结晶学及矿物学(专升本)2015年春季考试

[2015年春季]

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考试时间结晶学及矿物学(专升本)2015年春季考试总分：100分得分：0分一、问答题1. 以晶体化学观点解释金刚石和石墨的形态、物理性质的差异。(20分)参考答案： 金刚石和石墨的化学成分相同，但它们的晶体结构和晶格类型有很大差异，从而导致了它们宏观形态和物理性质上存在很大的差异。金刚石的空间格子为立方面心格子，晶格中质点以共价键联结，是典型的原子晶格晶体。这些晶体化学特征导致其外形为等轴晶体形态，如立方体、八面体等；物理性质表现为硬度高，光泽强，具脆性，不导电。石墨的空间格子为三方或六方格子，层状结构，层内具共价键—金属键，层间为分子键。这些特征表现在外形上为板状、片状晶体形态；表现在物理性质上为晶体具明显的异向性，具{ 0001 } 极完全解理，硬度低，金属光泽，电的良导体。解题思路：2. 总结硅酸盐中硅氧骨干主要类型的特点，并分别列举主要的矿物。(20分)参考答案：硅酸盐类矿物按硅氧骨干的型式分为四个亚类，即：岛状结构硅酸盐(包括具单四面体，双四面体及环状硅氧骨干的矿物)，链状结构的硅酸盐(包括具单链及双链硅氧骨干的矿物)，层状结构的硅酸盐和架状结构的硅酸盐。(1) 岛状、环状硅氧骨干：包括孤立的［SiO4］单四面体(图 )及［Si2O7］双四面体。如橄榄石、石榴石、绿柱石，电气石。

(2) 链状硅氧骨干：［SiO4］四面体以角顶联结成沿一个方向无限延伸的链，其中常见者有单链和双链。如辉石、硅灰石、角闪石双链。

(3) 层状硅氧骨干：［SiO4］四面体以角顶相连，形成在两度空间上无限延伸的层。如黑云母、白云母、滑石。

(4) 架状硅氧骨干：在骨干中每个［SiO4］四面体4个角顶全部与其相邻的4个［SiO4］四面体共用，每个氧与两个硅相联系。如斜长石，钾长石

解题思路：

3. 简述长石族矿物的结构、成分特点及其分类。(20分)

参考答案：长石族矿物主要为K、Na、Ca和Ba的铝硅酸盐。化学通式：M[T4O8] 。晶体结构：[TO4]以全部4个角顶共用沿三维空间联结成架状，K+、Na+、Ca2+、Ba2+等充填骨干中之大空隙。长石最重要的结构单元为[TO4]组成的四元环。

大多数长石均包括在K[AlSi3O8]-Na[AlSi3O8]-Ca[Al2Si3O8]之三成分系中：Na[AlSi3O8]（钠长石，Ab）-Ca[Al2Si3O8]（钙长石，An）：一般能形成完全类质同像（称斜长石系列）。Na[AlSi3O8]-K[AlSi3O8]（钾长石，Or）：在高温时形成完全类质同像（呈碱性长石或钾钠长石系列）；低温条件下只形成有限的类质同像，甚至离溶出钠长石和钾长石独立矿物，构成条带状嵌晶-条纹长石。钾长石和钙长石即使在高温时也几乎不形成类质同像。

碱性长石亚族：根据不同结构状态（有序度）可分为：透长石，正长石，微斜长石。斜长石亚族：斜长石亚族是由钠长石和钙长石两个端员组份组成的类质同像系列，

即NaAlSi3O8—CaAl2Si2O8，本亚族划分成6种：钠长石 、奥(更)长石、中长石、拉长石、培长石、钙长石。

解题思路：

4. 什么是类质同象？试述其主要影响因素及研究意义。(20分)

参考答案： 晶体结构中某种质点(原子、离子或分子)为它种类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变，这种现象称为类质同像。形成类质同像替代的原因一方面取决于替代质点本身的性质，如原子、离子半径的大小、电价、离子类型、化学键性等；另一方面也取决于外部条件，如形成时的替代温度、压力、介质条件等。研究类质同享的意义在于：1）了解元素的赋存状态及矿物化学成分的变化，以正确表示矿物的化学式。2）了解矿物物理性质变化的原因，从而可通过测定矿物的性质来确定其类质同像混入物的种类和数量。3）判断矿物晶体的形成条件。4）综合评价矿床及综合利用矿产资源。

解题思路：

5. 试区分普通角闪石与普通辉石。(20分)

参考答案：普通辉石短柱状，其横截面呈假正方或八边形，黑色，发育两组完全解理，其解理夹角近于90°。具玻璃光泽。硬度5～6；相对密度中等。 角闪石长柱状，常呈墨绿色，其横截面呈六边菱形；发育两组完全解理，其解理面夹角为56°和124°，这是肉眼区分辉石与角闪石的非常重要的依据之一。

解题思路：