結晶學與礦物學

1、湖北省高等教育 自學考試課程考試大綱課程名稱：結晶學和礦物學課程代碼：08926第一部分課程性質與目標一、課程性質與特點“結晶學及礦物學”是地質、材料、珠寶等專業(yè)的專業(yè)基礎課。該課程的性質特點是：理論性強，同時又具有實踐性。在“結晶學”中，空間抽象概念多，因此理性思維很重要，但又要通過實踐來建立空間概念；在“礦物學”中，各礦物具體特征多，因此歸納類比思維很重要，同時要通過實踐認識礦物的各種物理現象及其內在聯(lián)系。二、課程目標與基本要求結晶學目標： 掌握有關晶體對稱的基礎理論，基本要求： 學會從晶體的宏觀形態(tài)分析晶體的對稱及晶體定向、單形名稱及符號；礦物學目標：掌握礦物成分、結構、形態(tài)、物性、成因

2、、用途的基礎知識及其它們之間的相互聯(lián)系，重點掌握三十種左右常見礦物的鑒定特征，基本要求：掌握肉眼鑒定礦物的技能，學會對一些礦物物理現象進行成因理論分析。三、與本專業(yè)其他課程的關系該課程是專業(yè)基礎課。該課程以“數學”“物理”“化學”“普通地質學”課程為基礎，該課程又是后續(xù)的“巖石學”“寶石學”等的基礎。第二部分考核內容與考核目標第一單元結晶學（第一章 第十章）第一章晶體及結晶學（一）重點：深入理解晶體的定義，理解晶體的基本性質。識記：晶體的概念；理解：晶體概念中格子構造的含義；應用：從晶體結構中畫出空間格子的方法。識記：晶體的六大基本性質；理解：晶體基本性質與格子構造的關系；應用：從格子構造分析

3、某一基本性質的成因。（二）次重點：理解空間格子要素及其性質。識記：結點、行列、面網、最小平行六面體的概念；理解：相互平行的行列、面網上結點間距的關系， 面網間距與面網密度的關系； 應用：最小平行六面體的形狀與晶胞參數的關系。第二章晶體的測量與投影（一）重點：面角守恒定律及其意義，識記：面角守恒定律； 理解：面角守恒定律的內因；應用：面角守恒定律的意義。（三）一般：極射赤平投影的原理，利用吳氏網進行晶體投影。識記：投影球、投影面、投影軸、極距角、方位角的概念；理解：投影球、投影面、投影軸、極距角、方位角的空間關系和含義；應用：利用極距角、方位角在吳氏網進行晶體投影。第三章晶體的宏觀對稱（一）重點

4、：熟練掌握對稱面、對稱軸、對稱中心和旋轉反伸軸，理解對稱要素的組合定律，熟練掌握晶體對稱分類體系。識記：對稱面、對稱軸、對稱中心和旋轉反伸軸的概念，對稱型的概念；理解：能熟練地確定對稱型及晶系；應用：能運用對稱要素組合定律判斷對稱型對否。（三）一般：理解晶體對稱的特點。理解晶體的對稱定律。識記：晶體對稱的3 個特點，理解：晶體對稱特點的含義。識記：晶體的對稱定律的概念；理解：能用幾何圖形說明晶體的對稱定律。第四章晶體定向與結晶符號（一） 重點：熟練掌握晶體定向的原則、各晶系晶體定向方法和晶體常數特點。掌握一些重要對稱型的國際符號及其與對稱型的一般符號（全面符號） 的轉換。 掌握晶面的米氏符號。

5、識記： 晶體定向的原則、各晶系晶體定向方法和晶體常數特點；理解：能熟練地確定對稱型、晶系后進行晶體定向。識記：對稱型的國際符號的書寫方法；理解：各晶系對稱型國際符號三個序號位對應的方向；應用：國際符號與一般符號（全面符號）的轉換。識記：晶面米氏符號的表示方法；理解：能從坐標系中確定某晶面的米氏符號。（二）次重點：理解整數定律的含義。識記：整數定律的概念；理解：整數定律的證明。第五章單形與聚形（一）重點：理解單形的概念，熟悉16 種常見單形（平行雙面、斜方柱、斜方雙錐、三方柱、三方單錐、菱面體、四方柱、四方雙錐、六方柱、六方雙錐、立方體、八面體、四面體、五角十二面體、菱形十二面體）；理解幾何單形

