《矿物学》复习试题及参考答案

《矿物学》复习试题及参考答案专业论文2009-12-29 17:28:36 阅读181 评论3 字号：大中小订阅一、名词解释1结构水：也称化合水，是指以OH-、H+或H3O+离子形式存在于矿物晶格一定配位位置上、并有确定的含量比的“水”。

2聚形纹：由于不同单形的细窄晶面反复相聚、交替生长而在晶面上出现的一系列直线状平行条纹，也称生长条纹。

3结晶习性：是指矿物晶体在一定的外界条件下，常常趋向于形成某种特定的习见形态。

4晶簇：是指在岩石的空洞或裂隙当中，丛生于同一基底，另一端朝向自由空间发育而具完好晶形的簇状单晶体群。

5结核：由隐晶质或胶凝物质围绕某一中心（如砂粒、生物碎片或气泡等），自内向外逐渐生长而成。

6假色：由物理光学效应所引起的颜色，是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的干涉、衍射、散射等而引起的颜色。

如：锖色。

7他色：是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色，它与矿物本身的成分、结构无关，不是矿物固有的颜色。

8解理：是指矿物晶体受应力作用后，沿一定结晶方向破裂成一系列光滑平面的性质。

9断口：矿物内部若不存在由晶体结构所控制的弱结合面网，则受力后将沿任意方向破裂成不平整的断面。

10标型特征：能反映矿物的形成和稳定条件的矿物学特征，称为矿物的标型特征。

11标型矿物：只在某种特定的地质作用中形成的矿物，标型矿物本身就是成因标志。

12共生：是指同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间的现象。

13伴生：不同成因或者不同成矿阶段的各种矿物共同出现在同一空间范围内的现象，称为矿物的伴生。

14副象：矿物发生同质多像转变（相变）后，新的矿物仍保留原矿物的外形，称为副象。

如β－石英变为α－石英后，仍保留六方双锥外形。

15假象：当交代作用强烈时，原矿物可全部为新形成的矿物所替代，但仍保持原矿物的晶形，这种晶形称为假象。

如褐铁矿呈现黄铁矿的立方体假象。

16硅氧骨干：在硅酸盐结构中，每个Si一般为4个O所包围，构成[SiO4]四面体，它是硅酸盐的基本构造单位。

17二八面体型结构：在四面体片和八面体片相匹配中，[SiO4]四面体所组成的六方环范围内有三个八面体与之相适应。

当八面体中心为三价离子充填时，这三个八面体位置只有两个为离子充填，其中有一个是空着的，这种结构称为二八面体型结构。

18三八面体型结构：在四面体片和八面体片相匹配中，[SiO4]四面体所组成的六方环范围内有三个八面体与之相适应。

当这三个八面体中心位置均为二价离子占据时，所形成的结构为三八面体型结构。

二、简答题1简述影响解理发育的主要因素。

2矿物的晶体表面常有晶面条纹，以黄铁矿为例，说明其成因，并在图上表示出来。

3矿物的晶体表面常有晶面条纹，以黄铁矿为例，说明其成因，并在图上表示出来。

4简述简单硫化物类及复硫化物类的晶体化学特征和物理性质特征，并举例说明。

5简述氧化物的晶体化学特征和物理性质特征，并举例说明。

6简述假像、副像？并举例说明。

7简述硅氧骨干的几种主要类型及典型矿物，并写出相应矿物的晶体化学式。

8何谓铝在硅酸盐中的双重作用？试从钠长石（Na[Al Si3O8]）、高岭石（Al4[Si4O10] (OH)2）、白云母（KAl2[AlSi3O10](OH)2）等晶体化学式分析铝在其中起什么作用。

