实际晶体的形态与晶面条纹
矿物的形态
此外,尚有短柱状、板柱状、 板条状和厚板状等过渡类型。
注意:
• 晶体习性是晶体的成分和结构,及 生长环境的物理化学条件(包括温度、
压力、组分浓度及介质的PH值和Eh值等)
和空间条件的综合体现。
具体规律为:
①化学成分简单,结构对称程度高的晶 体,一般呈等轴状。
②晶体常沿其内部结构中化学键强的 方向发育,如具链状结构的矿物呈柱状、 针状晶习,而层状结构的矿物则呈片、鳞 片状习性。
鲕状集合体鲕状集合体: >50%球粒的 直径<2mm,形状、大小如鱼卵。 豆状集合体豆状: 球粒大小似豌豆, 直径一般为几mm 。
4)钟乳状集合体:
在岩石的洞穴或裂隙中,由真溶液 蒸发或胶体凝聚,在同一基底上 向外逐层堆积而成。
特征:
① 外形呈圆锥形、圆柱形、圆丘形、
半球形和半椭球形等,通常具体地 分为钟乳状、葡萄状和肾状 钟乳状、 等 葡萄状和肾状 。
由长柱状、针状、片状或板状 的许多单体围绕某一中心成放射状 排列而成。
3)晶簇:
在岩石的空洞或裂隙中,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。
此外,尚有束状集合体、毛发状集合体、 树枝状集合体等。
二、隐晶及胶态集合体
隐晶集合体:只有在显微镜下才可分辨 矿物单体的集合体。
柱状(columnar)、针状(acicular)、 板状(tabular)、片状(schistic)、 鳞片状(scaly)、叶片状(foliated) 和粒状(granular)等。
常见的特殊形态的集合体:
1)纤维状集合体:
由一系列细长 针状或纤维状 的矿物单体平行 密集排列而成。
2)放射状集合体:
② 内部常具同心层状、放射纤维状 或致密状构造。
煤矿地质第二章三大类岩石简述
斑。
隐晶结构,玻璃质结构,块状构造。
四、花岗岩-流纹岩类(酸性岩类) 1.一般特征: SiO2>65% 主要矿物:钾长石,酸性斜长石,石英 次要矿物:黑云母,角闪石
副矿物:磁铁矿,锆石等
色率一般小于10
2.深成岩:花岗岩-呈浅肉红色,浅灰色等,
粗-细粒结构或似斑状结构,块状构造。主要
第二章
一、矿物的概念:
矿物和岩石
矿物
第一节
矿物 :是由各种地质作用形成的,在一定地 质条件和物理化学条件下相对稳定的自然元素单 质或化合物。 晶体与非晶体的概念 所谓晶体是指内部质点(原子、离子或分子) 在三维空间呈周期重复排列的固体。也可以形象 地说,晶体是具有格子构造的固体。
(一)矿物的形态
1.矿物的单体(单个晶体)形态 (1)理想晶体的形态 单形(由同形等大的晶面构 成的晶体形态)、聚形(由两种或两种以上形状 和大小的晶面构成的理想形态)。 (2)实际晶体的形态 歪晶(晶体在生长过程中, 由于受外界条件影响,常不同程度地偏离其理想 形态,形成歪晶) 。 (3)晶体的习性 矿物晶体在一定条件,常常趋向 于形成的某一习惯性形态,称为晶体的习性,简 称晶习。三向等长、二向延展、一向伸长。(许 多晶体的晶面上可以见到一系列平行或交叉的条 纹,称晶面条纹)。
主要矿物:中性斜长石,角闪石
次要矿物:辉石,角闪石,黑云母,石英
色率为15-40
2.深成岩:闪长岩-呈灰色至绿灰色,中、
细粒粒状结构,块状构造,
主要矿物中性斜长石,角闪石。次要矿物辉石,
黑云母,石英或钾长石。
浅成岩:闪长玢岩-斑晶是中性斜长石,
角闪石,呈灰绿色,斑状结构,块状构造。
结晶学复习
结晶学一、晶体及其基本性质1.晶体、非晶体、准晶体的概念、举例晶体:内部质点在三维空间周期性的重复排列构成的固体物质.非晶体:不具备格子构造的物质为非晶体.准晶体:介于非晶态与结晶态之间的一种新物质.2.晶体的基本性质及概念的理解自限性(晶体多面体形态受格子构造制约,它服从于一定的结晶学规律)均一性(在同一晶体的各个不同部分,质点多的分布是一样的,所以晶体的各个部分的物理性质和化学性质也是相同的,取决于其格子构造)异向性(同一格子构造中,在不同方向上质点排列一般是不样的,因此,晶体的性质也随方向的不同而有所差异,即异向性)对称性(晶体在某些特定的方向上具有相同的性质,这种相同的性质在不同的方向或位置上有规律地重复,就是对称性)最小内能性、稳定性3、空间格子、相当点的概念及具体应用分析空间格子:表示晶体内部结构中质点周期性重复排列规律的几何图形。
