矿物岩石学考前思考题及答案

矿物岩石学思考题答案

1、什么是晶体？晶体和非晶体有何区别？

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。区别：在内部结构上：晶体具有格子状构造，质点的排列既有短程有序性，又具有长程有序性；非晶质体则不具有格子状构造，质点的排列只具有短程有序性，不具有长程有序性。

在外形上：晶体具有规则几何多面体形状，非晶质体多为无定形体。

在物性上：非晶质体不具有确定的熔点，晶体具有固定熔点。

在分布上：由于晶体比非晶体稳定，所以晶体的分布更广泛，自然界的固体物质绝大多数是晶体。

2、什么是空间格子，包括哪些要素？

在晶体结构中找出相当点，再将相当点按照一定的规律连接起来就形成了空间格子。相当点在三维空间作格子状排列，我们称为空间格子。

要素：结点、行列、结点间距

3、什么是面网，面网密度与面网间距之间的关系。

结点在平面上的分布即构成面网。面网密度与面网间距成正比.

4、什么是面角，如何理解面角恒等定律？

面角：相邻晶面法线的夹角。

由于晶体的对称性及规则性，所有相对应晶面的面网及面网夹角是固定不变的相等的角。

5、形成晶体有哪些方式？

①液相转变为晶体；②固相转变为晶体；③气相转变为晶体；

6、在晶体的形成方式中，固相与固相之间有哪些转变方式？

1同质多像转变；2原矿物晶粒逐渐变大；3固溶体分解；4变质反应；5由固态非晶质体结晶

7、层生长理论和螺旋生长理论区别与联系是什么，现实中有哪些现象可以证明这两个生长模型？

联系：都是层层外推生长；区别：生长新的一层的成核机理不同。

有什么现象可证明这两个生长模型？

现象：环状构造、砂钟构造、晶面的层状阶梯、螺旋纹。

8、晶体的生长的实验方法有哪些？并说出它们之间的区别。

水热法、提拉法。

区别：水热法，将高温的饱和溶液带至低温的结晶区形成过饱和析出溶质使籽晶生长；提拉法,熔体-晶体面上面晶体的温度低于相变点，下面熔体的温度高于相变点,使晶体生长（相变）恰好在熔体-晶体界面处进行。

9、对称的概念;晶体的对称和其它物质的对称有何本质区别？

对称：是指物体相同部分作有规律的重复。

区别：首先，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；

其次：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“晶体对称规律”

最后，晶体的对称不仅表现在外形上，还表现在物理、化学性质上。

9、晶体的对称操作和对称要素有哪些？对称面存在的必要条件是什么？

对称要素：①对称中心；②对称面；③对称轴；④倒转。条件：①该平面能把晶

体分为相等的两部分；②这两部分间互成镜像关系。

11、什么是晶体对称定律？试解释为什么不存在五次轴和高次轴？

晶体对称定律:受格子构造规律的制约，晶体中可能存在的对称轴并不是任意的，只能是1、2、3、4、6，与轴次相对应的对称轴也只能是L1、L2、L3、L4 、L6，不可能存在五次轴及高于六次的对称轴。这一规律称为晶体对称定律。等于五次及高于六次的对称轴的平面结构不能构成面网，且不能毫无间隙地铺满整个空间。

12、总结对称轴、对称面在晶体上可能出现的位置。

对称轴：棱上、体对角线上

对称面：垂直并平分晶面的平面；垂直并平分晶棱的平面；包含两个以上相对晶棱的平面。

13、单形和聚形的概念。

单形:是由等大同形的一种晶面组成的晶体。

聚形:是由两种或两种以上的晶面所组成。

14、双晶的定义、双晶要素。

双晶:是同种晶体的规则连生，相邻的两个单晶体间互成镜像关系，或其中一个单晶体旋转1800以后与另一个重合或平行。

双晶要素: (1) 双晶面：为一假想的平面，可使构成双晶的两个单体中的一个通过它的反映变换后与另一个单体重合或平行; (2) 双晶轴：为一假想直线，双晶中一单体围绕它旋转一定角度后(一般都为180°)，可与另一单体重合或平行。

15、双晶的成因类型有哪些？研究双晶有什么意义？

类型：(1) 生长双晶：在晶体生长过程中形成的双晶。(2) 转变双晶：在同质多像转变及无序-有序转变的过程中所产生的双晶。(3) 机械双晶：晶体受到应力的作用，导致晶格发生均匀滑移，结果使已滑移部分与未滑移部分的晶格间处于双晶的相互取向关系，从而形成的双晶。