6、與結晶單形的區(qū)別；理解單形相聚的條件及聚形的概念，熟練掌握各晶系晶體的聚形分析的步驟和方法。識記：單形的概念；理解：16 種常見單形的形態(tài)特點與對稱型。識記：聚形的概念；理解：單形相聚的條件；應用：判斷那些單形可以相聚。第六章群論基礎及其在晶體對稱理論中的應用不要求。第七章晶體內部結構的微觀對稱（二） 次重點： 理解空間格子和晶胞的概念，熟悉各晶系晶胞參數的特點、四種格子類型（ P、 C、 I 、 F）和十四種空間（布拉維）格子，能看懂空間群的國際符號。識記：空間格子、晶胞、晶胞參數的概念；理解：空間格子、晶胞、晶胞參數與晶系的關系；應用：空間格子的具體畫法（能從點陣中畫出平行六面體），微觀畫

7、格子與宏觀選擇晶軸的對應關系。識記：格子類型的概念；理解：只有十四種空間（布拉維）格子的原因；應用：舉例說明只有十四中空間格子的推導過程。第八章晶體生長簡介（二）次重點：理解科塞爾理論（層生長理論）、螺旋生長理論，理解布拉維法則。識記：科塞爾理論（層生長理論）、螺旋生長理論的概念和生長過程描述；理解：從生長質點成鍵難易解釋這兩種生長過程；應用：對比分析這兩種生長模型。識記：布拉維法則的概念；應用：從面網密度與生長速度解釋布拉維法則。第九章晶體的規(guī)則連生（一）重點：掌握雙晶的概念，雙晶軸、雙晶面、雙晶接合面、雙晶類型、雙晶律和雙晶的識別方。識記：雙晶、雙晶軸、雙晶面、雙晶接合面、雙晶類型、雙晶律

8、的概念；理解：在模型上能找出一些雙晶律的雙晶軸、雙晶面。（二）次重點：了解晶體的平行連晶、浮生與交生。識記：晶體的平行連晶、浮生與交生的概念；理解：晶體的平行連晶、浮生與交生的內部結構關系。第十章晶體化學簡介（一）重點：理解最緊密堆積原理及其意義，理解類質同象、同質多象、多型現象和有序- 無序結構。識記：最緊密堆積原理的概念、過程，適用的化學鍵類型；理解：六方和立方這兩種最緊密堆積方式的區(qū)別， 其中的四面體空隙和八面體空隙的數目和分布， 配位數和配位多面體的概念；應用：最緊密堆積原理在分析一些簡單晶體結構的應用。識記：類質同象、同質多象、多型現象和有序 -無序結構的概念；理解：分析這些概念的影

9、響因素、內部結構原因、外部條件原因等；應用：分析一些具體礦物中的這些現象。（二）次重點：了解晶格類型。識記：五種晶格類型及其物理性質； 理解：舉例說明這五種晶格類型的晶體并說明其物理性質的原因。第二單元礦物學（第十一章 第二十三章）第十一章礦物及礦物學（一）重點：礦物的概念。識記：礦物的概念；理解：礦物概念中三個關鍵內容的含義；應用：判斷物質是否為礦物。第十二章礦物的化學成分（一）重點：礦物中“水”的類型，礦物的晶體化學式的書寫原則及其含義。識記：礦物中“水”的三種類型及兩種過渡類型；理解：各種類型“水”在晶體結構中存在形式及穩(wěn)定性；應用：舉例說明各種類型“水”。識記：礦物晶體化學式的書寫原則

