结晶学和矿物学 赵珊茸 课后思考题

六方辉铜矿 六方 中

等轴辉铜矿 等轴 高 复硫 化物

黄铁矿-

白铁矿族

黄铁矿 等轴

地表不稳定

白铁矿 斜方

高温不稳定

由表可见,高温变体对称程度高,低温变体对称程度低。

7.硫化物矿物中哪些是标型矿物?哪些矿物具有标型特征?

答:硫化物中可以作为标型矿物的有:辰砂(HgS)、雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3),它们均是低温热液标型矿物。具有标型特征的矿物有闪锌矿(化学成分、晶胞参数、颜色、比重等),黄铁矿(形态、导电性)等。

8.硫化物矿床氧化带中可能出现哪些矿物?

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答:硫化物矿床的氧化带常常出现氧化物、氢氧化物和盐类。出现的主要矿物有:含铅矿物(如方铅矿)变为铅矾、白铅矿,含锌矿物(如闪锌矿)变为菱锌矿,含铜矿物(如黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿)变为孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿,含铁矿物(如黄铁矿、磁黄铁矿)变为褐铁矿、黄钾铁矾、针铁矿,含砷矿物(如毒砂)变为臭蒜石。

9.闪锌矿和方铅矿分别具有{110}、{100}完全解理的原因各是什么? 答:闪锌矿的{110}和方铅矿的{100}方向分别是两种矿物晶体结构中面网密度最大的电性中和面,因此,容易沿着这些方向产生解理。

10.在毒砂的晶体结构中,β=90°,但为单斜晶系,你如何理解?在毒砂的晶体形态上,发育{101}斜方柱,但称之为假斜方柱,为什么?它应该是什么单形?

答:虽然毒砂的晶胞参数中β=90°,但它的对称型是2/m,根据晶体对称分类方案,它仍然属于单斜晶系。而其中的{101}斜方柱中的四个晶面,它们不能够通过毒砂的对称要素联系起来(柱体中相互平行的两对晶面不能够通过对称要素操作发生重合),因此不属于同一单形,它只能称为假斜方柱。它应该是两个平行双面:{101}和{10-1}。

由此可见,虽然单斜晶系的晶体一般β>90o,但β>90o并不是单斜晶系的必要条件。

第二十章 习题

1.对比氧化物大类与硫化物大类在成分、结构、物性、成因、应用方面的主要差异。

答:下面列表从总体上对比氧化物和简单硫化物间的主要差异: 矿物

简单硫化物

氧化物 成分

阴离子:S2-,阳离子:铜型离子和部分过渡型离子

阴离子:O2-,阳离子:惰性气体型离子和部分过渡型离子 结构

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S2-作最紧密堆积,阳离子充填空隙;化学键由离子键向金属键和共价键过渡

O2-作最紧密堆积,阳离子充填空隙;化学键由离子键向共价键过渡 形态

晶形较好,一般为等轴、六方晶系,少数斜方晶系

晶形较好,一般为等轴、三、六方晶系,四方晶系,少数斜方晶系 颜色

金属键的硫化物显黑色和金属色,共价键的矿物颜色为浅色或彩色

氧化物因主要为离子键和共价键,所以颜色较浅 仅含铁的氧化物颜色较深,这是因为铁为典型的过渡型离子(色素离子)。 条痕

一般黑色或彩色

一般为彩色或无色 光泽

金属光泽、半金属光泽或金刚光泽

半金属光泽、玻璃光泽或金刚光泽 解理

一般较发育

一般不发育 硬度

中等、小

大、中等 比重

大或者中等

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中等、大 用途

提炼有色金属以及与硫酸相关的产品

黑色金属和有色金属;仪表轴承或研磨材料、无线电工业原料、工艺美术原料及宝石的重要来源 成因

主要热液成因

内生、外生、变质作用均有

2.为什么石英、刚玉、尖晶石的硬度特别高?

答:由于这三种矿物的阳离子为Al3+和Si4+,它们半径小、电价高。因此,结构中共价键的成分增多——刚玉、尖晶石已经有较多的共价键成分,石英则共价键占优势。从而导致这些矿物的硬度较高。

3.为什么刚玉能成为价值昂贵的红宝石、蓝宝石、星光宝石?

答:成为宝石的条件有三:颜色好、硬度高、数量稀少。刚玉一般产于岩浆作用或接触变质和区域变质作用,产量很少。而且刚玉的摩氏硬度为9,非常大,因此易于保存。纯净的刚玉是无色,含Cr显红色称为红宝石;含Ti而显蓝色,称为蓝宝石;有些红、蓝宝石的{0001}面上可以看到因六射针状金红石包体而显示的星光效应,称为星光宝石。

4.全面对比金红石、锡石、软锰矿的异同,并说明其影响因素。

答:锡石、金红石和软锰矿它们的晶体结构相同,均系金红石型晶体结构,但由于它们的阳离子不同,与O2-形成的化学键有所区别,从而导致了它们宏观性质上有所差别,现分别描述如下:

金红石 锡石

软锰矿 形态

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完好的四方晶形

晶形与金红石相似

常见隐晶集合体 颜色

褐红、暗红色

黄棕、深褐色 黑色

金刚光泽

金刚光泽

半金属光泽 解理

{110}中等

无解理

{110}完全 硬度 大 大

隐晶质小,单晶体大

5.如何识别石英中的道芬双晶和巴西双晶?

答:道芬双晶和巴西双晶是石英的两种常见双晶,在外形上非常相似,我们可以通过下面几种方法区别它们:

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