第1章 晶体及结晶学 12讲PPT课件

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第一部分 结晶学
第一章 晶体及结晶学
• 矿物的概念 • 结晶学、矿物学及其研究
内容 • 晶体的概念 • 晶体的基本性质
第一节 绪 论
一 矿物的概念 二 矿物学及其研究内容 三 结晶学及其研究内容
一 矿物的概念
• 矿物是由地质作用或宇宙作用所形成的、 具有一定的化学成分和内部结构、在一定 的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态 单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本 组成单位。 例：石英、金刚石
①天然产物——地质作用或宇宙作 用所形成的天然产物和宇宙矿物 （如月岩矿物、陨石矿物）等。
注意：部分矿物为有机起源，如石墨、方解 石，但煤和石油不是矿物。
④矿物是岩石和矿石的基本组成 单位 。
例：花岗岩——不是一种矿物， 而是由几种不同矿物混合组成的岩 石。
⑤必为均匀的结晶态固体。
例：长石、云母、石英。而水、H2S（气态） 等都不作为矿物的研究范畴，但它们被视为“矿 物资源”。
注意：当前，矿物学通常以天然结晶质
☆ 是研究地壳物质成分的地质基础学科 之一，本Biblioteka Baidu还具有直接为地质找矿服 务的专业课性质。
二、研究内容
结晶学部分—晶体的生长、形貌、 内部结构、晶体化学等基本理论.
矿物学部分 —矿物通论：矿物的宏观形态、化 学成分、物理性质及成因等. —矿物各论：各大类矿物的化学成 分、晶体结构、形态、物理性质、 分类、成因及主要用途.
④晶体物理学：晶体的各种物理性质及 其控制和影响生长的因素。
⑤晶体化学：晶体的化学成分与晶体结 构以及晶体的物理、化学性质间的关系。
结晶学与矿物学的关系
结晶学及矿物学
Crystallography and Mineralogy
2010-2011(1)
前言
● 课程性质 ● 本课程的研究内容 ● 目的要求 ● 课程特点及教学安排
一、课程性质
☆ 结晶学及矿物学是高等院校地质学、 矿产普查与勘探、资源勘查工程等专 业的一门技术基础课（必修课）。
☆ 为学习岩石学、矿床学、地球化学、 找矿勘探及宝石学等后续课程服务。
• 最终成绩：平时（实验、作业、提 问、出勤）20-30%，终考70-80%。
教 材: 《结晶学及矿物学》（赵珊茸主编，2004， 地质出版社）
主要参考书
1.《结晶学与矿物学》潘兆橹等编著（1993） 2 .《基础结晶学与矿物学》，南京大学罗谷风等编 3.《矿物学报》、《岩石学报》 4.《沉积岩石学》《岩浆岩石学》、《变质岩石学》 5.American Mineralogist 6.Contributions to Mineralogy and Petrology 7.Lithos 8.Mineralogy and Petrology 9.Earth and Planetary Science Letters
三、目的要求：
掌握结晶学及矿物学的基本理论和基 本知识，学会肉眼鉴定矿物的基本 方法和基本技能，了解各种矿物的 一般通性，学习70-80个矿物种， 重点掌握40-50种常见矿物的鉴定 特征、用途及成因等。
四、课程特点及教学安排
• 特点：空间概念多，内容抽象，实 践性强。
• 教学方式：讲授与自学相结合。本 教材计划120学时，现60学时（讲44， 实验16）。重点讲授，部分自学。
➢ 矿物学的分支学科
➢①成因矿物学、找矿矿物学 ➢②晶体化学 ➢③矿物物理学 ➢④应用矿物学 ➢⑤宇宙矿物学
矿物学与其它学科的关系
三 结晶学及其研究内容
• 结晶学（crystallography，晶体学） 是以晶体为研究对象的一门自然科学。
--研究晶体的发生、成长、变化和人工合 成；
--研究晶体的外形和内部结构及其规律性 和不完善性（缺陷）；
由于类质同像现象的存在，某种矿物的 化学成分并不是固定不变的（石英的 Al、闪锌矿中的铁、黄铁矿中的钴、 镍、砷等）。
③一般由无机作用所形成，在一定的物 理化学条件下稳定（结构不发生本质变 化）——条件改变，原有矿物发生变化， 形成新矿物。
例：长石——高岭石（风化作用） 黄铁矿——褐铁矿（氧化作用）
--研究晶体的各项性质及其机理和利用； --研究晶体的化学组成与晶体结构之间以
及它们与晶体的物理、化学性质间关系 的规律性等。
结晶学的各个分支及研究内容：
①晶体生长学：研究晶体发生、成长的 机理和晶体的人工合成。
②几何结晶学：晶体外形的几何规律。 结晶学的基础部分。
③晶体结构学：晶体内部质点的排布规 律以及结构缺陷。
如：蛋白石（SiO2·nH2O） • 天然非晶质的火山玻璃因无一定的化学成
分，故不属于准矿物，而属于岩石。
二 矿物学及其研究内容
矿物学（mineralogy）：是一门研
究地球及其他天体的物质组成及演化规律 的地质基础学科。它是研究矿物（包括准 矿物）的成分、结构、形态、性质、成因、 产状、用途和它们之间的内在联系，以及 矿物的时空分布规律及其形成和变化历史 的科学。它为地质学的其他分支学科及材 料科学等应用科学在理论上和应用上提供 了必要的基础和依据。
在工厂或实验室中由人工制备 出来的、各方面特性均与天然产出 的矿物相同或密切相似的产物叫人 工合成矿物或人造矿物（例如:人造 金刚石、人造水晶等）。
②有特定的成分和结构——可以用 化学式来表达，导致矿物具有一定
的形态及物理和化学性质 。
例：食盐（NaCl）和方铅矿（PbS ） 金刚石（C）和石墨C）
无机物为主要研究对象，液体和气体均不在现
代矿物之列。
• 潘兆橹等《结晶学及矿物学》（1993，地质出版 社）： 矿物是自然界中的化学元素在一定的物 理化学条件下形成的天然物体。其中绝大多数是 结晶的单质和化合物（晶体），少数呈液态（水 银、水）和气态（火山喷气中的CO2、水蒸气、 H2S等）。
• 准矿物（mineraloid）——“似矿物”，指 在产出状态、成因和化学组成等方面均具 有与矿物相同的特征，但不具有结晶结构 的均匀固体（非晶质体）。