福大結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)教學(xué)大綱（72學(xué)時）

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)教學(xué)大綱一、課程中英文名稱中文名稱：結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)英文名稱：crystallographyandmineralogy課程編號：01600002二、授課對象及學(xué)時資源勘查工程專業(yè)總學(xué)時：72三、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工先修課程：普通地質(zhì)學(xué)，普通化學(xué)后續(xù)課程：晶體光學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)、資源地質(zhì)學(xué)。四、課程教學(xué)的目的本課程可劃分為兩大相對獨(dú)立的內(nèi)容：結(jié)晶學(xué)主要以晶體的對稱、晶體定向與結(jié)晶學(xué)符號、單形和聚形、雙晶為主要內(nèi)容，講授晶體的對稱理論，簡要介紹晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱和晶體化學(xué)的基本知識和基本理論；礦物學(xué)主要講授礦物的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物理性質(zhì)和成因產(chǎn)狀的基本概念和基本理論，以及按礦物的晶體化學(xué)分類體系介紹八十種左右常見礦物。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握結(jié)晶學(xué)中有關(guān)晶體對稱理論、晶體化學(xué)基本知識和礦物學(xué)中有關(guān)礦物成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物理性質(zhì)、成因等的基本概念、基本知識，初步掌握鑒定和研究礦物的基本技能和方法；了解一些礦物的主要用途。五、課程教學(xué)主要內(nèi)容本課程分為結(jié)晶學(xué)和礦物學(xué)兩個主要內(nèi)容單元，其中結(jié)晶學(xué)為30課時，礦物學(xué)為42課時。講課與實(shí)驗(yàn)課時比例為1:1，其中理論教學(xué)安排36學(xué)時、實(shí)驗(yàn)課安排36學(xué)時。第一單元結(jié)晶學(xué)第一章晶體及結(jié)晶學(xué)（講課1學(xué)時）深入理解晶體的定義，掌握從晶體結(jié)構(gòu)中畫出空間格子的方法，理解空間格子要素及其性質(zhì)。了解晶質(zhì)、非晶質(zhì)和準(zhǔn)晶態(tài)的區(qū)別。理解晶體的基本性質(zhì)。第二章晶體的測量與投影（講課1學(xué)時）理解面角守恒定律及其意義，了解晶體測量的方法。理解極射赤平投影的空間過程，理解利用吳氏網(wǎng)進(jìn)行晶體投影的原理，能繪制主要晶類的對稱要素和單形的目估投影。第三章晶體的宏觀對稱（講課2學(xué)時，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時）理解晶體對稱的特點(diǎn)。熟練掌握對稱面、對稱軸、對稱中心和旋轉(zhuǎn)反伸軸的概念與確定方法，理解對稱定律及對稱要素的組合定律，掌握常見的對稱型，能熟練地在晶體模型上找出對稱型，并能運(yùn)用對稱要素組合定律進(jìn)行判斷。熟練掌握晶體對稱分類體系。第四章晶體定向與結(jié)晶符號（講課3學(xué)時，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時）熟練掌握晶體定向的原則、各晶系晶體定向方法和晶體常數(shù)特點(diǎn)；能熟練地從晶體模型上確定對稱型、晶系后進(jìn)行晶體定向。熟悉對稱型的國際符號及其與對稱型的一般符號的轉(zhuǎn)換。掌握晶面符號的書寫方法，理解整數(shù)定律的含義，了解晶帶定律及晶棱符號的書寫方法。