結晶學礦物學教學大綱

1、   課程代碼： 課程名稱：結晶學與礦物學 課程英文名稱：Crystallography and Mineralogy課程類別：專業(yè)基礎課 課程面向對象：地質學理科基地班 課程負責人：李勝榮 結晶學與礦物學教學大綱 （總學時：128講課學時：64實驗學時：64）一、課程教學目的     本課程分為結晶學與礦物學（一）和結晶學與礦物學（二）兩部分。結晶學與礦物學（一）占96學時，與地質學、地球化學和資源勘查工程（固體礦產(chǎn)類）等專業(yè)96學時的結晶學與礦物學課程安排相同。    通過本課程的

2、教學，使學生較系統(tǒng)掌握結晶學與礦物學的基礎理論、基本知識和基本技能。結晶學部分主要包括晶體的基本性質及其所導出的若干規(guī)律；晶體生長和晶面發(fā)育的理論；晶體對稱規(guī)律的認識和晶體的對稱分類以及晶體化學的基本理論；要求能用所學理論解釋有關礦物學現(xiàn)象。礦物學部分主要包括礦物的晶體化學分類；礦物的主要結構類型；各大類和各類礦物的晶體化學與形態(tài)物性通性；掌握50余種礦物的鑒定特征并掌握鑒定未知礦物的技能。初步掌握礦物學的研究方法；認識礦物的成因及其標型組合；初步認識礦物的主要用途。通過礦物學專題討論，了解礦物學的最新進展。二、課程教學的基本內(nèi)容、要求及學時分配     

3、; 結晶學與礦物學（一）分15章進行講授。各章的基本內(nèi)容、要求和學時分配如下： 第一章 緒論        2學時    著重講述晶體的基本概念，空間格子的概念、要素和基本類型，晶體的基本性質。簡述結晶學與礦物學的關系。要求掌握晶體的概念，晶體的基本性質。第二章 晶體的生長與面角守恒定律        2學時     著重講述晶體層生長和螺旋生長的機理，晶面

4、發(fā)育的布拉維法則與周期鍵鏈理論。簡述影響晶體生長的外因和面角守恒定律。要求能夠用晶體生長和晶面發(fā)育的理論解釋有關的礦物學現(xiàn)象。第三章 晶體的測量和投影        2學時     簡單介紹有關測量與投影的方法，主要講述晶體的極射赤平投影。要求掌握晶體的投影方法。第四章 晶體的外部對稱        2學時    重點講述晶體對稱的概念、晶體對稱要素、對稱型

5、（點群）概念和晶體的對稱分類。簡述對稱定律和對稱要素組合規(guī)律、對稱型和對稱型的國際符號及對稱要素的投影。要求熟練掌握對稱操作和投影方法，晶體對稱分類體系及其特點。第五章 晶體的坐標系和晶體符號        2學時     重點講述晶體的坐標系統(tǒng)、各晶系設置原則和方法、各晶系晶體常數(shù)和晶胞參數(shù)特點、米氏晶面符號的概念及構成。簡述晶帶概念、晶帶與晶棱符號及晶帶定律。要求掌握各晶系晶軸的選擇方法及相應的晶體常數(shù)特點，學會米氏晶面符號的求解。 第六章 單形與聚形 

6、0;      2學時    主要講述單形和聚形的概念，各晶系幾何單形的類型和形態(tài)特征，單形的符號表征;闡明聚形分析的方法和步驟。要求掌握47種幾何單形在各晶系的分布及其聚合規(guī)律。會利用投影圖通過代表面推導和識別單形與聚形。第七章 晶體的規(guī)則連生        2學時    闡明規(guī)則連生在地質科學中的重要性。主要講述雙晶概念、雙晶類型和雙晶律，簡述平行連生、浮生和交生的概念。要

7、求掌握常見礦物的雙晶。第八章 晶體結構與晶體化學        6學時    著重講述晶體結構的對稱性和結構類型、晶格缺陷、鍵型與晶格類型、緊密堆積原理、配位數(shù)與配位體、類質同象、同質多象、多型性及有序性。要求掌握相關概念、實際晶體中主要結構類型和晶格類型。第九章 礦物的外部屬性        4學時     簡述礦物的形態(tài)、光學與力學性質、比重、電學和磁學

8、性質及放射性。要求具備觀察各種外部屬性的能力，認識礦物性質在礦物學研究中的意義。第十章 礦物的化學組成與分類        2學時    簡介礦物化學組成的計量特性和晶體化學式書寫原則，主要講述礦物中水的賦存狀態(tài)，膠體礦物的化學組成及特性，礦物晶體化學分類。要求掌握礦物中水的類型、膠體礦物概念、礦物分類原則和分類體系。第十一章 自然元素礦物        2學時   

9、  闡明自然元素礦物的概念。重點概括自然金屬元素及其互化物礦物的晶體化學與外部屬性通性，分別說明石墨、自然硫、金剛石的結構與性質特征；簡述自然半金屬元素礦物通性。第十二章 硫化物及其類似化合物礦物        2學時    闡明簡單硫化物、復硫化物和硫鹽的分類原則；在此基礎上，按照結構類型（島狀、環(huán)狀、鏈狀、層狀和配位型）分組闡明各該特性與結構的關系；闡明簡單硫化物與復硫化物和硫鹽的性質差異的本質；說明硫化物礦物形成和穩(wěn)定的條件。第十三章 氧化物和氫氧化

