【正文】 這些結(jié)構(gòu)單元層之間通過(guò)氫鍵相連接。赤銅礦中的O2不能滿足該條件，因此它不是最緊密堆積。因?yàn)樽罹o密堆積只有兩種基本堆積形式：立方最緊密堆積和六方最緊密堆積。 ，雖然O2分布于晶胞角頂和中心，但不是體心格子，為什么？赤銅礦晶體結(jié)構(gòu)中，O2是否為最緊密堆積？為什么？答：在赤銅礦晶胞中，角頂上的O2與中心的O2不是相當(dāng)點(diǎn)（它們的配位多面體的方向不一致，即環(huán)境不同），因此，赤銅礦的空間格子只能是立方原始格子。 3）蝕像 在縫合線兩側(cè)的同一柱面上，蝕像方向相反，可以用L2聯(lián)系，則為道芬雙晶；兩邊的蝕坑可以通過(guò)對(duì)稱面聯(lián)系，則為巴西雙晶。出現(xiàn)一次，該雙晶為道芬雙晶；如果兩個(gè)該面呈左右鏡像對(duì)稱關(guān)系，該雙晶應(yīng)為巴西雙晶。金紅石錫石軟錳礦形態(tài)完好的四方晶形晶形與金紅石相似常見(jiàn)隱晶集合體顏色褐紅、暗紅色黃棕、深褐色黑色 、錫石、軟錳礦的異同，并說(shuō)明其影響因素。而且剛玉的摩氏硬度為9，非常大，因此易于保存。 、藍(lán)寶石、星光寶石？答：成為寶石的條件有三：顏色好、硬度高、數(shù)量稀少。因此，結(jié)構(gòu)中共價(jià)鍵的成分增多——?jiǎng)傆瘛⒓饩呀?jīng)有較多的共價(jià)鍵成分，石英則共價(jià)鍵占優(yōu)勢(shì)。答：下面列表從總體上對(duì)比氧化物和簡(jiǎn)單硫化物間的主要差異： 礦物簡(jiǎn)單硫化物氧化物成分陰離子：S2，陽(yáng)離子：銅型離子和部分過(guò)渡型離子陰離子：O2，陽(yáng)離子：惰性氣體型離子和部分過(guò)渡型離子結(jié)構(gòu)S2作最緊密堆積，陽(yáng)離子充填空隙；化學(xué)鍵由離子鍵向金屬鍵和共價(jià)鍵過(guò)渡O2作最緊密堆積，陽(yáng)離子充填空隙；化學(xué)鍵由離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡形態(tài)晶形較好，一般為等軸、六方晶系，少數(shù)斜方晶系晶形較好，一般為等軸、三、六方晶系，四方晶系，少數(shù)斜方晶系顏色金屬鍵的硫化物顯黑色和金屬色，共價(jià)鍵的礦物顏色為淺色或彩色氧化物因主要為離子鍵和共價(jià)鍵，所以顏色較淺 僅含鐵的氧化物顏色較深，這是因?yàn)殍F為典型的過(guò)渡型離子（色素離子）。并不是單斜晶系的必要條件。 由此可見(jiàn)，雖然單斜晶系的晶體一般β＞90186。而其中的{101}斜方柱中的四個(gè)晶面，它們不能夠通過(guò)毒砂的對(duì)稱要素聯(lián)系起來(lái)（柱體中相互平行的兩對(duì)晶面不能夠通過(guò)對(duì)稱要素操作發(fā)生重合），因此不屬于同一單形，它只能稱為假斜方柱。但為單斜晶系，你如何理解？在毒砂的晶體形態(tài)上，發(fā)育{101}斜方柱，但稱之為假斜方柱，為什么？它應(yīng)該是什么單形？答：雖然毒砂的晶胞參數(shù)中β=90176。{110}、{100}完全解理的原因各是什么？答：閃鋅礦的{110}和方鉛礦的{100}方向分別是兩種礦物晶體結(jié)構(gòu)中面網(wǎng)密度最大的電性中和面，因此，容易沿著這些方向產(chǎn)生解理。出現(xiàn)的主要礦物有：含鉛礦物（如方鉛礦）變?yōu)殂U礬、白鉛礦，含鋅礦物（如閃鋅礦）變?yōu)榱怃\礦，含銅礦物（如黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦）變?yōu)榭兹甘?、藍(lán)銅礦、赤銅礦，含鐵礦物（如黃鐵礦、磁黃鐵礦）變?yōu)楹骤F礦、黃鉀鐵礬、針鐵礦，含砷礦物（如毒砂）變?yōu)槌羲馐??哪些礦物具有標(biāo)型特征？答：硫化物中可以作為標(biāo)型礦物的有：辰砂（HgS）、雄黃（As4S4）和雌黃（As2S3），它們均是低溫?zé)嵋簶?biāo)型礦物。提取As、制砷化物；中藥材；用于農(nóng)藥、顏料、玻璃等工業(yè)。 