矿石学单元习题整理

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一、基本概念 晶体：是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。或者说晶体是具有格子构造的固体。（3页）

结点：空间格子中的点，它们代表晶体结构中的相当点。（7页）

空间格子：表示晶体内部质点在三维空间周期性重复排列规律的几何图形。（9页） 格子参数:表征空间格子大小和形状的参数,用a0、b0、c0、和α，β，γ表示。 晶胞：实际晶体结构中所划分出的相应单位。（13页）

对称面：是一个假想的平面，它将图形平分为互为镜像的两个相等部分。（15页） 对称轴：是一根假想的直线，相应的对称操作是围绕此直线的旋转。（16页）

双晶：指两个或两个以上的同种晶体，彼此间按一定的对称规律相互结合而成的规则连生。（36页）

单形:由同种晶面(即性质相同的晶面，在理想的情况下，这些晶面应该是同形等大的)所组成。或由对称要素联系起来的一组晶面的总和。（30页） 聚形：两个或两个以上的单形相聚合而成的晶形（33页） 晶体定向：

解理：矿物受外力（敲打、挤压）作用后，沿着一定的结晶方向发生破裂，并能裂出光滑平面的性质。（96页） 裂开

晶体结晶习性：矿物晶体具有的保存习性见形态的性质，称为矿物的结晶习性（34页） 米氏符号 ：用晶面在3个晶轴上的截距系数的倒数比来表示。（46页） 布拉维法则：实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网，即晶体为面网密度大的晶面所包围。（42页） 离子半径：每个离子各自都有一个其他离子不能侵入的作用范围，这个作用范围被看成球形，它的半径称为离子的有效半径。（52页） 配位多面体：以一个原子或离子为中心，将与其周围与之成配位关系的原子或离子的中心线连接起来所获得的多面体 称为配位多面体。（59页）

晶格类型：具有不同化学键的晶体，在晶体结构、物理性质和化学性质上都有很大差异。因此，通常根据晶体中占主导地位的化学键的类型，将晶体划分为不同的晶体类型。（61页） 类质同象：晶体结构中﹐某种质点（原子、离子或分子）为其他种类似质点所代替，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象（70页） 类质同象类型：完全、不完全、等价、异价

同质多象：同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下（温度、压力、介质）下，形成不同结构的晶体的现象。（75页）

多型：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。（77页）

胶体：一种物质微粒（粒径100-10000nm）分散于另一种物质之中所形成的均匀的细分散体系。（80页） 胶体矿物：胶体矿物一般分为水胶凝体和结晶胶溶体两类，矿物学中通常所说的胶体矿物是指前者。（81页）

丰度：研究体系中被研究元素的相对含量，用重量百分比，表示地壳元素的丰度又称为克拉克值。

选择性吸附：胶体的选择吸附，是指胶粒在不同溶液中仅能吸附某些与胶粒电荷相反的离子，而对其他物质吸附很少或完全不吸附。（81页）

吸附水：吸附水以中性水分子(H2O)存在，不参与组成矿物的晶体结构，其含量变化很大，

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如蛋白石SiO2·nH2O(n表示水分子含量不固定)。（82页）

结晶水：结晶水以中性水分子（H2O）存在于矿物中，参与组成矿物晶格，有固定的配位位置位置，是矿物化学组成的一部分。结晶水分子的数量与矿物中其他组分的含量成简单的比例关系。（82页）

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结构水：结构水也称化合水。是以(OH)、H或(H3O)离子的形式参加矿物晶格的水。（83页） 沸石水：沸石水是存在于沸石族矿物中的中性水分子。（83页）

层间水：层间水是存在于某些层状结构硅酸盐的结构层之间的中性水分子。（83页） 矿石：矿石是由矿物组成的。（210页）

矿石结构：矿石的结构是指矿石中矿物结晶颗粒的形状、大小及空间相互结合关系等特征，强调的是矿物的结晶颗粒。（211页）

矿石构造：矿石的构造指矿石中矿物集合体的形状、大小及空间相互结合关系等特征，强调的是矿物集合体的特点。（211页） 矿体：矿石的自然聚集便构成矿体。（210页） 矿床：若干矿体组成矿床。（210页）

