單位長〔軸長〕之比〔軸率。晶體定向總原則：對稱面的法線；假設(shè)無對稱軸和對稱面，則選取發(fā)育較好的平行晶楞作為晶軸。盡可能使===90a=b=c?？臻g方位分布特征的符號。第四章：晶體的抱負(fù)型態(tài)由對稱要素聯(lián)系起來的一組晶面的總合或晶體中彼此間能對稱重復(fù)的一組晶面的組合代表晶面的選擇總原則：1、選擇晶面指數(shù)中正指數(shù)最多的晶面。盡可能保證h≥0，k≥0，l≥02、在中、低級晶族的單形中，按“先上、次前、后右”的挨次選擇代表晶面“先上”—l為正，“次前、后右”—hk3、在高級晶族中，按“從前、次右、后上”的原則選擇代表晶面，盡可能滿足hkl單形的分類：開形和閉形：依據(jù)單形的晶面是否可以自相閉合來劃分特別形和一般形：依據(jù)單形晶面與對稱要素的相對位置劃分左形和右形：互為鏡象，但不能以旋轉(zhuǎn)操作使之重合的兩個圖形，稱為左右形正四周體{111}；晶面在空間取向某一晶軸的負(fù)方向者被稱為負(fù)形，如負(fù)四周體{111}同一單形的正形與負(fù)形可借助其偶次對稱軸作用而重復(fù)。互為正、負(fù)形的兩個單形可以同時消滅在一個晶體上。如在閃鋅礦的晶體形態(tài)常為正四周體與負(fù)四周體兩個單形組成。定形與變形：單形中晶面與晶軸間的夾角恒等者稱為定形；晶面與晶軸間的夾角可變者被稱為變形聚形：由兩個或兩個以上的單形聚合而成的晶形單形相聚的原則：只有屬于同一對稱型的各種單形才能相聚礦物學(xué)第五章：礦物的晶體化學(xué)礦物：自然界各種作用形成的單質(zhì)或化合物。礦物的離子類型：惰性氣體型、銅型和過渡型離子惰性氣體型離子：造巖礦物一般稱為親氧元素或造巖元素親硫元素或造巖元素。物。球體的最嚴(yán)密積存：1、等大球體的最嚴(yán)密積存{立方最嚴(yán)密積存六方最嚴(yán)密積存}空隙數(shù)目：當(dāng)n個球做最嚴(yán)密積存時四周體空隙數(shù)=2n=n29.5%2陰離子作最嚴(yán)密積存陽離子充填其空隙最嚴(yán)密積存原理可適用于很多晶體構(gòu)造，特別是金屬晶格和離子晶格配位數(shù)和配位多面體配位數(shù)：每個原子或離子四周與之呈配位關(guān)系的原子或異號離子的數(shù)目影響配位數(shù)的因素：質(zhì)點的相對大小，積存的嚴(yán)密程度及質(zhì)點間化學(xué)鍵的性質(zhì)配位多面體以任一原子或離子為中心將其四周與之呈配位關(guān)系的原子或異號離子的中心聯(lián)線所形成的幾何圖形 {只知道配位數(shù)并不能準(zhǔn)確知道離子進(jìn)入何種孔隙}類質(zhì)同象：晶體構(gòu)造中某種質(zhì)點〔原子、離子或分子〕被其他類似的質(zhì)點所代替，僅晶格常數(shù)發(fā)生不大的變化，而構(gòu)造型式并不轉(zhuǎn)變的這種現(xiàn)象分類：1、完全的類質(zhì)同象：兩種質(zhì)點可以任意比例相互取代2、有限類質(zhì)同象：兩種質(zhì)點的相互代替局限在一個有限的范圍內(nèi)3、等價的類質(zhì)同象4、異價的類質(zhì)同象{依據(jù)替代離子化合價是否一樣}類質(zhì)同象的形成條件：1、原子和離子半徑2、離子電價{保持總價平衡包括簡潔的代替，成對的代替，不等量的代替}3、離子類型和化學(xué)鍵{離子類型一樣，化學(xué)鍵相近}爭論意義：有助于說明礦物床中元素賦存狀態(tài)、查找稀有分散元素、進(jìn)展礦床的綜合評價。一系列物理性質(zhì)〔如顏色、光澤、條痕、比重、硬度、熔點等等〕的規(guī)律變化，系統(tǒng)地爭論這些規(guī)律變化的相互關(guān)系就可以使我們依據(jù)礦物物性的測定來確定礦物組分的變化。