、雌黃、雄黃及辰砂，并指出它們的區(qū)別。鏈間鍵力較弱，因而沿這一方向{010}表現(xiàn)出解理性，同時(shí)晶體的形態(tài)亦是沿晶體結(jié)構(gòu)中鏈體的方向延伸而呈平行c軸的柱狀。如果空位和陽(yáng)離子在晶體結(jié)構(gòu)中的分布是完全有序的，就會(huì)使原晶胞擴(kuò)大1倍或幾倍，這種結(jié)構(gòu)稱為超結(jié)構(gòu)。而金剛石空間格子也是立方面心格子，從質(zhì)點(diǎn)的排布上看還是可以參考閃鋅礦的結(jié)構(gòu)，將金剛石結(jié)構(gòu)看成其中一套相當(dāng)點(diǎn)的C原子作立方最緊密堆積，相當(dāng)于閃鋅礦中S2的占位，另一套相當(dāng)點(diǎn)的C原子充填一半的四面體空隙，相當(dāng)于閃鋅礦中Zn2+的占位（金剛石中的C原子可以劃分為兩套相當(dāng)點(diǎn)）。答：閃鋅礦（ZnS）的空間格子為立方面心格子，晶體結(jié)構(gòu)中S2作立方最緊密堆積，而Zn2+充填一半的四面體空隙，從而構(gòu)成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單硫化物的晶體結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是S2作最緊密堆積，陽(yáng)離子充填空隙，而且化學(xué)鍵有離子健向金屬鍵或共價(jià)鍵過(guò)渡的特點(diǎn)。簡(jiǎn)單硫化物的硬度較低，一般在2～4，層狀結(jié)構(gòu)者(輝鉬礦、雌黃……)為 1～2 ；但復(fù)硫化物具較高的硬度，一般5～，個(gè)別達(dá)7～8。大多數(shù)硫化物的晶形較好，特別是復(fù)硫化物更常見(jiàn)完好晶形。而化合物中可以存在陰離子、陽(yáng)離子、金屬原子、非金屬原子等,以離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子鍵等形成化合，各離子、原子的含量比基本上固定，在類質(zhì)同象的范圍內(nèi)各離子、原子含量可以在一點(diǎn)的范圍變化。這些特征表現(xiàn)在物理性質(zhì)上為晶體具明顯的異向性，具{ 0001 } 極完全解理，硬度低，金屬光澤，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高，電的良導(dǎo)體。為什么它們同為C組成,但形態(tài)、物性截然不同? 答：金剛石和石墨的化學(xué)成分相同，但它們的晶體結(jié)構(gòu)和晶格類型有很大差異，從而導(dǎo)致了它們宏觀形態(tài)和物理性質(zhì)上存在很大的差。這些特征表現(xiàn)在外形上為板狀、片狀晶體形態(tài)；表現(xiàn)在物理性質(zhì)上為晶體具明顯的異向性，具{ 0001 } 極完全解理，硬度低，金屬光澤，電的良導(dǎo)體。這些晶體化學(xué)特征導(dǎo)致其外形為等軸晶體形態(tài)，如立方體、八面體等；物理性質(zhì)表現(xiàn)為硬度高，光澤強(qiáng)，具脆性，不導(dǎo)電。異。這是因?yàn)樗鼈兪墙饘倬Ц窬w的緣故。比重大。物理性質(zhì)：具典型的金屬特性：金屬色，金屬光澤，不透明。形態(tài)：晶體呈等軸粒狀或六方板狀，集合體為樹枝狀、片狀、塊狀等?；瘜W(xué)鍵是典型的金屬鍵，是金屬晶格的晶體。第十八章習(xí)題、物性的關(guān)系如何? 答：自然金屬元素礦物的化學(xué)成分為金屬元素，主要包括：銅族元素和部分鉑族元素。，你認(rèn)為應(yīng)如何命名比較科學(xué)、合理?答：礦物命名的依據(jù)多種多樣，有的是礦物本身的特征，如化學(xué)成分、形態(tài)、物理性質(zhì)等命名，有的依據(jù)發(fā)現(xiàn)該礦物的地點(diǎn)或人或研究學(xué)者的名字命名。對(duì)于類質(zhì)同像系列的礦物，它們的結(jié)構(gòu)相同，物理性質(zhì)相似，其化學(xué)組成可以在一定范圍內(nèi)變化。