相当点:1.点的内容(或种类)相同,2.点的周围环境相当。
相当点按照一定的规则连接起来,就形成了空间格子空间格子的几种要素:1.结点;又称格点,是空间格子中的点,他们代表结构中的相当点)2.行列;结点在直线上的排列即构成行列3.面网:结点在平面上的分布即构成面网4.平行四面体:即晶胞,晶胞的形状取决轴长(abc)和轴角(α,β,γ)4、晶胞:实际晶体结构中所划分出的最小重复单位称为晶胞二、晶体的测量及投影面网守恒定律:同种矿物的晶体,其对应晶面间角度守恒.晶面的投影:(一)极射赤平投影:投影的原理及过程:投影球、投影面(赤平面)、投影轴, 北极点与南极点(目测点)。
方位角(晶面法线所在平面与大圆的夹角)在基圆上度量,极距角(投影轴与晶面法线的夹角)则体现为投影点距圆心的距离三、晶体的对称分类体系晶体对称的特点:1)由于晶体内部都具有格子构造,通过平移,可使相同质点重复,因此,所有的晶体结构都是对称的。
2)晶体的对称受格子构造规律的限制,因此,晶体的对称是有限的,它遵循“晶体对称定律” 。
实验1 常见34个矿物鉴定
•填写矿物鉴定表格
三、实验报告
观察34种常见矿物,完成至少10种矿 物的鉴定报告
鲕状和豆状集合体:像鱼子状或豆状矿物集合而成, 具明显同心层状构造,如鲕状或豆状赤铁矿 葡萄状或肾状集合体:似葡萄状者称葡萄状集合体 (如硬锰矿)。呈较大半椭球体,称肾状集合体, 如肾状赤铁矿 钟乳状集合体:如石灰岩溶洞中的石钟乳和石笋均 为钟乳状方解石 结核体:围绕某一核心由内向外生长而成球状、凸 透镜状或瘤状的矿物集合体,如 钙质结核等
自形程度 单体形态 矿 物 形 态
自形 半自形 它形 晶面条纹 一向伸长
晶面特征 结晶习性
二向伸长 三向等长
规则
双晶 显晶质
集合体形态
不规则
粒状 柱状
隐晶质
片状 结核体 分泌体 鲕状体 钟乳状
⑴单体形态—自形程度
自形:一般为早期结晶的矿物 半自形:晶粒外形较差,只具部分结构特征 它形:不具晶体结构外形、大小不等的晶粒。 是结晶较晚矿物的特点
B. 解理与断口
矿物单晶受力后沿晶体内部某方向(结晶格 架)裂开或分裂成较光滑平面的性质 沿矿物内部一定方向发生平行分离的特性, 裂开面称解理面
解理的分组
一组解理:一个固定方向裂开(云母) 两组解理:两个固定方向裂开(钾长石)
三组解理:(方解石、方铅矿)
四组解理(萤石)和六组解理(闪锌矿)
实验一
常见矿物鉴定
一、目的要求
1、认识常见矿物,并熟悉其主要性质 2、学习矿物的观察与描述方法
二、实验内容方法
矿物肉眼鉴定是野外工作的基本技能 2个依据:矿物形态和物理性质(若干)
1 、观察矿物形态
晶格条纹对应晶面
晶格条纹对应晶面晶格条纹是晶体表面上呈现出来的一种有序排列的条纹状结构,它们对应着晶体中的晶面。
每个晶体都有自己特定的晶格结构,晶格条纹的存在正是由于晶体内部原子的有序排列。
当我们观察晶体表面时,常常可以看到一些细细的条纹,它们或呈现出交叉的网状图案,或呈现出平行或斜向的直线状图案。
这些条纹正是晶体内部晶面的映射。
晶格条纹的出现是由于晶体内部原子的排列方式,不同的晶面对应着不同的晶格条纹。
晶格条纹的形成与晶体生长过程以及晶体内部原子的排列有关。
当晶体生长时,原子会逐渐沉积在晶面上,按照一定的规律排列。
这些原子的排列方式决定了晶体的晶格结构,也决定了晶格条纹的形成方式。
晶格条纹不仅仅是一种美丽的图案,它还具有很多重要的应用。
在材料科学中,晶格条纹的形成可以用来判断晶体的结构和性质。
通过观察晶格条纹的形态和分布,可以推测出晶体的晶面以及晶体的生长方向。
这对于研究晶体的生长机制以及制备高质量的晶体材料具有重要意义。
