结晶学及矿物学阶段性作业41.doc

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院 中国地质大学武汉远程与继续教育学院 结晶学及矿物学 课程作业4（共 4 次作业） 学习层次专科 涉及章节第12章第17章 一．简答题 1. 简述矿物的分类。 2. 从石墨的结构特点解释其物性特征。 3. 闪锌矿、方铅矿、黄铁矿往往共生在一起，试说明三种矿物的肉眼鉴定特征。 4. 试解释萤石、石盐的形态、物性与结构之间的关系。 5. 为什么石英、刚玉、尖晶石的硬度特别高 6. 为什么刚玉能成为价值昂贵的红宝石、蓝宝石、星光宝石 7. 空晶石、祖母绿、碧玺的矿物学名称是什么 8. 高岭石主要有什么特性这些特性的工业应用是什么 9. 什么叫粘土矿物有什么特性 10. 鉴定方解石和白云石的最简易方法是什么并说明具体鉴别特点。 11. 试区分普通角闪石与普通辉石。 参考答案 一．简答题 1. 将矿物划分为5个大类。大类以下，根据阴离子（包括络阴离子）的种类分为类以及亚类。类以及亚类以下一般为族。 第一大类 自然元素矿物；第二大类 硫化物及其类似化合物矿物；第三大类 卤素化合物矿物；第四大类 氧化物和氢氧化物矿物；第五大类 含氧盐矿物。 级序 划分依据 举例 大类 化合物类型 含氧盐大类 类 阴离子或络阴离子种类 硅酸盐类 （亚类） 络阴离子结构 链状硅酸盐亚类 族 晶体结构型和阳离子性质 辉石族 （亚族） 阳离子种类 单斜辉石亚族 种 一定的晶体结构和化学成分 普通辉石 （亚种） 晶体结构相同，成分或物性、形态稍异 钛质普通辉石 2. 石墨具有典型的层状结构，层内具共价键金属键，层间为分子键。这些特征表现在物理性质上为晶体具明显的异向性，具{ 0001 } 极完全解理，硬度低，金属光泽，熔点和沸点高，电的良导体。 3. 方铅矿最常呈立方体，还可出现八面体、菱形十二面体。也常见成粒状、致密块状集合体。铅灰色，条痕灰黑色，金属光泽。三组互相垂直的完全解理。硬度低，相对密度大。具弱导电性。闪锌矿通常呈粒状集合体，形态具有标型意义。Fe的含量直接影响闪锌矿的颜色、条痕、光泽和透明度。当含Fe量增多时，颜色为浅黄、棕褐直至黑色铁闪锌矿；条痕由白色至褐色；光泽由树脂光泽至半金属光泽；透明至半透明。解理平行{110}完全。硬度小，相对密度3.9～4.1。不导电。黄铁矿常见完好晶形，呈立方体、五角十二面体或八面体。浅铜黄色，条痕绿黑色；强金属光泽，不透明。无解理；断口参差状。硬度6～6.5，相对密度4.9～5.2。性脆。 4. 萤石晶体结构可以看成Ca2作立方最紧密堆积，F-充填所有的四面体空隙。因此，萤石的外形常呈立方体{100}和八面体{111}。而其{111}面网方向是相邻的同号离子层，导致其八面体完全解理。石盐的结构可以看成Cl-作立方最紧密堆积，Na充填所有的八面体空隙。因此，石盐的外形常呈立方体{100}。而其{100}面网是面网密度最大的电性中和面，导致其立方体解理完全。 5. 由于这三种矿物的阳离子为Al3和Si4，它们半径小、电价高。因此，结构中共价键的成分增多刚玉、尖晶石已经有较多的共价键成分，石英则共价键占优势。从而导致这些矿物的硬度较高。 6. 成为宝石的条件有三颜色好、硬度高、数量稀少。刚玉一般产于岩浆作用或接触变质和区域变质作用，产量很少。而且刚玉的摩氏硬度为9，非常大，因此易于保存。纯净的刚玉是无色，含Cr显红色称为红宝石；含Ti而显蓝色，称为蓝宝石；有些红、蓝宝石的{0001}面上可以看到因六射针状金红石包体而显示的星光效应，称为星光宝石。 7. 空晶石的矿物学名称为红柱石，祖母绿的矿物学名称为绿柱石，碧玺的矿物学名称为电气石。 8. 高岭石的土状块体干燥时具吸水性，湿态具可塑性，但不膨胀。阳离子交换性能差。这些特点使它的工业用途广泛陶瓷工业，主要利用它的可塑性、烧结性、耐高温性和颜色洁白易于作色等特性；另外，在电器、建材、日用品及橡胶、造纸业等工业也有广泛的应用。而且粒度越细，工业性能越好。 9. 真正的粘土矿物是指粒度小于2um的细分散的含水的层状硅酸盐及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。由于它们颗粒细微、比表面积巨大和存在特征的结构层间域等，使之具有可塑性、膨胀性、稠性、分散性、凝聚现象、粘性、触变性和离子交换性等特殊性能。