種是礦物分類中的基本單位。這些分類方案的考慮都沒(méi)有晶體化學(xué)分類全面。 目前較為合理的分類方案是以晶體化學(xué)為基礎(chǔ)的分類方案，因?yàn)闆Q定礦物本質(zhì)特征的是礦物的化學(xué)成分與晶體結(jié)構(gòu)。同質(zhì)多像相變又可以分為重建式相變、移位式相變和有序無(wú)序相變。 在封閉體系中，體系與環(huán)境之間只有能量的交換，而無(wú)物質(zhì)上的交換，物理化學(xué)條件的改變促使礦物發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變而化學(xué)成分保持不變。答：在開放體系中，體系與環(huán)境存在著物質(zhì)的交換，活性組分總是向著化學(xué)位低的方向遷移，組分重新組合，形成新的礦物，從而使體系總自由能最低。具有β石英副像的α石英，說(shuō)明礦物由β石英（高溫石英）向α石英（低溫石英）的轉(zhuǎn)變過(guò)程，揭示出原來(lái)地質(zhì)體是在高溫條件下形成。我們可以根據(jù)前后兩種礦物的轉(zhuǎn)變過(guò)程，推導(dǎo)礦物形成和演化的規(guī)律以及條件。副像是指礦物發(fā)生同質(zhì)多像相變時(shí)，其晶體結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)均發(fā)生明顯的變化，但原變體的晶形卻為新變體所繼承下來(lái)。 目前運(yùn)用蘭多理論最多的是架狀硅酸鹽礦物，如長(zhǎng)石類礦物。這一宏觀性質(zhì)可以是光學(xué)性質(zhì)、元素占位率等物理和化學(xué)參數(shù)。答：蘭多理論是統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的內(nèi)容，是利用礦物的有序參數(shù)Q和過(guò)剩熱力學(xué)參數(shù)——Ge（過(guò)剩自由能）、Se（過(guò)剩熵）和He（過(guò)剩焓），討論礦物因溫度的變化所發(fā)生的相變規(guī)律。 礦物及礦物組合的穩(wěn)定性是由其相對(duì)自由能決定的，在一定的溫度壓力下，具有最低自由能的礦物及其組合是最穩(wěn)定的。這是因?yàn)閺臒崃W(xué)角度來(lái)說(shuō)，自然界中所有的自發(fā)過(guò)程，必然伴隨著一個(gè)≥0的熵的變化，朝著自由能減小的方向進(jìn)行，其物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是向著化學(xué)位降低的方向進(jìn)行。原生包裹體和假次生包裹體是代表形成主礦物的原始成巖、成礦流體的樣品，其成分和熱力學(xué)參數(shù)（溫度、壓力、pH值、Eh值和鹽度等）反映了主礦物形成時(shí)的化學(xué)環(huán)境和物理化學(xué)條件，可作為解譯成礦作用特別是內(nèi)生成礦作用的密碼；次生包裹體反映成礦期后熱液活動(dòng)的物理化學(xué)作用的溫度、壓力、介質(zhì)成分和性質(zhì)。K)+ 其中KD是Ni元素在橄欖石和輝石中的分配系數(shù)，通過(guò)測(cè)量計(jì)算出后，代入該公式可以計(jì)算出平衡溫度。答：地質(zhì)溫度計(jì)是指利用礦物學(xué)特征定量或半定量地測(cè)量礦物平衡溫度的地質(zhì)數(shù)學(xué)模型。例如：隨著溫度由低變高，熱液體系的黃鐵礦晶形的演化趨勢(shì)為：{100} → {hk0}+{100}→ {hk0}+{111} → {111}+{hk0} → {111}。 。例如：國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究成果表明：等軸晶系礦物的晶體形態(tài)具有標(biāo)型意義，立方體{100}指示形成于低溫條件下，八面體{111}則為高溫下形成。例如：斯石英專屬于極高壓沖擊變質(zhì)成因，多硅白云母為低溫高壓變質(zhì)帶的標(biāo)型礦物。?并各舉兩實(shí)例。