晶格条纹还在光学领域有着重要的应用。
光学显微镜可以观察到晶格条纹的细节,通过对晶格条纹的分析,可以了解到材料的晶体结构和晶体缺陷等信息。
晶格条纹的形成也与材料的光学性质密切相关,因此可以通过观察晶格条纹来研究材料的光学性质。
晶格条纹是晶体表面上呈现出来的一种有序排列的条纹状结构,它们对应着晶体中的晶面。
晶格条纹的形成与晶体内部原子的排列方式密切相关,它不仅仅是一种美丽的图案,还具有重要的应用价值。
通过观察晶格条纹,我们可以了解到晶体的结构和性质,研究材料的光学性质,以及推测晶体的生长方向等。
晶格条纹的研究对于材料科学和光学领域都具有重要的意义。
矿物的单体形态和集合体形态
矿物的单体形态和集合体形态晶质矿物研究对象单体形态和集合体形态。
非晶质准矿物研究对象集合体形态.单体形态:包括结晶习性和晶面花纹1、结晶习性:生长条件一定时同种矿物能发育成一定的形状的性质,根据晶体在三维空间的发育特征划分三种基本类型。
一向延伸型:呈柱状、针状、纤维状等二向延伸型:呈片状、板状等三向等长型:呈粒状等2、晶面花纹:晶面上出现的凹凸花纹(晶面条纹和蚀像)。
晶面条纹又称为生长条纹:晶面上沿一定方向排列的直线条纹。
(如某一矿物条件A形成a条纹,条件B形成b条纹,当形成条件变化于A、B之间,生长条纹也变化于a、b条纹之间,所以在晶面上留下条纹痕迹。
)蚀像:晶体形成以后晶面受溶蚀而产生的凹坑。
集合体形态:根据集合体矿物颗粒大小划分三种集合体形态。
1、显晶集合体形态(颗粒大小肉眼能识别):柱状、针状、纤维状集合体(主要由一向等长型矿物颗粒组成)片状、板状集合体(主要由二向等长型矿物颗粒组成)粒状集合体(主要由三向等长型矿物颗粒组成)晶簇状集合体(以岩石孔洞壁或裂隙壁为基底生长的矿物颗粒集合体)2、隐晶集合体形态(颗粒大小肉眼不能识别,但显微镜能识别):3、胶态集合体形态(颗粒大小显微镜不能识别)分泌体:在球状空洞中由胶体或晶质从洞避逐渐向中心沉淀填充而形成的集合体,分泌体中心经常留有空隙有些还长有晶簇,按分泌体直径大小划分为.>1cm为晶腺(如玛瑙)<1cm为杏仁体(如火山岩中的杏仁体)结核体:与分泌体形成过程相反(从中心向两边生长),一般直径>1cm。
如黄铁矿结核。
鲕状、豆状集合体:具有圈层构造。
>2mm为豆状集合体<2mm为鲕状集合体钟乳状集合体:内部具同心层状、放射状等。
黄铁矿形态
黄铁矿形态黄铁矿立方体(左)及五角十二面体(右)晶体形态:晶形常量立方体、五角十二面体,较少呈八面体)。
在立方体晶面上常能见到晶面条纹,这种条纹的方向在两相邻晶面上相互垂直,和所属对称型相吻合。
双晶主要是依(110)和(111)为双晶面的贯穿双晶,分别为铁十字律双晶和尖晶石律双晶。
集合体常呈致密块状、散染粒状以及结核状等。
晶体参数:等轴品系,对称型m3.空间Pa3,a0=0.5417nm; Z=4。
成分与结构:Fe46.55%, 553.45%。
含有Co、N类质同像混入物和As、Sb、Cu、 Au、 Ag等机械混入物。
晶体结构相似于方铅矿,即哑铃状对硫离子代替了方铅矿结构中简单硫离子的位置,铁离子代替了铅离子的位置。
但由于哑铃状对硫离子的伸长方向在结构中交错配置,使各方向键力相近,因而黄铁矿解理极不完全,而且硬度显著增大。
物理性质:浅黄铜色,表面带有黄褐的锖色;条痕绿黑色;金属光泽。
硬度6-6.5;断口参差状。
密度5g/cm3。
鉴定特征:以其晶形、晶面条纹、颜色、硬度等特征与相似的黄铜矿、磁黄铁矿相区别。
次生变化氧化带中,黄铁矿易于分解而形成黄钾铁矾、针铁矿。
针铁矿是构成褐铁矿的主要矿物成分。
褐铁矿有时具有黄铁矿晶形的假象。
成因与产状:是地壳中分布最广的硫化物,形成于多种不同地质条件下。
见于铜镍硫化物岩浆矿床、接触交代矿床、多金属热液矿床中。
黄铁矿含量最高的矿床是产于火山岩系中的含铜黄铁矿层,由火山沉积和火山热液作用所形成。
外生成因的黄铁矿见于沉积岩、沉积矿床和煤层中,往往成结核状和团块状。