矿石矿物：矿石矿物也称有用矿物，是指可被利用的金属或非金属矿物。应采用正确方法最大限度的回收利用。（210页）

脉石矿物 ：脉石矿物是指矿石中不能利用的矿物，故也称无用矿物。应尽量排除。（210页） 品位：矿石中有用组分的单位含量称为品位，它是衡量矿石质量的最主要标准。（210页） 边界品位 ：是圈定工业矿体与围岩界限的最低品位。（211页）

工业品位 ：是指工业上可利用的矿段或矿体的最低平均品位，只有当矿段或矿体的平均品位达到工业品位时，才具有开采价值。（211页） 矿产储量：矿产在地下的埋藏量。（215页）

表内储量：表内储量是指在目前工业技术条件下可以开采利用的储量。（215页）

表外储量：表外储量是指由于有用组分含量低，有害组分含量过高，矿体厚度太小，矿石埋藏太深、矿山开采技术条件或水文地质条件特别复杂，矿石的选冶工艺暂未解决等问题，目前尚难利用的储量。（215页） 风化作用：风化成矿作用是指在风化作用过程中，使有用组分或矿物富集而形成矿床的作用（249页）

沉积作用：沉积成矿作用是指在沉积作用过程中使有用组分或矿物富集而成为矿床的作用。（249页）

物理风化作用：这是一种以崩解方式、机械地把原岩或矿床破碎成细块和微粒的作用，一般不改变原岩（矿床）的化学成分。（250页） 化学风化作用：原岩或原矿床在水、空气和生物与之发生化学反应，使其发生化学分解。（251页）

生物风化作用：属于化学风化的一种。（251页）

机械沉积分异作用：当砂、砾石、重金属矿物等碎屑物质被水或风等夹带迁移，由于水流或气流的速度逐渐降低，于是搬运物质的能力也随着减小，这时被搬运的物质将按一定的规律（体积大小，比重大小等）依次沉积，这种作用称为机械沉积分异作用。（256页） 化学沉积分异作用：不同元素或物质在水中迁移的能力是不同的，当物理化学条件（如温度、压力、PH值等）变化时有的很快从水中沉淀下来，有的则较晚才沉淀，有的长时间保留在水中，只有在特殊条件下才沉淀下来，这一过程称为化学沉积分异作用（257页） 生物化学沉积分异作用：由于生物化学作用促使有机的或无机的成矿物质在各种水盆地中有规律的聚集和沉积，从而使不同物质组分分异开来这一过程称为生物化学沉积分异作用。（258页）

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变质作用：原来已存在的各种岩石或矿石由于受到后来的高温、高压及热水溶液的影响，它们的矿物成分、化学成分、物理性质以及结构构造等发生了变化，而且这些变化基本是在固态下进行的，引起这种变化的作用称为变质作用。（262页）

接触变质成矿作用：在岩浆岩岩体周围，由于温度升高而使围岩发生重组合和重结晶作用，称为接触变质作用。（264页）

区域变质成矿作用：在广大地区内，由于区域性构造运动的影响，在热力、动力、变质气化热液的作用下，使原岩或原矿床(石)发生重结晶、变形、交代等改造作用，称为区域变质作用。（266页）

混合岩化成矿作用：混合岩化作用是在区域变质作用的基础上进一步发展演化的结果，是由深部上升的流体或由岩石部分熔融所产的\混浆\，与不同类型的原岩经过一系列相互作用和混合(二者包括渗透、注人、交代、结晶和重溶)，这种转化作用称为混合岩化作用。（268页）

（由晏莉辉整理，整理不全望指正，如果有错误要告诉大家，谢谢了！） 二、问答题

1、怎样划分晶族和晶系?说出下列对称型所属的晶族和晶系。

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C LPC 3L3PC 3Li4L6P L3LL4L5PC L6L7PC 3L4L3PC 3L4L6L9PC

答：晶体分类方法很多，这里介绍按照晶体对称特点进行的分类，分类依据如下： 1) 把属于同一对称型的晶体归为一类，称为晶类，共32个晶类。 2) 根据是否有高次轴以及有几个高次轴，把32个对称型归纳为低级、中级、高级三个晶族。 低级晶族 无高次轴 中级晶族 有一个高次轴