10、；理解：讀懂晶體化學式中的各種符號的含義。（二）次重點：地殼中化學元素的豐度及離子類型在礦物學中的意義。識記： 克拉克值、豐度最高的前8 種元素、分散元素與聚集元素，三種離子類型及其所形成的礦物種類；理解：地殼中化學元素的豐度對地殼中礦物含量、元素存在形式的影響。第十三章礦物的形態(tài)（一）重點：礦物形態(tài)的類型，描述礦物形態(tài)的方法。識記：礦物單體形態(tài)的概念：晶習、各種晶面花紋，礦物集合體形態(tài)的概念：各種顯晶集合體名詞、隱晶集合體名詞；理解：晶習、各種晶面花紋與晶體結構、對稱性的關系，隱晶集合體的成因方式；應用：舉例說明一些礦物晶體形態(tài)的形成機理。第十四章 礦物的物理性質（一）重點：礦物的顏色（自色

11、、他色和假色）、條痕、光澤和透明度，礦物解理、裂開、斷口、硬度、相對密度，熟練掌握其描述方法、等級劃分。識記：礦物的顏色（自色、他色和假色）、條痕、光澤和透明度的概念，礦物解理、裂開、斷口、硬度、相對密度的概念，這些物理性質觀察方法和劃分等級方法；理解：顏色、條痕、光澤和透明度的關系，解理、裂開、斷口的關系。第十五章礦物的成因（一）重點：礦物組合、共生、伴生、世代和生成順序，標型礦物和礦物標型特征。識記：礦物組合、共生、伴生、世代和生成順序的概念；應用：礦物組合、 共生、伴生、世代和生成順序的判斷。識記：標型礦物和礦物標型特征的概念；理解：標型礦物和礦物標型特征的區(qū)別；應用：舉例說明一些標型礦

12、物和礦物的標型特征。（二）次重點：礦物的變化，假像和副像。識記：礦物成分變化、結構變化的各種方式，假像和副像的概念；應用：舉例說明礦物成分變化、結構變化的現象。第十六章礦物的鑒定和研究方法簡介（三）一般：礦物成分、結構、形貌等研究的一些主要測試方法（包括送樣要求、適用范圍、靈敏度） 。第十七章礦物的分類和命名（二）次重點：礦物的晶體化學分類體系，礦物種、亞種、異種（或變種）。識記：礦物劃分大類、類（亞類）、族（亞族） 、種（亞種或異種（變種）的依據，礦物種、亞種、異種（或變種）的概念；應用：舉例說明礦物的晶體化學分類體系。（三）一般：礦物的命名原則與習慣。第十八章自然元素大類（一）重點：自然金

13、、金剛石、石墨。識記：自然金、金剛石、石墨的化學成分、晶體結構特點、物理性質特點（鑒定特征）、成因類型、 某些特殊應用；理解：它們的結構與物理性質的關系，金剛石與石墨結構關系分析，自然金屬元素類礦物的共性分析。（三）一般：自然硫、自然鉍。識記：自然硫、自然鉍、富勒烯及納米碳管的化學成分、晶體結構特點、物理性質特點（鑒定特征）、成因類型、某些特殊應用；理解：它們的結構與物理性質的關系。第十九章硫化物及其類似化合物大類（一）重點：方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦。識記：方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦的化學成分（包括有特殊意義的類質同像化學元素）、晶體結構特點、物理性質特點（鑒定特征） 、成因類型、某

14、些特殊應用；理解：它們的結構與物理性質的關系， 簡單硫化物與復硫化物礦物的物理性質上的區(qū)別以及導致這種區(qū)別的結構原因。（二）次重點：磁黃鐵礦、雌黃、雄黃、毒砂、輝鉬礦。識記：磁黃鐵礦、雌黃、雄黃、毒砂、輝鉬礦的化學成分、物理性質特點（鑒定特征）、成因類型（包括標型礦物）、某些特殊應用。第二十章氧化物和氫氧化物大類氧化物：（一）重點：剛玉、赤鐵礦、石英及其異種、磁鐵礦識記：剛玉、赤鐵礦、石英及其異種、磁鐵礦的化學成分、晶體結構特點、物理性質特點（鑒定特征） 、成因類型、某些特殊應用；理解：它們的結構與物理性質的關系，弄懂正尖晶石型和反尖晶石型結構。（二）次重點：金紅石、錫石、軟錳礦、蛋白石、黑鎢