黄铁矿中常含有以显微杂质存在的微量Au和Cu。
主要用途:制取硫酸的主要原料,也用于提炼硫黄。
含Au、Co、 Ni的黄铁矿可综合利用。
结晶矿物思考题及答案
聚形:由两个以上的单形聚合,并共同圈闭的空间外形形成聚形,只有属于同一对成型的单形才能相聚。
型变现象:在化学式属于同一类型的化合物中,随着化学成分的规律变化而引起晶体结构形式的明显而有规律的变化的现象。
矿物的世代:是指一个矿床中,同种矿物在形成时间上的先后关系。
它与一定的地质作用阶段相对应。
矿物种:指具有相同的化学组成和晶体结构的一种矿物。
晶体:具有格子构造的固体, 或内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。
非晶质体:内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体。
外形上是一种无规则形状的固体,也称之为无定形体。
准晶态:不具有格子构造,即内部质点也没有平移周期,但其内部质点排列具有远程规律。
这种物态介于晶体和非晶体之间。
显晶质:结晶颗粒能用一般放大镜分清者;无法分辨者称为隐晶质。
等同点:晶体结构中物质环境和几何环境完全相同的点。
空间格子:等同点在三维空间作格子状排列。
结点:空间格子中的点,它们代表晶体结构中的等同点。
晶体的基本性质:①自限性:晶体能自发地形成封闭的凸几何多面体外形的特性。
②均一性:晶体内部任意两个部分的化学组成和物理性质是等同的。
③各向异向性:晶体的几何量度和物理性质与其方向性有关。
④对称性:晶体中相同部分或性质,能够在不同的方向或位置上有规律重复出现的特性。
⑤内能最小。
⑥结构最稳定。
层生长理论:晶体在理想情况下生长时,先长一条行列,然后长相邻的行列;在长满一层面网后,再开始长第二层面网;晶面是平行向外推移而生长的。
布拉维法则:实际晶体的晶面常常平行于结点密度最大的面网。
(面网密度小的面,其面网间距也小,从而相邻面网间的引力就大,将优先生长。
反之,面网密度大的面,成长就慢。
生长速度快的晶面,在晶体的生长过程中,将会缩小而最终消失,实际上保留下来的晶面将是面网密度大的晶面。
)面角恒等定律:成分和结构均相同的所有晶体,不论它们的形状和大小如何,一个晶体上的晶面夹角与另一些晶体上的相对应的晶面夹角恒等。
结晶学
《结晶学》课程教学大纲课程名称:结晶学(Crystallography)课程编号:112039总学时数:64学时讲课学时:40学时实验学时:24学时学分:4学分先修课程:高等数学、无机化学、大学物理、材料科学与工程导论。
教材:王萍、李国昌编,《结晶学教程》,国防工业出版社,2006年。
参考书目:周志朝主编,《结晶学》,浙江大学出版社,1998年。
潘兆橹主编,《结晶学及矿物学》,地质出版社,1999年。
廖立兵编著,《晶体化学与晶体物理学》,地质出版社,1999年。
陆佩文主编:《无机材料科学基础》,武汉理工大学出版社。
1996年。
课程内容简介:《结晶学》系统介绍了晶体形态和内部结构的几何规律;晶体的化学组成、结构与物理性质的关系;晶体结构的类型与典型结构;晶体的生长的基本理论。
内容分为十章,第一章讲授晶体的概念与性质、空间格子的概念及组成要素;第二章讲授有关晶体生长和晶面发育的基本理论;第三章介绍晶体的面角恒等定律和极射赤平投影方法;第四章讲授晶体的宏观对称;第五章讲授单形和聚形;第六章讲授晶体定向与结晶符号;第七章讲授实际晶体的形态与规则连生;第八章讲授晶体结构的几何理论及晶格缺陷;第九章讲授晶体化学的基础理论与基础知识;第十章讲授晶体结构的类型及常见典型结构。
一、课程的性质、目的及任务《结晶学》是材料科学与工程本科专业必修课,是培养材料人才的专业基础课程之一。
本课程的任务是使学生学习必要的结晶学的基本知识、掌握晶体形态及结构分析的基本技能,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,为后续专业课的学习打下坚实的基础。