同質(zhì)多象：同種化學(xué)成分的物質(zhì)，在不同的物理化學(xué)條件下，形成不同構(gòu)造的晶體的現(xiàn)象無序：的幾率是相通的，即分布是任意的則稱為無序構(gòu)造。有序：假設(shè)原子或者離子的分布是有規(guī)律的，不同的質(zhì)點有固定的位置則稱為有序。多形：一種元素或化合物以兩種或兩種以上層狀構(gòu)造存在的現(xiàn)象第六章：礦物的化學(xué)成分不參與礦物晶格的水的水：層間水和沸石水中性水，不帶電荷，不進(jìn)入礦物晶體構(gòu)造，存在于礦物的外表、裂隙中，失水溫度很低〔0-110℃之間。含量不固定，隨環(huán)境溫度和濕度而變，不計入化吸附水的存在不影響礦物的構(gòu)造：以中性水分子的形式存在于晶體構(gòu)造中，有固定的位置和配位數(shù)，有固定的含量，110-23℃的含氧鹽礦物中，有一個或幾個固定的脫水溫：以H+,H3O+,(OH)水溫度高500,600-120℃另一種礦物，礦物中構(gòu)造水的作用〕平衡晶體中多余的電荷〕充填構(gòu)造空隙或架狀構(gòu)造硅酸鹽沸石族礦物構(gòu)造的孔隙和空洞中〔沸石參與晶格但含量與吸附陽離子的種類以及環(huán)境的溫度和濕度有關(guān)，介于結(jié)晶水和吸附水之間。有肯定的配位數(shù)，失水后，礦物構(gòu)造根本不變第七章：礦物的形態(tài)():1、一向延長：晶體沿一個方向特別發(fā)育。形態(tài)常程柱狀、針狀、毛發(fā)狀和纖維狀等2、二向延長：晶體沿一個平面方向特別發(fā)育。形態(tài)常程板狀、片狀、薄片狀或薄層等3、三向延長：晶體沿三個方向同等發(fā)育。形態(tài)常程軸狀、粒狀、塊狀等晶面條紋：一種晶體生長現(xiàn)象，只見于晶面上，故又稱生長紋或聚形紋蝕象：晶體形成后，晶面因受溶蝕而形成的凹坑〔溶蝕坑。是相互平行的。兩個或兩個以上的同種晶體按肯定的對稱規(guī)律形成的規(guī)章連生構(gòu)成雙晶的兩個個體之間其結(jié)晶格子不平行，不連續(xù)第八章：礦物的物理性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)定義：對光選擇性吸取的結(jié)果顏色：對光選擇性吸取的結(jié)果〔反射、吸取、透射〕礦物對光全部吸取時，礦物呈黑色；對全部波長的色光均勻吸取，礦物呈不同程度的灰色；根本上都不吸取則為無色或白色；選擇吸取某些波長的色光，礦物呈現(xiàn)吸取色光的互補色礦物的呈色機理：A、帶隙躍遷--電子在能帶能級上的充填首先成對充填在較低能量的能級上。B、內(nèi)電子轉(zhuǎn)移——過渡元素離子的呈色C、電荷轉(zhuǎn)移——含不同價態(tài)離子礦物的呈色D、色心呈色E、物理光學(xué)效應(yīng)—光的反射、干預(yù)等物理因素所引起的礦物成色自色：是指礦物本身固有的成分、構(gòu)造所打算的顏色.自色對礦物鑒定有著重要的意義。他色：是由雜質(zhì)、氣液包裹體所引起的顏色。假色：是因物理光學(xué)效應(yīng)而產(chǎn)生的顏色。體色：物體內(nèi)部所表現(xiàn)出來的顏色。表色：色。射時它們的強度也越大，從而使礦物呈現(xiàn)相應(yīng)的外表色。表色：不透亮礦物因吸取格外強，因而表現(xiàn)的都是外表色。礦物的條痕是指礦物粉末的顏色：礦物的透亮度是指礦物可以透過可見光的程度。