结晶学与矿物学实验教学大纲(1).doc

结晶学与矿物学实验教学大纲（资源勘察工程专业, 必修, 54学时，其中实验课20学时）一、教学思想矿物学是研究地球物质组成的重要分支学科，也是石油地质专业学生的重要的专业基础课。它是在学生掌握了一定的普通地质学、数学、化学和物理学的基础上进行教学的。同时它又是学习晶体光学、岩石学、矿床学和地球化学后续课程以及宝玉石鉴定和矿物材料应用的基础。通过本课程的学习，使学生系统掌握矿物学的基本原理和基础知识，学会肉眼鉴定矿物的基本技能；了解各类矿物的一般通性和掌握几十种常见矿物的基本知识及鉴定特征；培养学生的地质科学思维能力，初步掌握矿物学在石油地质勘探和开发过程中的应用，为后续课程的顺利学习，以及解决生活和生产实践中的有关矿物学问题及其它地质问题奠定必要的基础。因此，在教学过程中主要从以下几个方面入手 1、采用多种教学手段，增强学生的空间想象能力，尤其在结晶学部分，采用多媒体教学，使学生充分理解晶体的对称及结晶学符号的含义。 2、抓主线，提纲挈领。在矿物学部分，抓住矿物的物质成分、晶体结构、形态、物理性质及形成条件之间的相互制约这一主线，使学生理解物质组成和结构不同的矿物（不同大类）其形态、物性及成因产状各不相同；物质组成和结构相似的矿物（同一大类），其形态和物性也相近。因此在矿物各论学习中，重点讲述每大类矿物的通性，让学生对比不同大类矿物之间的差异。把学生从乏味的死记硬背中解脱出来，理解了自然也就记住了，也就可以做到举一反三，触类旁通。 3、重应用，培养学习兴趣。从矿物的应用入手，分析矿物应用的实质，实施启发式和讨论式教学，激发学生的学习兴趣和创新意识，在应用中理解矿物学的基本概念和基本原理，事半功倍。 4、重技能，加强实习环节。将形态和物性的描述全部放在实习课中，在实习过程中加深理解矿物的物质组成和晶体结构对矿物形态和物理性质的决定作用。鼓励学生放下书本，先按照自己的观察描述矿物，然后对照课本，用规范的语言完成实习报告。在学生学完矿物各论以后，安排一到两次大实习，寻找一些代表性的岩石和矿石标本，让学生自己来鉴定矿物，并根据矿物的组合和形态特征分析其可能的成因。实践证明这是一种培养学生观察问题、分析问题和加强学生动手能力的一种较为有效的方法。同时，在教学过程中及时更新课程内容，对某些矿物新的研究进展及时介绍入课堂，使学生能始终了解学科的发展现状和动态。二、学时分配和授课方式学时分配本课程分为几何结晶学、矿物学通论和矿物学各论三部分进行教学，设计总学时为54学时，其中绪论及几何结晶学部分16学时，矿物学通论部分16学时，矿物学各论部分及总结22学时。为了使理论教学和实践环节紧密配合，培养学生分析问题和解决问题的能力，采用基本原理讲授与实习并重的教学方法，学时安排为讲授34学时，实习与讨论20学时，具体教学内容和学时安排见表1。矿物学学时分配表内容学时分配总学时讲授实习绪论 2 2 几何结晶学部分（14）晶体的概念及晶体的形成晶体的宏观对称晶体定向与晶面符号晶体的理想形态矿物学通论部分矿物的晶体化学矿物的化学成分矿物的物理性质矿物的形态矿物的形成与变化矿物学各论矿物的分类命名、自然元素矿物及卤化物矿物硫化物及其类似化合物矿物氧化物及氢氧化物矿物硅酸盐矿物碳酸盐矿物硫酸盐矿物、磷酸盐及其他含氧盐矿物总结及讨论 2 4 4 4 （16） 4 2 4 2 4 （20） 2 2 2 10 2 2 2 2 2 2 2 4 2 3 1 3 1 1 1 6 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 4 1 1 2 合计 54 34 20 授课方式本课程采用课堂讲授、课堂讨论、课堂实习及课外作业相结合，采用启发式教学，注意培养学生独立观察问题、思考问题和解决问题的能力 1、讲授主要讲授结晶学和矿物学的基本概念和基本理论。主要使用多媒体、结构模型、实物等手段，力求简洁明了，形象生动。 2、课堂讨论在每一节课的开始前5－10分钟为课堂讨论时间。教师提前列出讨论题纲，让学生熟悉讨论内容，作好准备；讨论中教师要启发学生充分谈出自己的见解；讨论结束后，教师对所讨论内容要作总结。 3、课堂实习以学生为主，充分调动学生的主动性，让它们发现问题，解决问题。在每一部分的最后，都安排了一次大实习，使学生对这一部分的所有内容有一个总体的了解，并将它们有机的结合起来。 4、课外作业每个章节讲完后，要给学生布置一定数量的作业（思考题），要求学生在认真复习课堂讲授内容的基础上，做好作业，教师要定时检查，并纠正作业中的错误。三、考试方式本门课的考试采用闭卷笔试和标本口试相结合的方式。闭卷笔试部分采用考教分离制。即由教学小组给出多套分量相当的试，采用随机抽样的方法提取试卷。考试内容包括基本概念、基本原理及综合分析三种类型。需要学生灵活运用课堂所学知识，综合分析。实习一晶体的宏观对称及晶体分类一、预习内容复习晶体的对称一章，弄清对称的概念、晶体对称的特点，特别是对称操作和对称要素、对称要素的组合规律、对称型的推导、晶体分类等节；熟练掌握各晶系、晶族的对称特点二、实习目的 1、通过对晶体模型的分析，加深对晶体对称、对称操作、对称要素及其组合定律的理解。 2、练习在晶体模型上找对称要素，并验证对称要素组合定律。 3、熟悉各晶系对称特点，对称要素组合规律，找出该模型的全部对称要素后，确定其对称型和所属晶系。三、实习内容、方法 1、观察晶体模型上面棱、角的重复规律，找出它的对称要素确定对称型。 2、根据晶体的对称特点定出其所属晶族和晶系。四、作业确定所给晶体模型的对称型，并划分晶族和晶系记录格式模型号码对称轴旋转反伸轴对称面对称中心对称型晶系晶族 L2 L3 L4 Li4 Li6 P C 7010（立方体） 6 4 3 9 1 3L44L36L29PC 等轴高级实习二晶体定向和晶面符号的确定一、预习内容复习晶体定向和晶面符号，各晶系晶体的几何常数等内容。