高级晶族 有多于一个的高次轴

3) 在各晶族中，再根据对称特点划分晶系，共有七个晶系。

属于低级晶族的:三斜晶系(无对称轴和对称面)、单斜晶系(二次轴和对称面各不多于一个)和斜方晶系(二次轴或对称面多于一个)；

属于中级晶族的四方晶系(有一个四次轴)、三方晶系(有一个三次轴)和六方晶系(有一个六次轴)；

属于高级晶族的等轴晶系(有四个三次轴)。

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2

3

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3

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C：低级晶族三斜晶系 L2PC：低级晶族单斜晶系 3L23PC：低级晶族斜方晶系 3Li44L36P：高级晶族等轴晶系 L33L2 ：中级晶族三方晶系 L44L25PC ：中级晶族四方晶系 L66L27PC：中级晶族六方晶系 3L24L33PC：高级晶族等轴晶系 3L44L36L29PC：高级晶族等轴晶系（20页）

2、在47种几何单形中，下列单形能否相聚?六方柱与菱面体，五角十二面体与立方体，三方双锥与六方柱，斜方柱与四方双锥。

3、晶体与非晶体有何本质区别？

答：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。本质区别：是否在三维空间呈周期性排列。（4页）

4、什么是晶体结构中的相当点——结点？

答：空间格子中的点，代表晶体结构中的等同点。在实际晶体中，结点的位置可为同种质点所占据。（7页）

5、什么是结构基元?空间格子和晶胞有何区别？

答：当一质点作周期性重复时，其周围与该质点不同的邻近质点也应作同样的周

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期重复，由此他们组成了晶体结构的一个重复单位。这种重复单位通常称之为所在晶体的结构基元。

空间格子是表示晶体内部质点在三维空间周期性重复排列规律的几何图形。 由于晶体中原子的排列是有规律的，可以从晶格中拿出一个完全能够表达晶格结构的最小单元，这个最小单元就叫作晶胞。晶胞就是结构单元。（7页）

6、对称面和对称轴与滑移面和平移轴、螺旋轴有何区别？

7、为什么在实际晶体上，同一单形的各个晶面性质相同?在理想发育的晶体上同一单形的各个晶面同形等大?

8、某晶面在x、y、z轴上的截距分别为2.5mm、5mm、 ∞，试写出该晶面的米氏符号。 答：（210）（46页）

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9、{111}在等轴、四方、斜方、单斜(LPC对称型)和三斜晶系中分别代表什么单形?

10、离子类型划分的依据是什么?三种离子类型的电子层结构有何特点？ 答：根据离子的最外电子层结构，可将离子分为三种基本类型。

（1）惰性气体型离子 指最外层电子结构与惰性气体原子的最外层电子结构相似，具

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有8个(sp)或两个(s)电子的离子。

（2）铜型离子 位于周期表长周期右半部的有色金属和重金属元素，失去电子成为阳离子时，其最外层具有18(或18加2)个电子，与一价铜离子(s2p6d10)相似，称为铜型离子。 （3）过渡型离子 周期表上Ⅲ—Ⅷ族的副族元素，失去电子成为阳离子时，其最外层电子数为具有8到18个电子的过渡型结构。所以称为过渡型离子。

11、完全类质同象系列的两端员矿物，它们的晶体结构为什么必定是等结构的？反之，两种等结构的化合物是否都能形成类质同象混晶？为什么？

答：若两种质点可以任意比例相互取代，则称为完全的类质同象，它们可以形成一个连续的类质同象系列。 不一定，形成类质同像代替的原因一方面取决于代替质点本身的性质，如原子离子半径大小电价离于类型、化学键性等；另一方面也取决于外部条件，如形成代替时的温度、压力介质条件等。（70页）

12、为什么有些离子如Ca和Hg，Cu和Na半径相近，电价一样，但不能进行类质同象置换? 答：惰性气体型离子在化合物中基本成离子键结合，而铜型离子则以共价键为主，显然离子类型不同，不易替代。（72页）

13、写出下列化学成分的同质多象矿物的名称及形成条件: (1)C; (2)Al2Si05 (3)KAlSi3O8

14、举例说明类质同象概念、条件及其研究意义。

答：概念：晶体结构中某种质点(原于、离子或分子)为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。 条件：形成类质同像代替的原因一方面取决于代替质点本身的性质，如原子离子半径大小电价离于类型、化学键性等；另一方面也取决于外部条件，如形成代替时的温度、压力介质条件等（1） 原于和离子半径 相互取代的原子或离子，其半径应当相近。1)当(r1-r2)/ r2<10