第五章單形與聚形（講課3學(xué)時，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時）理解單形的概念及推導(dǎo)方法，了解單形分類，了解47種幾何單形,重點(diǎn)掌握20種左右常見單形，熟悉一些重點(diǎn)單形在各晶系中的分布；理解單形相聚的條件及聚形的概念，熟練掌握各晶系晶體的聚形分析的步驟和方法。第六章晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微觀對稱（講課1學(xué)時）進(jìn)一步理解空間格子、空間格子要素和晶胞的概念，熟悉各晶系晶胞參數(shù)的特點(diǎn)、四種格子類型(P、C、I、F)和十四種空間格子（布拉維格子），了解平移軸、螺旋軸和滑移面、空間群和等效點(diǎn)系的概念。能看懂空間群的國際符號。第七章晶體生長簡介（講課1學(xué)時）了解晶體生長的成核理論，理解科塞爾理論（層生長理論）、螺旋生長理論、周期性鍵鏈理論、最小表面能原理。理解布拉維法則。了解晶體生長實(shí)驗(yàn)方法，第八章晶體的規(guī)則連生（講課1學(xué)時）了解晶體的規(guī)則連生（平等連晶、次晶、浮生與交生）。掌握雙晶的概念、雙晶類型和雙晶的識別方法；初步了解雙晶的形成方式。學(xué)會分析礦物中常見的雙晶。第九章晶體化學(xué)簡介（講課3學(xué)時）理解最緊密堆積原理及其意義，熟悉六方和立方最緊密堆積及其中的四面體空隙和八面體空隙、配位數(shù)和配位多面體；了解有關(guān)化學(xué)鍵、晶格類型和鮑林法則在晶體結(jié)構(gòu)分析中的某些應(yīng)用，理解類質(zhì)同象、同質(zhì)多象、多型現(xiàn)象和有序—無序結(jié)構(gòu)。第二單元礦物學(xué)I.礦物學(xué)通論礦物通論主要是學(xué)習(xí)礦物的化學(xué)成分、形態(tài)、物理性質(zhì)和成因產(chǎn)狀方面的基本理論知識。介紹礦物的鑒定和研究方法。通過礦物學(xué)通論的學(xué)習(xí),使學(xué)生對礦物的成分、形態(tài)、物理性質(zhì)和成因等有基本的理解；并且要求學(xué)生掌握礦物外表特征的肉眼鑒定(包括簡易化學(xué)鑒定)基本方法。第十章礦物及礦物學(xué)概述（講課1學(xué)時）掌握礦物的概念。了解礦物學(xué)的發(fā)展及其與其他科學(xué)的關(guān)系。第十一章礦物的化學(xué)成分（講課1學(xué)時）了解地殼中化學(xué)元素的豐度及離子類型在礦物學(xué)中的意義。理解礦物成分變化的原因、礦物中“水”的類型和礦物的晶體化學(xué)式的書寫原則及其含義。第十二章礦物的形態(tài)（講課l學(xué)時，實(shí)驗(yàn)1學(xué)時）熟悉礦物形態(tài)的類型。理解形態(tài)與成分、結(jié)構(gòu)和形成條件之間的關(guān)系。學(xué)會描述礦物形態(tài)的方法。第十三章礦物的物理性質(zhì)（講課3學(xué)時，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時）理解礦物的顏色(自色、他色和假色)、條痕、光澤和透明度的概念，了解成色機(jī)理，熟練掌握其描述其描述方法。理解礦物解理、裂開、斷口、硬度、相對密度的概念，理解其產(chǎn)生原因或影響因素；熟悉它們的分級或分類；并熟練掌握其觀察描述方法。了解礦物的彈性、撓性、脆性、延展性、磁性、導(dǎo)電性、壓電性、熱電性、介電性、發(fā)光性和放射性等。第十四章礦物的成因（講課0.5學(xué)時）了解礦物的成因類型，理解礦物組合、共生及伴生、世代和生成順序、標(biāo)型礦物和礦物標(biāo)型特征、假像和副像等概念。初步了解礦物變化過程及相關(guān)理論。第十五章礦物的鑒定和研究方法簡介（講課0.5學(xué)時）對礦物成分、結(jié)構(gòu)、形貌等研究的一些主要測試方法（包括送樣要求、適用范圍、靈敏度）等作初步了解。II.礦物各論要求對各類礦物有系統(tǒng)地、概括地了解,同時注意每個礦物種的特征。具體要求如下：1.