反射率是指光垂直入射礦物外表時的強度與反射光強度的比值力學(xué)性質(zhì)－解理、裂理、斷口、硬度、比重：礦物受外力〔敲打、擠壓等〕作用后，沿著肯定的結(jié)晶方向發(fā)生裂開，形成一系列光滑平面的性質(zhì)解理緣由：解理是由礦物的晶體構(gòu)造打算的解理產(chǎn)生在面網(wǎng)間化學(xué)鍵力最弱的方向A解理面一般平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)B平行于由異號離子組成的電性中和的面網(wǎng)C當(dāng)相鄰面網(wǎng)為同號離子的面網(wǎng)時，其間易產(chǎn)生解理D平行于化學(xué)鍵力最強的方向解理的分級：A極完全解理云母、石墨、輝鉬礦等；B完全解理如方解石、方鉛礦、螢石等；C中等解理白鎢礦D不完全解理磷灰石E解理——面網(wǎng)，性質(zhì)一樣的面網(wǎng)產(chǎn)生一樣的解理無論完整與否，無論大小如何，同種礦物具一樣的解理礦物受外力作用，在任意方向裂開所形成的凹凸不平的斷面：礦物在外力作用下沿肯定結(jié)晶方向裂開的性質(zhì)區(qū)分：解理——晶質(zhì)礦物的固有特性，同種礦物具有一樣解理裂理——礦物的非固有特性同種礦物并非都具有裂理但假設(shè)產(chǎn)生裂理必在一樣的方向上礦物的硬度：定義硬度是指礦物抵抗外來刻劃、壓入或研磨等機械作用的力量1．化學(xué)鍵類型及強度：共價鍵 》離子鍵》金屬鍵》分子鍵》氫鍵2．對于具有離子晶格的礦物其離子鍵的強度隨離子半徑和離子電價而異礦物的脆性和延展性定義：礦物受外力作用簡潔裂開的性質(zhì)稱為脆性定義：礦物在錐擊或拉引下，簡潔形成薄片和細(xì)絲的性質(zhì)稱為延展性。相對密度：4℃時同體積水的重量比對晶體構(gòu)造類型一樣的礦物來講，礦物的比重隨所含元素原子量的增大而增大，隨原子或離子半徑的增大而減小在原子量、原子或離子半徑一樣或相近的狀況下，原子或離子的配位數(shù)越大，比重越大礦物形成時的溫度(T)和壓力(P)對礦物的比重也有影響礦物的磁性：是指礦物能被永久磁鐵或電磁鐵吸引或排斥的性質(zhì)礦物的磁性分為三類：逆磁性礦物電磁性礦物磁性礦物礦物磁性分成三級：強磁性、弱磁性、無磁性礦物磁性的本質(zhì)：礦物的磁性是由組成礦物的原子或離子的未成對電子的自旋磁矩產(chǎn)生的，離子的未成對電子越多，礦物的磁性就越強，反之，則弱或不顯磁性。礦物的電學(xué)性質(zhì)導(dǎo)電性：礦物對電流的傳導(dǎo)力量稱礦物的導(dǎo)電性。壓電性：某些礦物晶體，在機械作用的壓力或張力下，因變形效應(yīng)而呈現(xiàn)的荷電性質(zhì)。在壓縮時發(fā)生正電荷的部位，在伸張時發(fā)生負(fù)電荷。焦電性：當(dāng)溫度變化時，在晶體的某些結(jié)晶方向產(chǎn)生荷電的性質(zhì)。礦物的焦電性主要存在于無對稱中心、具有極性軸的介電質(zhì)礦物晶體中。第九章：礦物的形成與變化1、形成礦物的地質(zhì)作用內(nèi)生作用：巖漿作用，偉晶作用，接觸交代，熱液作用，火山作用外生作用：風(fēng)化作用{物理與化學(xué)風(fēng)化}，沉積作用{機械，化學(xué)，膠體，生物}變質(zhì)作用：接觸變質(zhì)，區(qū)域變質(zhì)2、不同地質(zhì)作用條件下礦物的共生組合〔巖漿、熱液〕熱液作用形成的礦物特點巖漿期后熱液變質(zhì)熱液地下水熱液黑鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、毒砂石英、云母、黃玉、電氣石、綠柱石中溫?zé)嵋盒纬蓽囟仍?00－200Cu-Pb-Zn的礦物組合和相應(yīng)的礦床黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、自然金等石英、方解石、白云石、菱鎂礦、重晶石等低溫?zé)嵋盒纬捎?00－50As-Sb-Hg-Ag的礦物組合及相應(yīng)的礦床雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、自然銀等石英、方解石、蛋白石、重晶石等火山作用形成礦物的特點火山作用中礦物自巖漿熔體或火山噴氣中快速結(jié)液充填、交代火山巖而形成。