深入理解选择晶轴的含义二、实习目的 1、通过实习掌握各晶系晶体的几何常数特征和晶体定向的原则 2、深刻理解晶体定向和晶面符号的含义三、实习内容、方法 1、根据不同晶系晶体的对称特点为所给晶体模型定向 2、确定晶体不同晶面的符号四、作业晶体定向与晶面符号的确定记录格式模型号码对称型晶族晶系定向晶面符号选轴原则晶体常数特征黄铁矿 3L24L33PC 高级等轴 3L2X Y Z Abc αβγ90 100 010 001 210 102 201 实习三单形认识和聚形分析一、预习内容复习单形和聚形一章，深入理解单形、聚形的概念，掌握单形的推导和聚形分析的方法，熟悉47种单形二、实习目的 1、认识47种单形，熟练掌握各晶系常见单形的形态特征及单形符号。 2、了解不同单形在各晶族、晶系中的分布。 3、理解聚形的概念 4、掌握从聚形中分析单形的方法三、实习内容、方法 1、认识单形对照47种单形图逐一观察模型，记忆单形名称尤其对其中的20种常见单形一定要熟练地掌握。 2、对所给晶体模型作聚形分析，并逐一确定单形名称四、作业（一）、区分下列相似单形及左形和右形 1、三方双锥、菱面体、三方偏方面体 2、斜方双锥、四方双锥、八面体 3、斜方四面体、四方四面体、四面体 4、斜方住、四方柱、立方体 5、复三方住、六方柱 6、菱形十二面体、五角十二面体。 7、三方偏方面休，四方偏方面体、六方偏方面体的左形和右形。（二）聚形分析记录格式模型号码对称型晶系晶族聚形分析单形数目单形名称及型号锡石晶体 L44L25PC 四方中级 4 四方柱 {100} {110} 四方双锥 {101} {111} （三）试判断下列单形中哪两个可以构成聚形哪两个不能构成聚形为什么四面体与八面体，立方体与四方双锥，立方休与菱形十二面体，八面体与四方柱，四方柱与斜方柱，菱面体与六方柱，立方体与五角十二面体等等。实习五矿物的形态一、预习内容复习矿物各论矿物的形态，了解什么叫矿物的单体形态和矿物的集合体形态常见的晶面花纹有哪些二、实习目的 1、通过同种晶休的理想形态与实际晶体对比，认识它们在几何形态上的异同，认识晶面花纹。 2、通过实习熟识矿物常见的单体形态和集合体形态，并初步掌握正确的描述方法。三、实习内容、方法本次实习主要通过同学们自己在陈列室对照课本及实物来完成 1、矿物的单体形态 2、矿物的集合体形态实习六自然元素和卤化物矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关自然元素和卤化物矿物部分的内容 2、熟悉石墨、自然硫、萤石和石盐的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深理解自然元素和卤化物矿物的化学组成、晶体结构特征及其对矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这两类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容利用放大镜、小刀、条痕板、永久磁铁等工具，鉴定下列矿物石墨、自然硫、萤石、石盐四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习七硫化物矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关硫化物及类似化合物矿物部分的内容 2、熟悉方铅矿闪锌矿黄铜矿辉钼矿辉锑矿黄铁矿的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加强对硫化物及其类似化合物矿物的化学组成、晶体结构特征及其对本大类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这本大类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容 1、利用放大镜、小刀、条痕板、永久磁铁等工具，详细鉴定下列矿物方铅矿闪锌矿黄铜矿辉钼矿辉锑矿黄铁矿 2、一般了解毒砂雄黄雌黄辰砂四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习八氧化物和氢氧化物矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关氧化物及氢氧化物矿物部分的内容 2、熟悉刚玉赤铁矿金红石石英磁铁矿黑钨矿的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深理解氧化物及氢氧化物矿物的化学组成、晶体结构特征及其对本大类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这本大类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容 1、详细鉴定下列矿物刚玉赤铁矿金红石石英磁铁矿黑钨矿 2、一般了解石英亚种铝土矿褐铁矿铬铁矿四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习九岛状、环状结构硅酸盐矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关岛状和环状结构硅酸盐矿物部分的内容 