另外，结构越无序、缺陷越多、颗粒越细、其活性越好。 10. 最简单的办法是矿物的粉末与HCl发生化学反应起泡，释放出CO2气体。它们具体的鉴定方法分别为方解石晶形完好，有的具{01 2}聚片双晶，{10 1}解理完全，硬度小，相对密度较小。加冷稀盐酸剧烈起泡。白云石常呈马鞍状晶形。块体加冷稀HCl不起泡，加热则剧烈起泡；粉末加冷稀HCl缓慢冒泡，有咝咝声。 11. 普通辉石短柱状，其横截面呈假正方或八边形，黑色，发育两组完全解理，其解理夹角近于90。具玻璃光泽。硬度5～6；相对密度中等。角闪石长柱状，常呈墨绿色，其横截面呈六边菱形；发育两组完全解理，其解理面夹角为56和124，这是肉眼区分辉石与角闪石的非常重要的依据之一。 答由于这三种矿物的阳离子为Al3和Si4，它们半径小、电价高。因此，结构中共价键的成分增多刚玉、尖晶石已经有较多的共价键成分，石英则共价键占优势。从而导致这些矿物的硬度较高。 12. 答硫化物中可以作为标型矿物的有辰砂（HgS）、雄黄（As4S4）和雌黄（As2S3），它们均是低温热液标型矿物。具有标型特征的矿物有闪锌矿（化学成分、晶胞参数、颜色、比重等），黄铁矿（形态、导电性）等。 13. 答硫化物矿床的氧化带常常出现氧化物、氢氧化物和盐类。出现的主要矿物有含铅矿物（如方铅矿）变为铅矾、白铅矿，含锌矿物（如闪锌矿）变为菱锌矿，含铜矿物（如黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿）变为孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿，含铁矿物（如黄铁矿、磁黄铁矿）变为褐铁矿、黄钾铁矾、针铁矿，含砷矿物（如毒砂）变为臭蒜石。 答为了系统而全面地研究矿物，就必须对种类繁多的矿物进行科学的分类。 目前较为合理的分类方案是以晶体化学为基础的分类方案，因为决定矿物本质特征的是矿物的化学成分与晶体结构。 其它的分类方案对矿物的特征各有侧重，有根据矿物化学成分为依据的化学成分分类，也有以元素的地球化学特征为依据的地球化学分类和以矿物成因为依据的成因分类。这些分类方案的考虑都没有晶体化学分类全面。 晶体化学分类划分的级序由大到小分别为大类、类、族和种4级。种是矿物分类中的基本单位。它们的划分依据见下表 对同质多像问题，由于变体间虽然化学成分相同，但结构不同，性质差异也较大，故视为各自独立的矿物种。对于类质同像系列的矿物，它们的结构相同，物理性质相似，其化学组成可以在一定范围内变化。国际新矿物及矿物命名委员会规定，只有端元矿物才可作为矿物种而独立命名，类质同像系列的中间成分者可作为矿物种之下的亚种。 答由于这三种矿物的阳离子为Al3和Si4，它们半径小、电价高。因此，结构中共价键的成分增多刚玉、尖晶石已经有较多的共价键成分，石英则共价键占优势。从而导致这些矿物的硬度较高。 14. 答硫化物中可以作为标型矿物的有辰砂（HgS）、雄黄（As4S4）和雌黄（As2S3），它们均是低温热液标型矿物。具有标型特征的矿物有闪锌矿（化学成分、晶胞参数、颜色、比重等），黄铁矿（形态、导电性）等。 15. 答硫化物矿床的氧化带常常出现氧化物、氢氧化物和盐类。出现的主要矿物有含铅矿物（如方铅矿）变为铅矾、白铅矿，含锌矿物（如闪锌矿）变为菱锌矿，含铜矿物（如黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿）变为孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿，含铁矿物（如黄铁矿、磁黄铁矿）变为褐铁矿、黄钾铁矾、针铁矿，含砷矿物（如毒砂）变为臭蒜石。 答为了系统而全面地研究矿物，就必须对种类繁多的矿物进行科学的分类。 目前较为合理的分类方案是以晶体化学为基础的分类方案，因为决定矿物本质特征的是矿物的化学成分与晶体结构。 其它的分类方案对矿物的特征各有侧重，有根据矿物化学成分为依据的化学成分分类，也有以元素的地球化学特征为依据的地球化学分类和以矿物成因为依据的成因分类。这些分类方案的考虑都没有晶体化学分类全面。 晶体化学分类划分的级序由大到小分别为大类、类、族和种4级。种是矿物分类中的基本单位。它们的划分依据见下表