二、教学内容、要点和课时安排《结晶学》授课课时分配表本课程的教学内容共分10章。
第一章:晶体与非晶体的概念晶体与非晶体的概念、空间格子概念及组成要素、晶体的基本性质。
第二章:晶体的形成晶体的形成方式、成核作用及一般规律、层生长理论、晶体的阶梯状生长和螺旋状生长、布拉维法则、居里-吴里夫原理、周期键链理论。
矿物学 矿物单体的形态
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聚片双晶纹 是由聚片双晶所引起的条纹。和 聚形纹相比,聚片双晶纹较平直、细密而均匀。聚形 纹只出现在晶面上,晶面消失也随之消失;而聚片双 晶纹贯穿晶体内部,故晶面消失后它不随之消失。
斜方晶系的橄榄石呈典型的粒状,辉锑矿是典型的长柱 状;单斜晶系的角闪石呈长柱状;六方晶系的石墨呈典型的片 状,等。
8
由此可见,与其说对称晶系影响形态,倒不如说结构 中的强键方向决定晶体的形态。因此,晶体的一般习性, 只能作为确定实际晶体所属晶系的参考依据。
除上述粒状、板状和片状、柱状三种典型情况外,还 有一些过渡习性,如粒状与柱状间有短柱状,柱状与板状 间有板条状等等;对于柱状,一向延伸特长者称长柱状, 特别长而细者,可形象化地描述为纤维状、针状等。
12
(2)晶面螺纹
晶面上的螺旋纹 是晶体螺旋状生长的 结果。它与形成条件 和晶体的成分结构有 关。高温比低温生长 的晶体具有更圆的螺 旋纹,成分和结构简 单的晶体常呈简单圆 形螺旋纹,而成分和 结构复杂的晶体则呈
现多边形螺旋纹。
13
(3) 蚀象
是晶面受到溶蚀而遗留下来的一种具有一定形状的凹斑。 蚀象的形状和分布主要受晶面内质点排列方式的控制。
4
5
晶体的另一个习性,是其在三维空间延伸的 情况。有以下三种:
1)三向等长:晶体沿X、Y、Z轴大致相等发育, 呈等轴状或粒状。即 a=b=c,晶体结构在三维空 间是相等或差异很小。如石榴子石、黄铁矿。
[常识]各类矿物的晶体形状
各种矿物的晶体形态1、黄铁矿(pyrite) FeS2点群 m3晶形:常见立方体、五角十二面体及其聚形。
晶面上常见平行{100}和{210}的聚形纹。
浅铜黄色,条痕绿黑色,金属光泽,无解理,硬度较大:6-6.5它是制造硫酸和硫磺的主要原料。
是NaCl型结构的衍生结构总之:黄铁矿:结构(了解,并解释硬度和解理)雄黄(realgar) As4S4形态:柱状、短柱状或针状,柱面有纵纹。
常以粒状、土状产出。
环状分子型结构:2/m橘红色,金刚光泽,透明-半透明。
平行{010}完全解理。
硬度1.5-2。
总之:雄黄:结构(了解,并解释物性)化学式:As4S4颜色雌黄(Orpiment) As2S3柠檬黄色,油脂-金刚光泽,解理面珍珠光泽,平行{010}极完全解理,硬度1.5-2。
形态:板状、短柱状,晶面常弯曲,柱面有纵纹。
集合体呈片状、梳状、放射状和土状等。
层状结构:2/m雌黄:结构(了解,并解释物性)化学式:As2S3颜色、方铅矿( Galena) PbSNaCl型结构,典型的立方面心格子,化学键为离子键-金属键过渡型。
形态:高温呈立方体,低温呈八面体,集合体呈粒状。
结构:m3m铅灰色,条痕黑色,金属光泽。
{100}三组完全解理。
硬度2-3。
相对密度7.4-7.6。
总之:方铅矿:结构(掌握,并解释物性)化学式:PbS解理(组数、方向、产生原因)5、闪锌矿( sphalerite) ZnS结构:4 3mZnS型结构多为粒状集合体。
单晶体高温为四面体,中低温为菱形十二面体。
四面体晶面上常见三角形蚀象,常呈正、负四面体的聚形及聚形纹。
颜色由无色到浅黄、棕褐至黑色,随成分中含Fe量的增加而变深。
松脂光泽至半金属光泽;透明至半透明。
具平行{110}的六组完全解理。
硬度3.5-4。
