结晶学与矿物学实验指导书.docx

1、结晶学与矿物学实验指导书结晶学及矿物学实验指导书昆明理工大学结晶学及矿物学实验指导书编者：周梅 刘星国土资源工程学院二00四年一月目 录 实验一 晶体的对称1 实验二 单形、聚形3 实验三 晶体定向、符号7 实验四 晶体化学10 实验五 矿物的实际形态12 实验六 矿物的光学性质14 实验七 矿物的力学性质及其它性质15 实验八 矿物各论17 附录一 可用矿物的工业分类19 附录二 相似矿物对比表21 附录三 稀有和分散元素在常见矿物中的半生含量表30实验一 晶 体 的 对 称一、要求：1通过对晶体模型的实际操作，练习找对称要素的方法。2学会根据晶体对称的特点，划分晶体所属的晶族和晶系。二、内

2、容和方法1找对称要素：（1）在晶体模型上找对称面、对称轴、对称中心。（2）晶体模型上的对称要素可以在下列位置去找：对称面（P）可能是垂直平分晶面或垂直平分晶棱的平面；可能是包含晶棱的平面。对称轴（Ln）可能是通过晶棱中点的连线；可能是通过两平行晶面中心的连线；可能是通过隅角两端的连线。（注意：当某一对称轴可以是几种轴次时，应取最高轴次；如同时为L2、L3、L6，则应取L6为该轴的轴次。）对称中心（C）将晶体置于桌子上，观察晶体上面的晶面与接触桌面的晶面是否相等平行，如果晶体中每一对晶面都是这样两两平行，同形等大，方向相反，则晶体具有对称中心。 （注意 ：对称中心在晶体中最多只有一个或不存在。只

3、要有一个晶面无对应晶面与之平行时该晶体无对称中心。）旋转反伸轴（L ）在实际中常用的有L 和L ，因L 首先必须是L2，L 首先必须是L3，故在没有对称中心的晶体中，L2有可能是Li4、L3有可能是Li6，须注意观察检验。2利用组合定理推导晶体的对称要素：（1）先找主要对称轴：将之置于直立位置。（2）再观察下列各项： 有无包含直立轴的对称面，若有，根据定理Ln+P/LnnP推导。 有无垂直直立轴的对称面，若有，根据定理Ln+PLnPC推导。有无垂直直立轴的二次轴，若有，根据定理Ln+L2Lnn L2推导。3划分晶族、晶系：找出晶体的全部对称要素，确定对称型，确定它们所属的晶族和晶系（参看附“对

4、称型划分晶系表”）4查表核对自然界的所有晶体都属于该表中的某一对称型，所以，当你在一个晶体上找出了全部对称要素去查表，但没有适当的对称型，说明工作有遗漏或重复，需要分析原因，重新确定。三、本次实验内容及记录格式见实验报告。对 称 型 划 分 晶 系 表 对 称 型 种 类晶 体 名 称代 表 矿 物 或人工化合物举例对 称特 点晶 系名 称晶 族名 称1 2 单面晶类平行双面晶类硫代硫酸钙*CaS2O6?6H2O钠长石NaAlSi3O8无 无 三斜晶系低级晶族（无高次轴）3 4 5 轴双面晶类反映双面晶类斜方柱晶类酒石酸C3H6O6片沸石CaAl2Si7O186H2O正长石KAlSi3O8 或

5、 不多于1个单斜晶系6 3 7 2 8 3 3 正交四面体晶类正交单锥晶类正交双锥晶类泻利盐MgSO4?7H2O异极矿Zn2Ca2Si2O7(OH)H2O重晶石BaSO4 或 多于1个正交晶系9 10 4 11 12 4 13 4 5 14 15 2 2 四方单锥晶类四方偏方面体晶类四方双锥晶类复四方单锥晶类复四方双锥晶类四方四面体晶类复四方偏三角面体晶类彩钼铅矿PbMoO4三氯乙酸钾Cl3(C02K)Cl3?(CO2H)白钨矿CaWO4羟铜铅矿PbCuCl2(OH)4锡石SnO2铝硅酸钙Ca2Al2SiO7黄铜矿CuFeS2有一个 或 四方晶系中级晶族（只有一个高次轴）16 17 3 18

6、3 19 20 3 3 三方单锥晶类三方偏方面体晶类复三方单锥晶类菱面体晶类复三方偏三角面体晶类碘酸钠NaI2O8?6H2O石英SiO2电气石硅铍石Be2SiO4方解石CaCO3有一个 三方晶系21 22 3 3 23 24 6 25 26 6 27 6 7 三方双锥晶类复三方双锥晶类六方单锥晶类六方偏方面体晶类六方双锥晶类复六方单锥晶类复六方双锥晶类磷酸氢二银AgHPO4硅酸钼钛矿MoTiSi3O3霞石NaAlSiO4石英SiO2磷灰石Ca5PO43Cl红锌矿ZnO绿柱石Be3Al2Si6O18有一个 或 六方晶系283 4 293 4 3 303 4 6 313 4 6 32 3 4 6