9简述硅酸盐矿物硅氧骨干与形态物性的关系，并举例说明。

10解释闪锌矿中Fe对其物理性质的影响11简述金刚石的晶体结构特征，以及与其形态、物理性质的关系。

12简述石墨成分和结构的基本特征，以及与其形态和物性的关系。

13写出下列矿物的晶体化学式，并叙述属于哪一大类、类，以及鉴别特征: ⑴黄铜矿⑵黄铁矿⑶石英⑷方解石⑸萤石1.简述影响解理发育的主要因素。

答：解理是指，矿物晶体受应力作用后，沿一定结晶方向破裂成一系列光滑平面的性质。

主要影响因素：（1）在原子晶格中，各方向的化学健力均等，解理面平行网面密度最大的面网。

例如：金刚石的解理沿{111}产生。

（2）离子晶格，由于静电作用，解理沿异号离子组成的电性中和面网产生，例如：石盐解理沿{100}产生；当相邻面网为同号离子的面网时，其间易产生解理，例如：萤石的解理平行{111}产生。

（3）对多键型的分子晶格，平行于由分子键联结的面网，如石墨的解理沿{0001}产生。

2、矿物的晶体表面常有晶面条纹，以黄铁矿为例，说明其成因，并在图上表示出来。

答：黄铁矿的立方体及五角十二面体的晶面上常可出现三组互相垂直的晶面条纹，是由立方体和五角十二面体两种单形的晶面交替生长所致。

如图1所示:3、矿物的晶体表面常有晶面条纹，以石英为例，说明其成因，并在图上表示出来。

图2答：石英晶体的六方柱晶面上常见晶面条纹，为六方柱与菱面体的细窄晶面交替生长而成的聚形横纹。

如图2所示：图14、简述简单硫化物类及复硫化物类的晶体化学特征和物理性质特征，并举例说明。

答：硫化物的阴离子主要是S，阳离子主要是铜型离子及靠近铜型离子一侧的过渡型离子。

根据硫离子特点，分为简单硫化物、复硫化物。

硫化物的化学键表现着共价键性，同时还显示一定的离子键性，并常带有金属键性。

由晶体化学特点决定，大多数硫化物呈金属色、金属光泽，条痕色深而不透明，如方铅矿、黄铁矿等；少数具金刚光泽、半透明，如辰砂、雄黄、雌黄等。

部分硫化物具有完好解理（如方铅矿具有三组完全解理），一般简单硫化物的解理较复硫化物发育。

简单硫化物硬度低（＜4），如黄铜矿，而复硫化物硬度高（5～6.5），如黄铁矿。

此外，硫化物熔点低、相对密度大。

5、简述氧化物的晶体化学特征和物理性质特征，并举例说明。

答：（1）氧化物的主要阴离子是氧，阳离子主要是惰性气体型离子和过渡型离子。

氧化物的化学键以离子键为主，以惰性气体型离子组成的氧化物中表现得最为明显。

但由于阳离子性质的不同也可呈现出共价键、分子键等其它键性，如石英（SiO2）中，共价键占优势。

（2）氧化物矿物具有较高的硬度，稳定的化学性质，如刚玉。

在阳离子为惰性气体型离子的氧化物中，矿物具有离子晶格的一般特征。

表现为无色或浅色，透明至半透明，以玻璃光泽为主，如石英。

若阳离子为过渡型离子或铜型离子，则矿物颜色加深，半透明至不透明，金刚光泽、半金属至金属光泽，如赤铁矿。

6、简述假象、副象？并举例说明。

答：当交代作用强烈时，原矿物可全部为新形成的矿物所替代，但仍保持原矿物的晶形，这种晶形称为假象。

如褐铁矿呈现黄铁矿的立方体假象。

矿物发生同质多像转变（相变）后，新的矿物仍保留原矿物的外形，称为副象。

如β－石英变为α－石英后，仍保留六方双锥外形。

7、简述硅氧骨干的几种主要类型及典型矿物，并写出相应矿物的晶体化学式。

答：（1）岛状硅氧骨干橄榄石（Mg, Fe）2[SiO4]（2）环状硅氧骨干绿柱石Be3Al2[Si6O18]（3）链状硅氧骨干单链辉石CaMg[Si2O6]双链角闪石Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2（4）层状硅氧骨干白云母K{Al2[AlSi3O10](OH)2}（5）架状硅氧骨干钠长石Na[AlSi3O8]（注：只写出硅氧骨干的化学式也得分，其它矿物也可以）8、何谓铝在硅酸盐中的双重作用？试从钠长石（Na[Al Si3O8]）、高岭石（Al4[Si4O10] (OH)2）、白云母（KAl2[AlSi3O10](OH)2）等晶体化学式分析铝在其中起什么作用。