礦物的伴生是指不同成因或不同成礦階段的各種礦物共同出現(xiàn)在同一空間范圍內(nèi)的現(xiàn)象。每一個(gè)世代的礦物與一定的成礦階段相對(duì)應(yīng)。答：礦物的共生、伴生和世代的相似之處在于它們都是表示礦物在同一空間共存的現(xiàn)象。巖漿期后熱液體系里，當(dāng)K2O化學(xué)活動(dòng)性較大時(shí)，可能形成自然金，并可富集成礦床；而當(dāng)K2O化學(xué)活動(dòng)性較小時(shí)，則難以形成自然金。 ，及巖漿期后熱液成因自然金形成的必要條件。 礦物的形成、穩(wěn)定和演化取決于其所處的地質(zhì)環(huán)境及物理化學(xué)條件，即取決于地質(zhì)作用及溫度、壓力、組分的濃度、介質(zhì)的酸堿度（pH值）、氧化還原電位（Eh值）和組分的化學(xué)位（mi）、逸度（fi）、活度（ai）及時(shí)間等因素。外生作用：在地表或近地表較低的溫度和壓力下，由于太陽(yáng)能、水、大氣和生物等因素的參與而形成礦物的各種地質(zhì)作用。 內(nèi)生作用：主要由地球內(nèi)部熱能所導(dǎo)致礦物形成的各種地質(zhì)作用。因此，礦物成因的研究一直是礦物學(xué)中的一個(gè)非常重要的課題，并已發(fā)展成為現(xiàn)代礦物學(xué)中的一個(gè)獨(dú)立的分支學(xué)科——成因礦物學(xué)。第十五章 習(xí)題 ?礦物的成因研究應(yīng)主要包括哪些方面?答：礦物的形成、穩(wěn)定和變化均無(wú)不受熱力學(xué)條件所制約，同時(shí)環(huán)境的物理化學(xué)條件的差異又導(dǎo)致礦物在成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)及物理性質(zhì)上的細(xì)微變化。如果加熱，各電極軸均勻地?zé)崦浝淇s，并不破壞電場(chǎng)的均衡性。如果不施加任何壓力，石英的電極軸分布是均衡的，不顯電性；如果沿L3擠壓，晶體垂直于L3方向的平面均勻擴(kuò)張（即正六邊形不會(huì)發(fā)生變形），各個(gè)電極軸的電場(chǎng)不會(huì)體現(xiàn)，壓電性不會(huì)產(chǎn)生。 (點(diǎn)群)為L(zhǎng)33L2(32)，其中3個(gè)L2為電極軸(一端為負(fù)，另一端為正)，試畫出這3個(gè)電極軸在垂直L3平面內(nèi)的分布圖，并在此圖的基礎(chǔ)上討論：為什么沿L3方向施加壓力不會(huì)產(chǎn)生壓電性?為什么沿L2方向施加壓力會(huì)產(chǎn)生壓電性?為什么石英晶體無(wú)熱釋電性? 答：電極軸的平面分布圖如下： 說(shuō)明：圖中的正六邊形代表石英晶體六方柱的橫截面，三條直線分別代表3個(gè)L2，其極性分別標(biāo)于兩端。這是以前礦物發(fā)光研究和鑒定的主要方法，特別是對(duì)白鎢礦和金剛石的鑒定、找礦和選礦更為有效。對(duì)那些在紫外光和陰極射線激發(fā)下發(fā)光特征不明顯的礦物，是一種有效的手段。應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛，比較成熟的技術(shù)有：應(yīng)用陰極發(fā)光成像技術(shù)研究沉積巖石學(xué)問(wèn)題，也廣泛應(yīng)用于寶石鑒定。熱發(fā)光已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域，另外在材料、考古、隕石、核試驗(yàn)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域均有深入而獨(dú)到的應(yīng)用。 答：礦物的發(fā)光性是指某些礦物在外加能量的激發(fā)下能明顯地發(fā)出可見(jiàn)光。 。因?yàn)榻饎偸挠捕染哂挟愊蛐?，{111}、{110}、{100}晶面上的硬度依次降低，這是由于它們的面網(wǎng)密度依次減小的緣故。由于礦物風(fēng)化、吸水等因素都會(huì)改變礦物的硬度，因此在硬度測(cè)量時(shí)盡量在礦物的新鮮破開面（解理面或斷口）上測(cè)量較為準(zhǔn)確。