矿物岩石学
24. 何谓矿物中的包裹体,包裹体有什么研究意义?
包裹体:矿物生长过程中或形成之中被捕获包裹于矿物晶体缺陷(如晶格空位、位错、空洞和裂隙等)中的,至今尚完好封存在主矿物中并与主矿物有着相界线的那一部分物质。 分类:按成因分原生、次生和假次生包裹体。
意义:对于研究矿物形成时的物理化学条件有着重要意义。
25. 你认为矿物学研究应包括哪些环节?
按照矿物学研究的工作顺序,矿物学研究包括以下环节:
1)标本的采集 野外采集样品应注意其目的性、典型性、代表性及系统性。
2)矿物的分选 首先是碎样,接着进行筛分,最后进行分选,包括物理分选(如电磁选),手工挑选(双目立体显微镜下挑纯)
3)常规测试分析 如岩石薄片鉴定、水化学分析等
4)现代测试技术研究 详细而深入地研究矿物的成分、结构、物性、形态等内容,从而提供矿物形成条件、演化历史等。
26. 野外如何鉴定矿物?
在野外只能通过肉眼,利用简易工具(包括小刀、瓷板和放大镜)以及简单的化学试剂(稀盐酸)对矿物进行鉴定、识别,也就是使用肉眼鉴定法鉴定矿物。 进行肉眼鉴定的原理是依据矿物的形态和物理性质(如颜色、条痕、光泽、解理、断口、硬度等)等最直观的特征,或再辅以很简单的化学试验,从而利用矿物肉眼鉴定表,并参考矿物的成因产状,以鉴别矿物。
27. 如何经济而有效地研究粘土矿物和碳酸盐类矿物?
第五章 矿物学各论
1. 自然金属元素矿物的晶体化学特征与形态、物性的关系如何。
本类矿物中金属元素的原子呈最紧密堆积,其中多数为立方最紧密堆积,有立方面心格子结构,少数为六方最紧密堆积,有六方格子结构。与之对应矿物形态为等轴颗粒状或六方板状。因自然元素矿物均具有典型的金属键,故矿物在物理性质上表现出不透明、金属光泽、硬度低,相对密度大、延展性强、导电性能好等金属键的特性。
晶体化学特征:由惰性气体型离子组成的卤素化合物中,表现离子键性;而由铜型离子组成的卤素化合物中,由表现共价键性。
物理性质: 一般为透明无色,呈玻璃光泽,比重不大,导电性差;而由铜型离子所组成的卤化物,一般显浅色,呈金刚光泽,透明度降低,比重增大,导电性增强,并具延展性。 自然金属元素矿物的化学成分为金属元素,主要包括:铜族元素和部分铂族元素。它们的晶体结构一般为等大球最紧密堆积(大多数为立方最紧密堆积、少量六方最紧密堆积),结构较简单,对称程度较高。化学键是典型的金属键,是金属晶格的晶体。这就决定了矿物的宏观性质是金属晶格晶体的特点。
形态:晶体呈等轴粒状或六方板状,集合体为树枝状、片状、块状等。这是由于内部质点最紧密堆积的缘故。
物理性质:具典型的金属特性:金属色,金属光泽,不透明。硬度低(Os 、Ir 例外),解理不发育,强延展性。比重大。电和热的良导体。这是因为它们是金属晶格晶体的缘故。
2. 试以金刚石、石墨为例说明同质多像的概念。为什么它们同为C 组成,但形态、物性截然不同?
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
3. 从石墨的结构特点解释其物理性质特征?
石墨呈层状排列,层间距打,所以其硬度低,相对密度小,内含有共价键和部分金属键,呈半金属光泽。层内为原子键,层间为分子键,并且有金属键,造成石墨具有明显的异向性,并有导电性。
4. 从自然硫的结构特点解释其物理性质特征?
晶体结构为分子型,8个S 以共价键组成硫原子,原子上下交错排列在两平面上呈环状,晶体结构为共价键,则晶面呈金属光泽,晶体结构为分子型,而导致硬度降低,不导电的物理性质。
5. 简单硫化物和复硫化物各有什么基本特征?这些基本特征主要由哪些因素引起?
特征:简单硫化物,组分简单,对称程度一般较高,多为等轴或六方晶系,少数属斜方或单斜晶系。大多数硫化物的晶形较好,特别是复硫化物更常见完好晶形。简单硫化物解理发育,复硫化物解理不完全或无解理。简单硫化物的硬度较低,一般在2~4,层状结构者为 1~2 ;但复硫化物具较高的硬度,一般5~6.5,个别达7~8。
形成差异原因在于它们晶体结构中质点的排布和化学键力的分布不同。简单硫化物的晶体结构可以认为是S2-作最紧密堆积,阳离子充填空隙,而且化学键有离子健向金属键或共价键过渡的特点。而复硫化物的晶体结构中,哑铃状 [S2]2-的伸长方向在结构中犬牙交错配置,使各方向键力相近,故解理极不完全,而硬度大。
6. 简述硫化物、复硫化物和硫盐的划分依据及形态。
据阴离子特点分三类:
1)简单硫化物: S2-与铜型或过渡型离子(Cu 、Pb 、Zn 、Ag 、Hg 、Fe 、Co 、Ni ? )结合而成,如方铅矿(PbS )、闪锌矿(ZnS)、黄铜矿(CuFeS2)等。 2)复硫化物:哑铃状对硫 [S2]2-、对砷[As2]2-及[AsS]2-、[SbS]2-等与Fe 、Co 、Ni 等过渡型离子结合而成。如黄铁矿(FeS2) 等。
3)硫盐: S 与半金属元素As 、Sb 、Bi 结合组成络阴离子[AsS3]3-、[SbS3]3-等,与铜型离子 Cu 、Pb 、Ag 结合成较复杂的化合物。
7. 以黄铁矿为例,简述其晶体结构与形态、物理性质之间的关系。
晶体结构:等轴晶系;T6h-Pa3;a0=0.542nm;Z=4。黄铁矿是NaCl 型结构的衍生结构,晶体结构与方铅矿相似,即哑铃状的对硫[S2] 2-代替了方铅矿结构中简单硫离子的位置,Fe2+代替了Pb2+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,使各个方向键力相近,因而黄铁矿解理极不完全,而且硬度显著增大。
形态:常见完好晶形,呈立方体{100}、五角十二面体{210}或八面体{111};集合体常呈致密块状、分散粒状及结核状等。
物理性质:浅黄铜黄色,表面常具黄褐色锖色。条痕绿黑或褐黑。强金属光泽。不透明。解理、极不完全。硬度6~6.5。相对密度4.9~5.2。可具检波性。
8. 对比雌黄、雄黄,并指出它们的区别。
化学组成上:雌黄含杂质较多,而雄黄组成稳定,杂质少
晶体结构上:雌黄具有层状结构,雄黄四分子型结构
颜色:雌黄为柠檬黄色,条痕鲜黄色,雄黄橘红色,条痕淡橘红色
解理:雌黄极完全解理,雄黄完全解理
用途:雌黄可用于中药,雄黄不可以。