意义：①双晶可作为矿物的鉴定特征之一。②有的双晶是反映一定成因条件的标志，如自然界矿物机械双晶的出现可以作为地质构造变动的一个标志。③双晶的存在往往会影响到某些晶体材料的工业利用。

16、类质同像的概念。类质同像分哪些类型？方铅矿和石盐都能形成立方体，能叫类质同像吗？

概念：晶体结构中某种质点(原子、离子或分子)被其它类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变。

类型：根据组分在晶格中所能取代的范围，可以将其分为完全类质同像和不完全类质同像两种类型。

方铅矿和食盐不能称为类质同象：铅和钠原子半径相差悬殊，而且电价不等，不具备构成类质同象的条件。

17、类质同像的条件是什么？研究类质同像的意义是什么？

条件：①相似的原子或离子半径②总电价平衡③离子类型和化学健④温度⑤压力⑥组分浓度。

意义：了解引起矿物晶体成分变化的主要原因；了解稀有元素的赋存状态；反映矿物的形成条件。

18、同质多像及同质多像转变的概念。温度、压力及介质酸碱度对同质多像变体的影响。

同质多像：同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件(温度、压力、介质)下，形成晶体结构、形态和物理性质上互不相同的晶体的现像。

同质多像转变：任何一种同质多像变体都有其一定的稳定范围，当环境条件改变到超出某种变体的稳定范围时，就会引起晶体结构的变化，使一种同质多像变体在固态条件下转变成另一种变体。

影响：温度的增高可使同质多像变体向配位数减少、相对密度降低的方向转变，压力的作用正好相反，同时压力的升高还会使转变温度上升；介质酸碱度对同质多像变体的形成和转变也有重要影响。

19、有序结构、无序结构及有序-无序转变的概念。

有序结构：如果相互间的分布是有规律的，即两种质点各自占有特定的位置，这种结构则称为有序结构。

无序结构：当两种或两种以上质点（原子或离子）在晶体结构中占据等同的构造位置时，如果相互间的分布是任意的，即它们占据任何一个等同位置的几率是相等的，这种结构称为无序结构。

有序－无序转变：是有序变体和无序变体之间在一定的温度、压力条件下发生的同质多像转变。其中从无序态向有序态方向的转变作用特别称为有序化。

20、什么是化学计量矿物和非化学计量矿物？并举例说明。

化学计量矿物：在各晶格位置上的组分之间遵守定比定律、具严格化合比的矿物。非化学计量矿物：某些含变价元素的矿物，因形成过程中常处于不同的氧化还原条件下，其价态会发生变化。由于受化合物电中性的制约，其内部必然存在某种晶格缺陷，致使其化学组成偏离理想化合比，不再遵循定比定律。

化学计量化合物：NaCl；非：Zr

1-x Ca

x

O

2-x

。

21、举例说明水在矿物中的存在形式及作用。不同形式的水在晶体化学式中如何表示？

①吸附水：被机械地吸附于矿物表面及裂隙中，或渗入矿物集合体中的中性分子的吸附水，不参与晶格的形成，不属于矿物的化学组成；②结晶水：以中性分子（H2O）的形式存在于矿物晶格中的一定位置上的水，它是矿物化学组成的一部分。作用：在不改变阳离子电阶的前提下，通过以一定的配位形成环绕于小半径阳离子的周围形成水化阳离子，而使阳离子的体积增大，从而与大的络阴离子组成离子组成或稳定的化合物；③结构水：以(OH)－、H+和(H3 O)+离子形式存在于矿物晶格中的一定配位置上。作用：在晶格中与其他离子连接的非常牢固；④层间水：存在于一些层状结构硅酸盐晶格中结构层之间的中性水分子。作用：矿物的结构层之间的距离常随含水量的变化而变化；⑤沸石水：主要存在于沸石族矿物晶格中宽大的空腔和通道中的中性水分子，与其中与阳离子结合成水合离子。作用：在晶格中占据一定的配位位置，逸出后不会引起晶格的破坏，只是某些物理性质会发生变化。

22、什么是胶体矿物？其主要特性有哪些？

胶体矿物：由以水为分散媒、以固相为分散相的水胶凝体而形成的非晶质或超显微的隐晶质矿物。

特性：①多形成于表生作用中，少数为热液或火山成因。②主要形成Fe、Mn、Al、Si、P质等矿物。③为隐晶质或非晶质体，故呈现鲕状、肾状、钟乳状和葡萄状等特殊形态。④由于形成时胶体的吸附作用，故成分变化大。⑤胶体矿物的化学成分具有不固定性和复杂性。

23、什么是晶体习性，分为几种情况？说明晶体习性的具体规律。