這也是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)越緊密，質(zhì)點(diǎn)間鍵力越強(qiáng)。這是因?yàn)殡S著半徑減小鍵力增強(qiáng)。2）離子半徑、電價(jià)、配位數(shù)及結(jié)構(gòu)的緊密程度，決定著鍵力的強(qiáng)弱，影響離子晶格礦物的硬度。④分子晶格因分子間鍵力極微弱，其硬度最低。②離子晶格礦物的硬度通常較高，但隨離子性質(zhì)的不同而變化較大。硬度的影響因素有： 1）化學(xué)鍵的類型及強(qiáng)度： 礦物的硬度主要取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)間聯(lián)結(jié)力的強(qiáng)弱。 在受到外力作用，超過(guò)其承受極限，磁鐵礦就會(huì)沿著這些面破裂，產(chǎn)生臺(tái)階狀平面。部分磁鐵礦含有沿{111}分布的顯微狀鈦鐵礦、鈦鐵晶石出溶片晶。,｛0001｝一組解理。, ｛111｝四組解理，在其中一個(gè)解理面上可以看到其他三組解理紋夾角60176。,｛001｝一組解理等軸晶系：｛100｝三組解理，夾角均=90176。, ｛110｝兩組解理，夾角等于90176。答：此題考查同學(xué)們對(duì)結(jié)晶學(xué)中各晶系單形的熟練程度：三斜晶系：｛100｝一組解理, ｛010｝一組解理, ｛001｝一組解理 單斜晶系：｛001｝一組解理, ｛010｝一組解理, ｛100｝一組解理, ｛110｝兩組解理，夾角不等于90176?；颍?0176。, 60176。晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部，作用力最弱的面網(wǎng)分布符合晶體的對(duì)稱性和各向異性，從而導(dǎo)致了解理的異向性和對(duì)稱性。根據(jù)解理產(chǎn)生的難易程度及其完好性，解理的等級(jí)可以分為：極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和極不完全解理。描述方向（組數(shù)），可以用與解理面相對(duì)應(yīng)的單形及形號(hào)直接描述，例如：石鹽的解理可以描述為立方體{100}組數(shù)為3組，螢石的可以描述為八面體{111}，組數(shù)為4組。故金屬晶格具強(qiáng)延展性而無(wú)解理。 3）多鍵型的分子晶格，解理面∥由分子鍵聯(lián)結(jié)的面網(wǎng)，例如：石墨的解理沿{0001}產(chǎn)生。 例如：金剛石晶體的解理沿{111}產(chǎn)生。應(yīng)如何全面描述礦物的解理?如何理解解理的異向性和對(duì)稱性? 答：解理的產(chǎn)生嚴(yán)格受其晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素（晶格、化學(xué)鍵類型及其強(qiáng)度和分布）的控制，常沿面網(wǎng)間化學(xué)鍵力最弱的面網(wǎng)產(chǎn)生。 答：它們都是礦物的光學(xué)性質(zhì)，相互之間有一定的聯(lián)系。當(dāng)替代程度較大時(shí)，F(xiàn)e2+與S2之間的化學(xué)鍵作用顯現(xiàn)，這兩種元素間的化學(xué)鍵向金屬鍵過(guò)渡，從而導(dǎo)致礦物顯示出一定金屬晶格晶體的光學(xué)性質(zhì)，例如：顏色變深，條痕變深，半透明甚至不透明，半金屬光澤等。當(dāng)替代程度較少時(shí)，Zn2+與S2以共價(jià)鍵連接。 答：這是由于閃鋅礦化學(xué)成分不同而導(dǎo)致的差異。含Cr呈紅色，稱為紅寶石；含Ti而呈現(xiàn)藍(lán)色，稱為藍(lán)寶石。具有紅色、藍(lán)色的寶石級(jí)剛玉的呈色機(jī)理可以用第1種成色機(jī)理來(lái)解釋：剛玉的理想成分為Al2O3，純凈的剛玉為無(wú)色。4）色心 它是一種能選擇性吸收可見(jiàn)光波的晶格缺陷。3