在地表，巖漿在常壓、高溫下快速結(jié)晶，形成與巖漿成分相對應(yīng)的各種噴出巖造巖礦物與巖漿巖類似，區(qū)分在于消滅高溫相礦物，如透長石、高溫石英等。礦物除形成斑晶外，均成隱晶質(zhì)。巖石具有氣孔、流紋構(gòu)造。火山熱液充填于火山巖氣孔或交代火山巖，氣孔中由于充填物而成杏仁體構(gòu)造。主要礦物有沸石、蛋白石、方解石、自然銅等。由火山噴氣凝華的產(chǎn)物有自然硫、雄黃、雌黃、硫化物和石鹽等。3、反映礦物形成條件的標(biāo)志：不同成因的同種礦物其成分、構(gòu)造、形態(tài)、特性等因生成條件不同而有差異，這些能反映生成條件的特征稱為礦物的標(biāo)型特征礦物的組合、共生和伴生不管生成時間先后，只要在空間上共同存在的不同礦物就稱為一個:同一成因、同一成礦期或成礦階段的礦物組合伴生組合:不同成因或成礦期〔或成礦階段〕的礦物組合礦物的分類與命名分類：大類—類—〔亞類〕—族—種—〔亞種〕礦物種的概念礦物種—礦物分類的根本單位物，成為一個礦物種。礦物的分類體系：自然元素金屬元素半金屬元素非金屬元素硫化物及類似化合物簡潔硫化物復(fù)硫化物硫鹽鹵化物常見相像礦物的區(qū)分白色礦物：方解石、石英、螢石、斜長石、重晶石、石膏、石鹽綠色礦物：螢石、綠柱石、天河石、橄欖石、孔雀石暗色礦物：角閃石、輝石、電氣石、黑云母鉛灰色礦物：方鉛礦、輝銻礦、輝鉬礦島、環(huán)狀構(gòu)造硅酸鹽礦物化學(xué)成分：陰離子為島狀硅氧骨干[SiO4]4-和[Si2O7]6-，常見附加陰離子：O2-、(OH)-、Cl-、F-陽離子簡單多為小半徑高電價的陽離子：Ca、Mg、Fe、Mn、Mg；Nb、Ta、Zr、Hf、TR、U、Th、Ti；Co、Ni、Cu、Pb、Zn、Be、Ba等晶體構(gòu)造：似最嚴(yán)密積存，構(gòu)造比較嚴(yán)密硅氧骨干中的[SiO4]四周體一般不被或很少被[AlO4]四周體替代硅氧骨干內(nèi)部以共價鍵為主，硅氧骨干與其它陽離子之間以離子鍵為主形態(tài)與物性：一般具有完好的晶形多呈無色或彩色，透亮至半透亮，玻璃光澤或金屬光澤高硬度〔5.5〕相對密度和折射率較大用中亦可大量產(chǎn)出。一般不形成于外生作用中鏈狀構(gòu)造硅酸鹽礦物輝石族〔單鏈化學(xué)成分：輝石族礦物的化學(xué)通式可表示為XY[T2O6]X=Na+,Ca2+,Mn2+,Fe2+,Mg,Li+ 在晶體構(gòu)造中占據(jù)M2位置Y=Mn2+,Fe2+,Mg,Fe3+,Cr,Al3+,Ti等在晶體構(gòu)造中占據(jù)M1位置；T=Si4+,Al3+ 占據(jù)硅氧骨干的四周體位置晶體構(gòu)造：[SiO4]四周體各以兩個角頂與相鄰的[SiO4]四周體共用形成沿c軸方向無限延長的單鏈[Si2O6]，鏈與鏈之間借助陽離子聯(lián)結(jié)起來。