掌握各大類（或類、或族）礦物的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與成因產(chǎn)狀等的基本特征，理解各大類（或類、或族）礦物的晶體化學(xué)基本原則，理解成分、結(jié)構(gòu)、物性之間的內(nèi)部聯(lián)系，會用晶體化學(xué)基本原理解釋有關(guān)的礦物現(xiàn)象。2.對礦物種（或族）的要求分成三類，其中第一類約30種，第二類約30種，第三類約20種，具體要求分別為：第一類：為重點(diǎn)掌握的礦物。對各礦物的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物性、成因產(chǎn)狀和用途等各方面要綜合分析，注意它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。其具體要求為：⑴對化學(xué)組成要掌握晶體化學(xué)式和重要的類質(zhì)同像混入物（一般是指具有經(jīng)濟(jì)意義或標(biāo)型意義，或影響種屬、變種的命名，或明顯的影響物理性質(zhì)等的類質(zhì)同像混入物）；⑵對晶體結(jié)構(gòu)要掌握晶系和晶體結(jié)構(gòu)特征，并理解它們與形態(tài)、物性的內(nèi)在聯(lián)系；⑶對形態(tài)要掌握該礦物特征、常見的和具有標(biāo)型意義的晶形。⑷對物理性質(zhì)要有較全面了解，側(cè)重具有鑒定意義和實(shí)用意義的；⑸對于成因產(chǎn)狀只要求一般了解，側(cè)重成因類型，注意礦物的標(biāo)型性；⑹了解礦物的主要用途。第二類：要求重點(diǎn)掌握該礦物種的晶體化學(xué)式（復(fù)雜的硅酸鹽礦物則要求掌握其硅氧骨干和主要陽離子）和主要鑒定特征。了解主要成因類型，對標(biāo)型礦物要了解其成因意義。第三類：了解該礦物種在分類體系中的位置和某些特點(diǎn)。3.了解下列礦物晶體結(jié)構(gòu)特征自然金、金剛石、石墨、閃鋅礦、黃銅礦、金紅石、尖晶石、綠柱石、透輝石、透閃石、滑石、云母、高嶺石、方解石、螢石共l5種。要求按照教材中對該礦物晶體結(jié)構(gòu)特征的描述，能看懂相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)圖。下面在各章中將上述三類礦物的名單按晶體化學(xué)分類體系列出（所列礦物名單，帶雙星號**者為第一類，帶星號*者為第二類，無標(biāo)記者即第三類，其基本要求見前述，某些特殊要求則見補(bǔ)充說明）。第十六章礦物的分類和命名（講課0.5學(xué)時）掌握礦物的晶體化學(xué)分類體系，明確礦物種、亞種、異種(或變種)的概念，了解礦物的命名原則。第十七章自然元素大類（講課0.5學(xué)時，實(shí)驗(yàn)1學(xué)時）自然金屬：**自然金、自然銅、自然銀自然非金屬：自然硫、**金剛石、**石墨第十八章硫化物及其類似化合物大類（講課2學(xué)時，實(shí)驗(yàn)3學(xué)時）簡單硫化物：方鉛礦族（**方鉛礦）、閃鋅礦族（**閃鋅礦）、黃銅礦族（**黃銅礦）、磁黃鐵礦族（*磁黃鐵礦）、輝銻礦族（輝銻礦、輝鉍礦）、辰砂族（辰砂）、銅藍(lán)族（銅藍(lán)）、雌黃族（*雌黃）、雄黃族（*雄黃）、輝鉬礦族（**輝鉬礦）、斑銅礦族（斑銅礦）、輝銅礦族（輝銅礦）、藍(lán)輝銅礦族（藍(lán)輝銅礦）。復(fù)硫化物：黃鐵礦—白鐵礦族（**黃鐵礦、白鐵礦）、輝砷鈷礦—毒砂族（*毒砂），砷黝銅礦族（砷黝銅礦）。第十九章氧化物和氫氧化物大類（講課2學(xué)時，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時）氧化物：赤銅礦族（赤銅礦）、剛玉族（**剛玉、**赤鐵礦、鈦鐵礦）、金紅石族（*金紅石、*錫石、**軟錳礦）、石英族（**-石英及其異種、-石英，*蛋白石）、尖晶石族（尖晶石、**磁鐵礦、*鉻鐵礦）、黑鎢礦。氫氧化物：鋁的氫氧化物（**鋁士礦集合體）、鐵的氫氧化物（**褐鐵礦集合體）、錳的氫氧化物（**硬錳礦）。第二十章含氧鹽大類（一）——硅酸鹽類（講課5學(xué)時，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時）掌握硅氧骨干形式及其對硅酸鹽礦物的晶體結(jié)構(gòu)、晶體化學(xué)、形態(tài)、物理性質(zhì)等的影響,理解鋁在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中的特殊作用。