相对密度3.9-4.2,不导电总之:闪锌矿:晶形化学式:ZnS解理(组数、方向、产生原因)辰砂( cinnabar) HgS结构:三方晶系,点群:32链状结构(变形的NaCl型结构形态:单晶常呈菱面体{1011}、平行{0001}厚板状或平行c轴延伸的柱状。
宝石的结晶学和矿物学基础
b.中级晶族共有25种单形,分成六组:柱体 组、单锥体组、双锥体组、四方四面体和复三 方偏三角面体组、菱面体与复三方偏三角面体 组、偏方面体组。
c.高级晶族共有15种单形,分为三组:四面 体组、八面体组、立方体组。
3.常见单形及特征 (1)低级晶族常见单形
(3)等轴晶系的单形
立方体
由两两平行 的6个全等正 方形组成
四六面体
立方体的每 个正方形分 成4个三角形
菱形十二面体
由12个全等的 菱形组成
五角十二面体
由12个全等的 五边形组成
小结
低 级 晶
三斜晶系 单斜晶系
单面 平行双面 (日光石) 双面 (透辉石、月光石)
族 斜方晶系 斜方柱 斜方四面体 斜方单锥 斜方双锥
第三章 宝石的结晶学和矿物学基础
宝石是一种坚硬耐磨的固体物质,宝石材 料经过精心设计和人工琢磨,形成规则的几 何形态,发出奇光异彩,映出奇妙花纹,所 有这些首先归功于人类的艺术创造,但本质 上是归功于宝石材料的结晶学和矿物学性质, 因此,结晶学是宝石学重要的基础学科之一, 结晶学和矿物学知识对于宝石学家是必不可 少的。
1895年德国物理学家伦琴(W.C.Rentgen )发现X射线 后,1912年德国物理学家劳埃(M.Von Laue)第一次 用X射线在实验上证明了晶体的根本特性——晶体内 部质点在三维空间周期性地排列。
所以,晶体的现代定义(从本质):
晶体(crystal)是内部质点(原子、离子或分子) 在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。这种 质点在三维空间周期性地重复排列也称格子构造,所 以晶体是具有格子构造的固体。
(1) 原始格子(P):结点分布于平行六面体的8 (2) 底心格子(C):结点分布于平行六面体的角顶及某一对面的中心。 (3) 体心格子(I) (4) 面心格子(F):结点分布于平行六面体的角顶和3对面的中心。
常见金属矿物特征金属矿物结晶特征
常见金属矿物特征金属矿物结晶特征1.黄铁矿(Pyrite)Fe[S2]【晶体结构】等轴晶系;【形态】常见完好晶形,呈立方体、五角十二面体或八面体}。
在立方体晶面上常能见到3组相互垂直的晶面条纹,集合体常成致密块状、分散粒状及结核状等【物理性质】浅铜黄色,表面带有黄褐的锖色;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。
2.黄铜矿(Chalcopyrite) CuFeS2【晶体结构】四方晶系;。
【形态】通常为致密块状或分散粒状集合体(图L-7)。
偶而出现隐晶质肾状形态。
晶体常见单形有四方四面体、四方双锥,但单晶较少见。
【物理性质】颜色为铜黄色,但往往带有暗黄或斑状锖色,条痕绿黑色,金属光泽,不透明,解理不发育,硬度3~4,相对密度4.1~4.3,性脆,能导电。
3.方铅矿(Galena)PbS【晶体结构】等轴晶系;【形态】最常呈立方体,还可出现八面体、菱形十二面体,并有时以八面体与立方体聚形出现。
也常见成粒状、致密块状集合体。
【物理性质】铅灰色;条痕灰黑色,强金属光泽,解理平行完全,硬度2~3,相对密度74~76。
具弱导电性。
【鉴定特征】铅灰色,强金属光泽,立方体完全解理,相对密度大,硬度小(比辉钼矿硬度大,晶形好,不染手)。
4.闪锌矿(Sphalerite) ZnS【晶体结构】等轴晶系;【形态】通常呈粒状集合体,有时呈肾状、葡萄状,反映出胶体成因的特征。
单晶体常呈四面体(图L-5),正形和负形的晶面上常见聚形纹。
有时呈菱形十二面体(通常为低温下形成)。
偶见以{111}为接合面成双晶,双晶轴平行[111],有时成聚片双晶。