15、礦、鉻鐵礦識記：金紅石、 錫石、軟錳礦、 蛋白石、 黑鎢礦、 鉻鐵礦的化學成分、 物理性質特點 （鑒定特征）、成因類型、某些特殊應用。氫氧化物：（一）重點：鋁土礦、褐鐵礦、硬錳礦識記：鋁土礦、褐鐵礦、硬錳礦的化學成分特點、物理性質特點（鑒定特征） 、成因類型、某些特殊應用；理解：它們不是礦物種而是細分散多礦物集合體。第二十一章 含氧鹽大類（一） - 硅酸鹽類硅酸鹽晶體化學通論：（一）重點：硅氧骨干形式及其對硅酸鹽礦物的晶體結構、晶體化學、形態(tài)、物理性質等的影響識記：硅氧骨干的四種形式，各種骨干形式的化學式通式；理解：硅氧骨干中橋氧、非橋氧的數目及其對晶體結構的影響，骨干相互連接對晶體結構的影響

16、，骨干形式對結構的緊密度、類質同像、形態(tài)、物理性質的影響；應用：對某些具體的硅酸鹽礦物如島狀結構橄欖石、架狀結構長石的晶體結構、物理性質的分析。（二）次重點：鋁在硅酸鹽晶體結構中的特殊作用識記：鋁的雙重性的概念；理解：鋁的雙重性的原因（內因和外因）；應用：舉例說明鋁的雙重性。島狀結構硅酸鹽：（一）重點：橄欖石、綠柱石識記：橄欖石、綠柱石的化學成分、晶體結構特點、物理性質特點（鑒定特征）、成因類型、它們的寶石應用；理解：它們的結構與物理性質的關系。（二）次重點：鋯石，石榴子石，紅柱石、藍晶石、電氣石識記：鋯石，石榴子石，紅柱石、藍晶石、電氣石的化學成分、物理性質特點（鑒定特征）、成因類型、寶石應

17、用。鏈狀結構硅酸鹽：（一）重點：普通輝石、普通角閃石識記：普通輝石、普通角閃石的化學成分、晶體結構特點、物理性質特點（鑒定特征）、成因類型； 理解：對比普通輝石、普通角閃石的結構異同，以及由結構的異同導致物理性質異同。（二）次重點：透輝石、硬玉、透閃石陽起石、硅灰石識記：透輝石、硬玉、透閃石陽起石、 硅灰石的化學成分、 物理性質特點 （鑒定特征）、成因類型、硬玉、陽起石的玉石應用。層狀結構硅酸鹽：（一）重點：高嶺石、白云母、黑云母識記：高嶺石、白云母、黑云母的化學成分、 晶體結構特點、 物理性質特點 （鑒定特征）、成因類型、 某些應用；理解：結構對物理性質的影響，層狀硅酸鹽中多型的表示方法及產

18、生原因。（二）次重點：蛇紋石、滑石、葉臘石、綠泥石、粘土礦物識記：蛇紋石、滑石、葉臘石、綠泥石的化學成分、物理性質特點（鑒定特征） 、成因類型，粘土礦物的概念與應用；理解：粘土礦物的一些應用與其晶體結構的關系。（三）一般：金云母、鋰云母、蒙脫石、蛭石識記：金云母、鋰云母、蒙脫石、蛭石的化學成分、物理性質特點（鑒定特征） 、成因類型。架狀結構硅酸鹽：（一）重點：微斜長石、斜長石識記： 微斜長石、斜長石的化學成分，堿性長石與斜長石兩個類質同像序列的含義，晶體結構特點、物理性質特點（鑒定特征） 、成因類型，長石有序度、三斜度的概念；理解：結構對物理性質的影響，長石有序化過程、有序化對結構的影響。（二