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－15％时，一般形成完全的类质同像替代； 2)当(r1-r2)/r2在10％到20－25％的范围时，在高温下形成完全类质同像，温度下降时，发生固溶体分离； （2）总电价平衡 在类质同像的代替中，必须保持总电价的平衡。 （3） 离子类型和化学键 离子类型不同，化学键不同，则它们之间类质同象代替不易实现。 （4）温度 温度增高有利于类质同像的产生，而温度降低则将限制类质同像的范围并促使离溶。 （5）压力 一般来说，压力的增大将

限制类质同像代替的范围并促使其离溶。但这一问题尚待进一步的研究 （6） 组分浓度 一种矿物晶体，其组成组分间有一定的量比。当它从熔体或溶液中结晶时，介质中各该组分若不能与上述量比相适应，即某种组分不足时，则将有与之类似的组分以类质同象的方式混人晶格加以补偿。

意义：类质同像是引起矿物化学成分变化的一个主要原因。 类质同像的研究有助于阐明矿床中元素赋存状态、寻找稀有分散元素、进行矿床的综合评价。 类质同像的研究有助于了解成矿环境。 （70页）

15、已知镁橄榄石Mg2[SiO4]晶体结构中，O2-近似六方最紧密堆积，Mg2+和Si4+分别充填于八面体和四面体两种不同的空隙中。试问:(1)两种阳离子应分别占据哪一种空隙?(2)它们各自占据相应空隙总数的几分之几?

16、为什么同一元素在不同结构，甚至在同一结构中可以出现不同的配位数? 答：一般情况是：温度升高使阳离子的配位数减小，而压力的增大使配位数增高。（60页） 17、试说明自然界中胶体的特点，胶体矿物的主要特点。 答：答：（1）个体小；（2）吸附性强；（3）胶体对离子吸附具有选择性。（80页） 18、举例说明水在矿物中的作用，不同形式的水在晶体化学中的表示方法。

答：水是矿物中的重要组成部分，矿物的许多性质都与水有关。根据矿物中水的存在形式以及它们在晶体结构中的作用，分为两类：一类是不参加晶格的，与矿物晶体结构无关，统称吸附水。另一类是参加晶格或与矿物晶体结构密切相关的，包括结晶水、沸石水、层间水和结构水。结构水写在化学式的最后；结晶水用圆括号括起来，写在与之相联系的阳离子后面；层间水用圆括号括起来写在可交换的阳离子的后面；沸石水写在化学式的最后，用圆点分开。（82页）

19、成矿作用可以分为哪几类?简述各类成矿作用的概念和特点。

答：内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用。内生成矿作用：主要由地球内部热能导致矿床形成的各种地质作用。外生成矿作用：在以太阳能为主要能量的影响下，在岩石圈上部、水圈、大气圈和生物圈的互相作用过程中，导致在地壳表面形成矿床的各种地质作用。变质成矿作用：因地质环境的改变，尤其是经过深埋或其他热动力作用，原先形成的岩石或矿石会发生各种变化，表现为矿物成分、化学成分、结构构造以及物理性质等方面的改变，发生某种有用物质的富集或岩石性质的优化，从而形成矿床；强烈改造原来的矿床，使其成为具有另一种工艺性质的矿床。（207页）

20、岩石可以分为哪几个大类?每一大类的矿物成分、结构、构造有何特征？

答：根据其形成作用，将岩石分为沉积岩、岩浆岩和变质岩。沉积岩：是在地表层形成的一种地质体，是在常温常压下由风化作用、生物作用和火山作用形成的物质经过沉积与石化等作用而成的岩石。特点：1）沉积岩中常含有生物化石；2）常具有各种各样的成层构造和层面构造。岩浆岩：由岩浆冷凝结晶而成的岩石称为岩浆岩。特点：岩浆岩常具有粒状结构（侵入岩）、斑状结构（超浅成岩）以及各种流动构造和气孔构造（喷出岩）等结构构造。变质岩：是地壳发展过程中，原先已存在的各种岩石在特定的地质和物理化学条件下所形成的具有新的矿物组合和结构构造的岩石。特点：常具有特征的结构构造，如各种变余结构和变晶结构，以及变余构造和变成构造等。

沉积岩的主要类型，矿物成分特点，结构及构造特征 区域变质岩的类型，矿物成分特点，结构及构造特征

21、写出岩浆岩中暗色和浅色矿物系列的结晶顺序（又称为鲍温反应系列）及其组成的岩石类型

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