闪锌矿的形态具有标型意义:一般地,高温条件下形成的闪锌矿主要是呈正负四面体,并见立方体,中低温下则以菱形十二面体为主【物理性质】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。
常见矿物特征
2.黄铜矿
矿物描述: 形态:晶体少见,常成致密块状及不规则细粒出现 颜色:铜黄色 光泽:金属光泽 透明度:不透明 条痕色:黑色微带绿 硬度:3-4 解理和断口: 无解理,断口参差状 比重:4.1-4.3 其它特征: 性脆 用途:是炼铜的主要矿石来源
3.方铅矿
矿物描述: 形态:立方晶体,粒状或块状集合体 颜色:铅灰色 光泽:金属光泽 透明度:不透明 条痕色:黑灰色 硬度:2-3 解理和断口: 三组相互垂直的完全解理,常裂成立方体小块 比重:7.4-7.6 其它特征: 性脆 用途:是炼铅的主要矿石来源
矿物描述: 形态:晶体呈细长柱状,横断面为六边形,粒状集合体 颜色:黑色、绿黑色 光泽:玻璃光泽 透明度: 半透明到不透明 条痕色: 硬度:5.5-6 解理和断口:平行柱面两组解理完全,交角近于 60° 比重:3.42 其它特征: 用途:
6.普通辉石
矿物描述: 形态:晶体呈短柱状,横断面为八边形 颜色:黑色、绿黑色、褐黑色 光泽:玻璃光泽 透明度: 条痕色: 浅色 硬度: 5-6,接近小刀 解理和断口:平行柱面两组中等解理,交角近于 87° 比重:3.3-3.6 其它特征: 用途:
碳酸盐矿物
1.方解石
矿物描述: 形态:晶体一般呈菱面体,集合体呈鲕状、钟乳状、粒状、晶簇及致密块状。 颜色:无色透明(冰洲石),乳白色,常被染成各种颜色(白、黄、玫瑰、灰黑) 光泽:玻璃光泽 透明度: 透明 条痕色: 硬度:3,大于指甲,小于小刀 解理和断口: 具有三组完全解理,使矿物极易解开呈菱方形 比重:2.6-2.8 其它特征: 性脆,与冷的 10%的稀盐酸反应剧烈起泡。 用途:冰洲石无色透明、无裂隙、双晶、杂质时可作偏光镜。一般可作炼铁熔剂、 建筑材料(可制作石灰)。
三、氧化物、氢氧化物矿物
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第四节实际晶体的形态与晶面条纹
一、实际晶体的形态
在此之前,我们对晶体形态的讨论都是以理想
晶体为对象的。
理想晶体是在理想条件下,晶体围
绕一个生长中心,严格地按照其空间格子,在三维
空间均匀地生长出的晶体(见图1-1-20)。
所谓理想
晶体,它在外形上应表现为规则的几何多面体,具
有面平棱直的特性;同时,在一个晶体上属于同一
单形的各个晶面均应同等程度地发育,即具有相同
的形状和大小。
但是实际晶体的生长条件往往很复杂,任何一
个晶体在其生长过程中总会不同程度地受到外界因素的干扰。
从微观角度来看,晶体并非是严格地按照空间格子规律所形成的均匀整体,以致晶体不能按理想状态发育。
一个真实的单晶体,实际上是由许多理想的均匀块段组成的,而这些块段并非严格地相互平行,从而形成了所谓的“镶嵌构造”、“空位”和“位错”等构造缺陷。
另外,构造中部分质点的替换及包体的存在也会导致晶体的构造变形(见图1-1-21),加之晶体在形成之后,还会继续受到应力和后期热液等各种外界因素的影响,更会增加晶体的非理想程度
可以说,一切实际晶体内部结构都是非理想的,从外形上也偏离了其理想的晶体形态,所不同的只是它们偏离理想状况的程度不同而已。
下面就实际晶体宏观外形上常见的一些现象分别加以说明,了解和掌握晶体的理想和实际形态,以及它们之间的差异,对宝石原料的鉴定至关重要。
1.歪晶
在实际晶体中歪晶是极其常见的。
所谓歪晶是指在非理想环境下生长的偏离本身理想晶形的晶体。
歪晶通常表现为同一单形的各晶面发育不等(即不能同形等大),部分晶面甚至可能缺失,但它们的晶面夹角与理想晶体的相应晶面夹角保持相同,这就是所谓的“面角守恒定律”。
例如,α—石英晶体,它在理想生长情况下应形成如图1-1-22(a)所示的晶形。
但实际上它经常呈现如图1-1-22(b)所示的几种歪晶。
可以看出,歪晶中同一单形的晶面的形态及大小虽不相同,但各晶面的交角关系与理想晶体的相同。