島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽：鋯石族（*鋯石）、橄欖石族（**橄欖石）、石榴子石族（*鈣鋁榴石系列與鈣鐵榴石系列）、紅柱石族（*紅柱石、*藍(lán)晶石）、黃玉族（黃玉）、符山石族（符山石）、綠簾石族（綠簾石）、綠柱石族（**綠柱石）、電氣石族（*電氣石）。鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽：輝石族（頑火輝石、紫蘇輝石、*透輝石—鈣鐵輝石、**普通輝石、硬玉）、硅灰石族（*硅灰石）、角閃石族（*透閃石—陽起石、**普通角閃石、角閃石石棉）。層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽：高嶺石族（**高嶺石）、蛇紋石族（*蛇紋石）、云母族（**白云母、**黑云母、金云母、鋰云母）、滑石族（*滑石、*葉臘石）、蒙脫石—皂石族（蒙脫石）、蛭石族（蛭石）、綠泥石族（*綠泥石）。了解云母族的常見多型；綜合層狀硅酸鹽礦物了解混層礦物的概念：了解粘土礦物的概念及粘土礦物的特征與應(yīng)用。架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽：長石族（堿性長石亞族：透長石、*正長石、**微斜長石；斜長石亞族：**斜長石）、似長石：霞石族（霞石）、白榴石族（白榴石）、*沸石族。補(bǔ)充說明：對長石族要了解長石的有序—無序結(jié)構(gòu)和在不同結(jié)構(gòu)態(tài)中Al在四面體位置上的分布，了解有序度、三斜度的含義。第二十一章含氧鹽大類（二）（講課2學(xué)時，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時）碳酸鹽：方解石族（**方解石、菱鎂礦、菱鐵礦、*白云石）、文石族（文石）、孔雀石族（*孔雀石、藍(lán)銅礦）。硫酸鹽：重晶石族（*重晶石、天青石）、石膏—硬石膏族（*石膏、硬石膏）。磷酸鹽：磷灰石族（磷灰石）。鎢酸鹽：白鎢礦族（白鎢礦）。第二十二章鹵化物大類（講課1學(xué)時，實(shí)驗(yàn)1學(xué)時）螢石族（*螢石）、石鹽族（石鹽）。綜合研究（實(shí)驗(yàn)2學(xué)時）

六、本課程各部分內(nèi)容建議的課內(nèi)學(xué)時分配一覽表：章標(biāo)題學(xué)時數(shù)其中實(shí)驗(yàn)課時1晶體及結(jié)晶學(xué)12晶體的測量與投影13晶體的宏觀對稱644晶體定向與結(jié)晶符號745單形與聚形966晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微觀對稱17晶體生長簡介18晶體的規(guī)則連生19晶體化學(xué)簡介310礦物及礦物學(xué)概述111礦物的化學(xué)成分112礦物的形態(tài)2113礦物的物理性質(zhì)5214礦物的成因0.515礦物的鑒定和研究方法簡介0.516礦物的分類和命名0.517自然元素大類1.5118硫化物及其類似化合物大類5319氧化物和氫氧化物大類4220含氧鹽大類(一)--硅酸鹽類11621含氧鹽大類(二)6422鹵化物大類21綜合研究22Σ7236七、教材和參考資料趙珊茸主編（趙珊茸、邊秋娟、凌其聰編著），《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》，北京：高等教育出版社，2004。張恩主編，《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，北京：地質(zhì)出版社，2007。潘兆櫓主編，《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》（第3版），北京：地質(zhì)出版社，1993。羅谷風(fēng)等編，《基礎(chǔ)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》，南京：南京大學(xué)出版