答：铝的双重作用是指：一方面，它可以呈四次配位，代替部分的Si4＋而进入络阴离子团，从而形成所谓的铝硅酸盐；另一方面，它也可以呈六次配位，存在与硅氧骨干之外，起着一般阳离子的作用，形成铝的硅酸盐；有时Al可以在同一结构中以上述两种形式存在而形成铝的铝硅酸盐。

钠长石（Na[Al Si3O8]）为铝硅酸盐；高岭石（Al4[Si4O10] (OH)2）为铝的硅酸盐；白云母（KAl2[AlSi3O10](OH)2）为铝的铝硅酸盐。

9、简述硅酸盐矿物硅氧骨干与形态物性的关系，并举例说明。

答：（1）孤立的[SiO4]四面体骨干的硅酸盐在形态上常表现为三向等长，如石榴子石等，但也可表现为柱状，如红柱石。

（2）具有环状硅氧骨干的硅酸盐晶体常呈柱状，柱状晶体往往属六方或三方晶系，如绿柱石、电气石。

（3）具有链状硅氧骨干的硅酸盐晶体常呈柱状或针状，如辉石、角闪石。

（4）具层状硅氧骨干的硅酸盐晶体呈板状、片状或鳞片状，如云母、滑石。

（5）对于架状硅氧骨干的硅酸盐，其形态取决于架内化学键的分布情况，如长石形成平行a轴或c轴的柱状晶体。

10、解释闪锌矿中Fe对其物理性质的影响答：Fe的含量直接影响闪锌矿的颜色、条痕、光泽、透明度等性质，这是由于闪锌矿化学成分不同而引起的：闪锌矿（ZnS）中的Zn容易被Fe替代，形成类质同像。

当替代较少时，Zn与S以共价键连接，矿物显出原子晶格晶体的光学性质，例如：较浅的颜色和条痕，透明，金刚光泽等。

当替代程度较大时，Fe、S之间的化学键作用明显，两者之间的化学键向金属键过渡，从而导致矿物显现出一定金属晶格的光学性质，例如：颜色、条痕变深，半透明，半金属光泽等。

11、简述金刚石的晶体结构特征，以及与其形态、物理性质的关系。

答：金刚石的晶体结构具立方面心格子，C原子分布于立方晶胞的角顶和面中心上，将立方体平分为8个小立方体时，其中的4个相间的小立方体中心分布有C原子。

每一个C原子以共价键与周围的4个C原子相连，形成四面体配位。

金刚石具有紧密的结构，C原子间以强共价键相连，使它具有高硬度、高熔点、不导电等特征。

由于结构在{111}方向上原子的面网密度大，其间距也大，故产生{111}中等解理。

12、简述石墨成分和结构的基本特征，以及与其形态和物性的关系答：石墨有典型的层状结构，每层由碳原子排列成六方环状网，相邻面网间距离比网内碳原子距离大。

因此，层间的健力比层内的健力弱。

这种结构决定了造成了石墨的物性有明显的异向性，具{0001}极完全解理。

石墨的结构层内具有共价键－金属键，层间为分子键。

金属键的存在决定了石墨具有金属光泽、良好的导电性；分子键使硬度降低。

13、写出下列矿物的晶体化学式，并叙述属于哪一大类、类，以及鉴别特征。

答：⑴黄铜矿：CuFeS2 硫化物及其类似化合物大类，简单硫化物类，鉴定特征：深黄铜黄色，绿黑色条痕，硬度3～4。

⑵黄铁矿：Fe［S2］硫化物及其类似化合物大类，复硫化物类，鉴定特征：常见立方体完好晶形，呈浅铜黄色，硬度6～6.5⑶石英：SiO2 氧化物与氢氧化物矿物大类，氧化物类，鉴定特征：常呈柱状晶形，柱面横纹。

无解理，贝壳状断口，硬度7。

⑷方解石：Ca[CO6] 含氧盐大类，碳酸盐类。

鉴定特征：菱面体晶形，三组完全解理；硬度3，遇稀冷盐酸剧烈起泡。

⑸萤石：CaF2卤化物大类，氟化物类。