2.凸晶
各晶面中心均相对凸起而呈曲面、晶棱弯曲而呈弧线的晶体称为凸晶。
所有凸晶都是由几何多面体趋向于球面体的过渡形态。
图1-1-23(a)所示为金刚石的菱形十二面体凸晶。
凸晶是由于晶体形成后又遭溶解而形成的,因为位于角顶和晶棱上的质点的自由能较位于晶面上者的大,角顶及晶棱部位与溶剂的接触几率也大,因而,它们的溶解速度也较晶面中心为快,从而产生凸晶。
3.弯晶
指整体呈弯曲形态的晶体。
弯晶与凸晶的差别在于:凸晶的所有晶面都是向外凸出的,而弯晶当其一侧晶面向外凸出时,相反一侧的晶面就向内凹进,如白云石的马鞍状弯曲晶体,如图1-1-23(b)所示。
二、晶面条纹
晶面上由一系列所谓的邻接面构成的直线条纹,称为晶面条纹。
晶面条纹是晶体在生长过程中形成的,在许多晶体上可以看到。
例如石英晶体的柱面上常具横纹;电气石晶体柱面上则常具纵纹(见图1-1-24(a));黄铁矿立方体晶面上也常有条纹,其三对平行晶面上的条纹方向相互垂直(见图1-1-24(b))。
晶面条纹是由邻接面的细窄条带与主要晶面呈阶梯状反复交替生长而造成的。
所谓邻接面就是晶体中某些次要晶面,它们与主晶面有一小角度差异,并与主晶面属于不同单形。
如α—石英的晶面横纹是由六方柱与菱面体的狭长晶面交替生长形成的I黄铁矿的晶面条纹则
是由立方体与五角十二面体两种单形的晶面交互生长形成的。
除晶面条纹外,在生长过程中晶体表面还可遗留下生长层、螺旋纹和生长丘等表面特征。
另外,在晶体形成之后,由于遭受溶蚀还会在晶体表面形成凹坑(溶蚀坑),凹坑的形状、方向和分布受内部质点排列方式所控制,能反映出晶体的对称性,它可作为鉴定晶体原石的依据。
如钻石表面的等边三角形凹坑(见图1-1-
24(c))。
三、结晶习性
结晶习性指矿物通常呈现的晶体形态,它包括两方面。
一是同种晶体所习见的单形。
一种晶体常具有自己的晶体习性,即晶体常呈现某种或某几种单形。
例如,尖晶石习见的单形为八面体,萤石在岩浆岩和伟晶岩中常呈八面体,在高温热液中形成的常呈菱形十二面体,在低温热液中形成的常呈立方体。
二是晶体在三维空间延伸的比例。
根据晶体在三维空间延伸的情况,可大致分为三种类型:①三向等长,指晶体在三维空间的发育程度基本相等,呈现出粒状或等轴状,如石榴石(图1-1-25(a))、黄铁矿和石英岩中的石英晶体等;②二向延长,指晶体在一个方向上发育较差,而呈板状或片状,如重晶石(图1-1-25(b))和石膏等;③一向延长,指晶体在一个方向上发育特别快,而呈现柱状、长柱状、针状或纤维状,如电气石(图1-1-25(c))、绿柱石、水晶和以包体出现的针状金红石等。
由此可见,矿物晶体所表现的晶体习性是其内部和外部两方面因素共同作用的结果。
内部因素是指其自身的内部结构(格子构造),外部因素是指晶体生长时有关组分的浓度、杂质、温压及空间条件等
四、同种宝石矿物的集合体形态
同种宝石矿物多个单体聚集在一起的集合体形态可以说是千姿百态。
一般来讲,单体成粒状、片状和柱状矿物的集合体就分别称之为粒状集合体、片状
集合体和柱状集合体。
除此之外还有一些成特殊形态的集合体,宝石中常见的有如下几种。
放射状集合体指呈长柱状或针状的矿物单体,它们以一点为中心,向外成放射状排列而形成的集合体,例如红柱石的放射状集合体,又称为菊花石(见图1—1—26(a))。
纤维状集合体指纤维状的矿物单体,其延长方向相互平行密集排列所形成的集合体,如纤维状石膏、阳起石猫眼等(见图1-1-26(b))。
晶簇指以洞壁或裂隙壁作为共同基地而生长的单晶体群所组成的集合体,如石英晶簇(见图1-1-26(c))和方解石晶簇。
晶腺指具有同心层状构造,且外形近似呈球状的矿物集合体,如胶体成因的条带状玛瑙(见图1-1-26(d))。
葡萄状、肾状集合体指胶体成因的逐层堆积而成的,外形呈钟乳状或肾状的集合体,如孔雀石葡萄状集合体(见图1-1-26(e))(其横断面常具层状和放射状构造,也称其具皮壳状构造)和赤铁矿肾状集合体等。