19、）次重點：透長石、正長石、沸石識記：透長石、正長石、沸石的化學成分特點，透長石 -正長石 -微斜長石的關系、物理性質特點（鑒定特征） 、成因類型，沸石的應用領域。第二十二章 含氧鹽大類（二）（一）重點：方解石識記： 方解石的化學成分、晶體結構特點及其與文石的同質多像關系、物理性質（鑒定特征）、成因特點；理解：結構對物理性質的影響。（二）次重點：白云石、孔雀石、重晶石、石膏、硬石膏識記：白云石、孔雀石、重晶石、石膏、硬石膏的化學成分特點、物理性質特點（鑒定特征）、成因特點。第二十三章鹵化物大類（二）次重點：螢石、石鹽識記：螢石、石鹽的化學成分特點、物理性質特點（鑒定特征）、成因特點。第三部分有關

20、說明與實施要求一、考核的 知識層次與 能力層次表述：本大綱在考核目標中，按照“重點”、“次重點”、“一般”三個 知識層次，此三層次在命題中的固定比重分別為：65% ， 25%， 10%。本大綱在考核目標中，按照“識記”、“理解”、“應用”三個能力層次規(guī)定其應達到的能力層次要求。各能力層次為遞進等級關系，后者必須建立在前者的基礎上，其含義是：識記：能知道有關的名詞、概念、知識的含義， 并能正確認識和表述，是低層次的要求。理解：在識記的基礎上， 能全面把握基本概念、 基本原理、 基本方法， 能掌握有關概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。應用： 在理解的基礎上， 能運用基本概念、基本原理

21、、基本方法聯(lián)系學過的多個知識點分析和解決有關的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。二、教材1、指定教材趙珊茸主編，結晶學及礦物學 ，北京：高等教育出版社，20042、 參考教材1、 潘兆櫓主編，結晶學及礦物學 （第 2 版、第 3 版），北京：地質出版社， 1984 ，19932、王根元編， 礦物學，武漢：中國地質大學出版社，19893、羅谷風等編， 基礎結晶學與礦物學 ，南京：南京大學出版社19934、羅谷風編， 結晶學導論 ，北京：地質出版社， 19855、陳武，季壽元編， 礦物學導論 ，北京：地質出版社，19856、秦善 編著：晶體學基礎，北京大學出版社，20047、秦善，王長秋編著：

22、礦物學基礎，北京大學出版社，20058、梁棟材著： X射線晶體學（第二版） ，科學出版社， 20069、陳平 主編：結晶礦物學，化學工業(yè)出版社，200510.Putnis.A.,Introductiontomineralsciences.Cambridge:CambridgeUniversity Press, 199211.HibbardM.J., Mineralogy-AGeologist sPointofView,New York:McGraw-Hill Higher Education, 2002三、自學方法指導1、在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關這一章的考核知識點的三個層

23、次要求，將主要精力放在“重點”知識點層次上，以便在閱讀教材時做到心中有數，有的放矢。對于每個知識層次，則應該按照能力層次要求，由識記 - 理解 - 應用的過程進行逐步學習。2、閱讀教材時，要逐段細讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。3、在自學過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認知、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內容，可以不斷提高自學能力。4、完成書后作業(yè)和適當的輔導練習是理解、消化和鞏固所學知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在

24、做練習之前， 應認真閱讀教材，按考核目標所要求的不同層次， 掌握教材內容， 在練習過程中對所學知識進行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關知識點進行層次（步驟）分明的論述或推導，明確各層次（步驟）間的邏輯關系。四、對社會助學的要求1、應熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點，以及各知識點的層次要求。2、應掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核目標。3、輔導時，應以考試大綱為依據，指定的教材為基礎，不要隨意增刪內容，以免與大綱脫節(jié)。4、輔導時，應對學習方法進行指導，宜提倡 認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學通 的方法。5、輔導時，要注意突出重點，對