鏈內(nèi)Si-O鍵主要為共價鍵，鏈外陽離子〔M〕與氧的化學(xué)鍵M-O鍵主要為離子鍵形態(tài)與物性：[Si2O6]鏈延長〔c軸〕的柱狀晶形，其橫斷面呈假正方形或八邊形；并發(fā)育平行于鏈延長方向的{210}或{110}解理，其解理夾角為87和9390Fe、Ti、Mn等的礦物顏色較深，玻璃光澤，硬度5-6；相對密度中等〔3,1-3.6〕角閃石族〔雙鏈〕化學(xué)成分：角閃石族礦物的化學(xué)成分通式可表示為：A0-1X2Y5[T4O11]2(OH,F,Cl)，其中A=Na+,Ca2+,K+,H3O+，A位置X=Na+,Li+,K+,Ca2+,Mg2+,Fe2+,Mn2+，M4位置Y=Mg2+,Fe2+,Mn2+,Al3+,Fe3+,Ti4+,Cr3+，M1,2,3位置T=Si4+,Al3+,Ti4+T組陽離子占據(jù)硅氧骨干中的四周體位置Si4+Al3+(少量的Ti4+,Fe3+,Cr3+等)替代，但Al/Si一般≤1/3A,X,Y組陽離子中及其間的類質(zhì)同象替代格外普遍和簡單，并可形成很多類質(zhì)同象序列晶體構(gòu)造：硅氧骨干可看成是由兩個輝石單鏈聯(lián)結(jié)而成的雙鏈，以4個[SiO4]四周體為重復(fù)單位，記為[Si4O11]6-A、X、Y類陽離子充填。形態(tài)與物性：角閃石族的晶體構(gòu)造特征打算了角閃石族礦物具有平行c{110〔或210〕的完全解理，其解理面夾角為5和124。當(dāng)成分中Fe含量增高時，其顏色加深。相對密度和折射率均增大輝石族角閃石族礦物的異同點一樣點： 具有相像的化學(xué)成分：絡(luò)陰離子Si-O骨干。陽離子：Mg、Fe、Ca、Na、K 絕大多數(shù)為單斜晶系，少數(shù)為斜方晶系 晶體沿鏈間發(fā)育為柱狀、針狀、纖維狀] 礦物顏色類似、硬度較大〔5-6〕皆發(fā)育兩組柱面解理不同點：形態(tài)上 角閃石的柱狀更明顯、更長晶體橫斷面輝石：呈假八邊形。角閃石：假六邊形或假菱形解理夾角 輝石：87或93。角閃石：124或56附加陰離子輝石：無。角閃石：OH成因產(chǎn)狀：巖漿作用：輝石超基性-基性巖，形成早。角閃石產(chǎn)于中酸性巖，形成晚變質(zhì)作用：輝石形成于深變質(zhì)。角閃石變質(zhì)程度較低。層狀構(gòu)造硅酸鹽礦物粘土礦物定義：粒級達(dá)粘土級〔<2μm〕具有無序有序過渡構(gòu)造的的層狀含水鋁硅酸鹽礦物性質(zhì)：膨潤性；吸附性及吸附離子的交換；性催化性；可塑性架狀構(gòu)造硅酸鹽礦物形態(tài)與物性：由于四周體在三維空間不同方向上排列的嚴(yán)密程度不同，從而形成多種類型構(gòu)造形態(tài)上有柱狀、片狀、塊狀等；某些方向有解理；具較高的硬度〔僅次于島狀構(gòu)造硅酸鹽礦物〕一般為淺色〔不含F(xiàn)e2+、Mn2+等色素離子〕相對密度較小，折射率較低〔由于構(gòu)造中存在較大的空隙氧化物和氫氧化物礦物鐵膠凝體以及鋁的氫氧化物、泥質(zhì)物質(zhì)的混合物，這種混合物統(tǒng)稱為含水氧化物〔如褐鐵礦、含水的鋁的硅酸鹽〔如高嶺石、赤鐵礦、蛋白石等礦物膠結(jié)，稱為鋁土礦。硫化物及其類似化合物礦物S的價態(tài)，形成礦物類型及成因特征S2-,[S2]2-組成硫化物；S0形成自然硫；S4+是SO2；S6+以[SO4]2-存在于硫酸鹽中和斜方晶系在內(nèi)生的巖漿作用的晚期，可形成Fe,Ni,Cu的硫化物絕大局部硫化物是熱液作用的產(chǎn)物。在硫化物礦物的形成過程中，熱液介質(zhì)中的H2S起著重要的作用。硫化物和對硫化物的區(qū)分性較差。硫化物主要呈粒狀或塊狀集合體消滅。物由于陰離子為對硫、對砷或砷硫?qū)κ褂捕仍龈唿S銅礦(chalcopyrite)CuFeS2形態(tài)和物性：黃銅色，外表常有斑駁的藍(lán)、紫、褐色的錆色膜，條痕綠黑色，金屬光澤。無解理。黃銅礦易被誤認(rèn)為黃鐵礦，但以其更黃的顏色和較低的硬度與黃鐵礦相區(qū)分黃鐵礦(pyrite)FeS2形態(tài)和物性：常有完好的晶形，呈立方體、八面體、五角十二面體及其聚形。立方體晶面上〔銅黃〕色，條痕綠黑色，強金屬光澤，不透亮，無解理，參差狀斷口自然元素金剛石石墨晶系等軸晶系