2、熟悉橄榄石、石榴石、十字石、蓝晶石、电气石、绿柱石、黄玉的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深理解岛状和环状结构硅酸盐矿物的化学组成、晶体结构特征及其对本亚类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这亚类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容详细鉴定下列矿物橄榄石石榴石十字石蓝晶石电气石绿柱石黄玉四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习十链状结构硅酸盐矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关链状结构硅酸盐矿物部分的内容 2、熟悉顽火辉石透辉石普通辉石透闪石普通闪石的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深理解链状结构硅酸盐矿物的化学组成、晶体结构特征及其对本亚类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这本亚类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途二、实习内容 1、详细鉴定下列矿物顽火辉石透辉石普通辉石透闪石普通闪石 2、一般了解阳起石闪石石棉 3、比较辉石族和角闪石族矿物在化学成分、晶体结构、形态、物理性质和成因产状上的异同四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习十一层状结构硅酸盐矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关层状结构硅酸盐矿物部分的内容 2、熟悉云母族海绿石绿泥石蛭石滑石叶蜡石蛇纹石高岭石蒙脱石的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深理解层状结构硅酸盐矿物的化学组成、晶体结构特征及其对本亚类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这本亚类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容 1、详细鉴定下列矿物云母族海绿石绿泥石蛭石 2、一般认识滑石叶蜡石蛇纹石高岭石蒙脱石四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习十二架状结构硅酸盐矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关架状结构硅酸盐矿物部分的内容 2、熟悉正长石微斜长石钠（斜）长石霞石的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深理解架状结构硅酸盐矿物的化学组成、晶体结构特征及其对本亚类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这本亚类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容详细鉴定下列矿物正长石微斜长石钠（斜）长石霞石四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习十三碳酸盐矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关碳酸盐矿物部分的内容 2、熟悉云方解石菱镁矿文石白云石的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深碳酸盐矿物的化学组成、晶体结构特征及其对本亚类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握本亚类矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容 1、详细鉴定下列矿物方解石菱镁矿文石白云石 2、一般了解孔雀石蓝铜矿四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习十四硫酸盐及其它含氧盐矿物一、预习内容 1、复习教材及课堂上有关碳酸盐矿物部分的内容 2、熟悉云石膏硬石膏重晶石磷灰石白钨矿的化学成分、晶体结构、形态和物理性质，掌握他们的主要鉴定特征和工业用途。二、实习要求 1、通过实习加深硫酸盐、磷酸盐和钨酸盐矿物的化学组成、晶体结构特征及其对各自亚类矿物形态和物性的影响 2、通过实习掌握这硫酸盐、磷酸盐和钨酸盐矿物中常见矿物的鉴定特征、成因产状及工业用途三、实习内容详细鉴定下列矿物石膏硬石膏重晶石磷灰石一般认识白钨矿明矾石四、记录格式矿物名称（中、英文）、晶体化学式、鉴定特征、成因产状、工业用途实习十五矿物学综合实习一、基本思路及要求本次实习以提高学生的综合分析问题、解决问题的能力为前提。为学生提供各种岩石和矿石标本，这些标本完全不同于以往的单矿物标本。要求学生综合运用所知识，根据矿物本身的特征、组合关系和产出状态鉴定矿物。最后以组为单位，进行讨论。二、实习内容对所提供的岩石和矿石标本中所出现的所有矿物进行鉴定，给出矿物名称。在此基础上，对其可能的成因进行分析。三、记录格式标本标号；主要组成矿物（包括矿物名称、晶体化学式、鉴定特征）；可能的成因产状四、思考题 1、在你学过的矿物中，那些矿物为无色或白色的那些矿物为绿色的如何区分它们 2、通过学习，你认为肉眼鉴定矿物的依据是什么 3、矿物的鉴定特征与物理性质有何不同