7、9 五角三四面体晶类偏方复十二面体晶类六四面体晶类五角三八面体晶类六八面体晶类香花石Ca3Li2BeSiO43F2黄铁矿FeS2闪锌矿ZnS赤铜矿CuO2石榴子石Mg3Al2SiO43有四个 等轴晶系高级晶族（有数个高次轴）实 验 二 认 识 单 形、分 析 聚 形一、要求1认识24种常见的矿物单形，主要是认识它们的特点及名称。2掌握分析聚形的方法、步骤。二、内容（1）单形：常见的有24种。平行双面、菱方柱、菱方双锥、四方柱、四方双锥、四方四面体、三方双锥、三方柱、复三方柱、三方单锥、菱面体、复三方偏三角面体、三方偏方面体、六方柱、六方双锥、四面体、八面体、立方体、菱形十二面体、五角十二面体、

8、四角三八面体、三角三八面体、四六面体、偏方复十二面体。(2)聚形：对67种聚形进行分析并写出实验报告。三、方法1认识单形:（1）首先观察每一个单形的晶面数目、晶面形状、横切面形状。（2）然后分析晶面在空间的分布，即晶面间的相互关系（如是相交还是平行）。（3）最后给每一个单形定以名称。注意（1）属于同一单形的各晶面在模型上应同形等大。（2）一方面要注意一个单形不分家，即晶体上所有的相同晶面应统筹考虑为一个单形，同时也要注意不要将晶体上不同的晶面合为一个单形。（3）低级和中级晶族的单形，其断面形状是单形的重要特征，因此，在观察中出来要观察晶面数目、形状、晶面之间关系外，对单形的形状还是必须十分注意

9、。（4）在反复认识和熟悉单形特征的基础上，要做到由单形的名称就可以想起单形的形状；相反，看见单形的形状就能叫出单形的名称。2分析聚形:（1）首先确定聚形的对称和晶系。（2）观察聚形中各晶面的形状，确定有几个单形，有几种不同形状的晶面就有几个单形。（3）定单形名称:观察每一种相同的晶面的数目及它们在聚形中的位置分布，与对称轴的关系以及晶面间的相互关系，此时，往往需要把相同的晶面做假象地延长相交，才能表现出来。根据单形的专属性定名。如四方双锥属四方晶系，八面体属等轴晶系。（4）根据“各晶系的单形表”进行核对，检查分析结果是否正确。注意只有属于同一对称型的单形才可能聚合在一起成为聚形。在任何情况下，

10、都不能依靠聚形中单形的晶面形状来定单形的名称。同样要注意一个单形不分家，也不归并（即合二为一）如在聚形中发现有两个以上相同的名称的单形时，在记录时仍应一个一个地分别写出来。 四、本次实验内容及记录格式见实验报告。各 晶 系 的 单 形 表晶 系单 形等级名 称 及 对 称 型名 称特 点典型矿物低级三斜 L1 C单面平行双面1开形多2晶面数目多钠长石单斜 L2 P L2 P C单面、双面平行双面菱方柱正长石石 膏 正交3L2 L2 2P 3L23P C单面、双面平行双面、菱方柱菱方四面体、菱方单锥、菱方双锥重晶石中级四方 L4 L44 L2 L4PC L44P L44 L2 5PC L L 2

11、 L2 2P单面、平行双面四方单锥、复四方单锥四方双锥、复四方双锥四方柱、复四方柱四方四面体四方偏方面体四方偏三角面体1闭形多2晶面数目多，形状复杂锡 石黄铜矿三方 L3 L33 L2 L33P L3C L33 L23 PC单面、平行双面三方单锥、复三方单锥三方双锥、六方单锥六方双锥三方柱、复三方柱六方柱、复六方柱菱面体三方偏方面体复三方偏三角面体方解石石 英六方L6 L66 L2 L6 PC L66P L6 6 L2 7PC L L 3 L2 3P单面、平行双面六方柱、复六方柱三方柱、复三方柱六方单锥、复六方单锥六方双锥、复六方双锥三方双锥、复三方双锥六方偏方面体磷灰石绿柱石高级等轴3 L2

12、4 L33 L24 L33PC3L 4L36P 3 L44 L36 L2 3 L44 L36 L29PC 四面体 三角三四面体 四角三四面体 五角三四面体 六四面体八面体 三角三八面体 四角三八面体 五角三八面体、六八面体立方体 四六面体、五角十二面体 偏方复十二面体 菱形十二面体1都是闭形2晶面数目多，形状复杂方铅矿闪锌矿磁铁矿石榴石黄铁矿实 验 三 晶体定向、晶面符号一、要求1掌握各晶系的晶体定向原则。2学会肉眼估计晶面符号的方法和单形符号的确定。二、内容和方法1晶体定向：结晶轴的选择和轴率的确定称为晶体定向。方法如下：（1）首先定出模型的对称型、晶系和单形名称。（2）参考“各晶系的晶体定向表”选出晶轴。（3）使各晶轴之间的交角、尽可能近于90或等于90