10、物礦物        2學時    按照結構類型（鏈狀、架狀、配位型），重點闡明石英族、剛玉和金紅石族、黑鎢礦族、尖晶石族礦物的結構與性質特征；從晶體化學上闡明氧化物與硫化物礦物的性質和穩(wěn)定條件差異。第十四章 含氧鹽之硅酸鹽礦物        6學時    概括闡述含氧鹽礦物的晶體化學與外部屬性通性，著重講述硅酸鹽礦物的硅氧骨干類型、類質同象規(guī)律、Al的雙重

11、作用、硅氧骨干與形態(tài)和性質的聯(lián)系；簡述附加陰離子與成因的聯(lián)系。對鏈狀、層狀硅酸鹽的結構特征進行重點解剖分析。要求能夠運用礦物晶體化學分析其形態(tài)和主要性質特征。第十五章 其他含氧鹽及鹵化物礦物        4學時     除一般性介紹其晶體化學與性質外，重點對碳酸鹽類、硫酸鹽類、磷酸鹽類、鎢酸鹽類、氯化物類和氟化物類等礦物類中若干重要礦物族進行介紹。機動（礦物學專題討論與復習）        4學

12、時結晶學與礦物學（二）包括以下內(nèi)容： 第十六章 成因礦物學簡介        2學時    簡要介紹成因礦物學的學科體系，礦物的形成作用和礦物標型的概念，不同地質作用下礦物的標型組合。第十七章 環(huán)境與生命礦物學簡介        2學時    簡要介紹環(huán)境與生命礦物學的學科體系，簡介本學科的主要研究方向和研究現(xiàn)狀。第十八章 礦物的現(xiàn)代研究方法 &#

13、160;      2學時    簡要介紹礦物的現(xiàn)代研究方法，使學生能根據(jù)研究目的初步確定所需要的方法，了解各種方法的特點。第十九章 礦物的利用        2學時    主要介紹礦物作為資源加以利用的途徑。初步了解礦物在地質、找礦方面的作用。研究性學習        10學時 

14、0;  要求學生用6學時查詢國際著名刊物有關十六十九章所學內(nèi)容的文章，并進行歸納總結，用4學時進行課堂討論。三、實踐性教學內(nèi)容、要求及學時分配（指課內(nèi)及課間實踐教學）     結晶學與礦物學（一）具體實驗課程內(nèi)容及學時分配如下： 實驗一：晶體的極射赤平投影    2學時    對石鹽、石榴子石、綠柱石、鋯石、十字石、普通角閃石、螢石和方解石等八種礦物的晶體模型進行晶面投影，要求總結各種晶面的投影規(guī)律。實驗二：尋找對稱要素和確定對稱型  

15、      6學時    在各晶系晶體模型上進行對稱操作，尋找對稱要素，確定對稱型，劃分晶族、晶系。要求能利用對稱要素組合規(guī)律尋找對稱要素，掌握12種常見對稱型。實驗三：晶體定向與晶面符號        6學時    通過對各晶系晶體模型的定向操作，確定晶面符號，掌握各晶系的定向原則，能迅速通過空間想象確定各種特殊方位晶面的符號。通過實際操作認識晶帶。實驗四：單形認識與聚形分析

16、        6學時    認識47種幾何單形，學會聚形分析的方法實驗五：晶體的規(guī)則連生        2學時    認識規(guī)則連生的幾種類型，學會分析雙晶要素，掌握10種常見礦物的雙晶類型和雙晶律。實驗六：晶體對稱綜合分析        2學時   

17、; 綜合晶體對稱、晶體投影、單形與聚形的知識，進行全面分析，要求熟練掌握低級、中級和高級晶族晶體分析的方法。實驗七：晶體對稱綜合分析（測試）        2學時    獨立進行晶體綜合分析，完成實驗報告，考察學生對宏觀對稱的掌握情況。實驗八：礦物形態(tài)物性認識（參觀博物館礦物室）        2學時    通過參觀，認識幾何結晶學在礦物宏觀研究中

18、的作用，了解礦物各大類的礦物種概況，了解礦物的科學與美學價值。實驗九：礦物形態(tài)物性認識        4學時    學習常見礦物單體和集合體形態(tài)及各種物理性質特征，初步掌握正確的描述方法。實驗十：自然元素和硫化物礦物認識        4學時    通過對約20種自然元素和硫化物礦物的形態(tài)和物理性質的觀察實驗，理解相應礦物類的晶體化學，掌握約13種礦物的鑒定

19、特征。實驗十一：氧化物和氫氧化物礦物認識        2學時通過對約15種氧化物和氫氧化物礦物的形態(tài)和物理性質的觀察實驗，理解本大類的晶體化學通性，掌握約8種礦物的鑒定特征。實驗十二：島狀和環(huán)狀硅酸鹽礦物認識        2學時    通過對約13種島狀和環(huán)狀硅酸鹽礦物的形態(tài)和物理性質的觀察實驗，理解相應亞類的晶體化學通性，掌握約8種礦物的鑒定特征。實驗十三：鏈狀硅酸鹽礦物認識 &#

20、160;      2學時    通過對約13種鏈狀硅酸鹽礦物的形態(tài)和物理性質的觀察實驗，理解本亞類的晶體化學通性，掌握約6種礦物的鑒定特征。實驗十四：層狀和架狀硅酸鹽礦物認識        2學時    通過對約20種層狀和架狀硅酸鹽礦物的形態(tài)和物理性質的觀察實驗，理解相應亞類的晶體化學通性，掌握約10種礦物的鑒定特征。實驗十五：其他含氧鹽和鹵化物礦物認識 

21、0;      2學時    通過對約17種含氧鹽和鹵化物礦物的形態(tài)和物理性質的觀察實驗，理解相應類和大類的晶體化學通性，掌握約9種礦物的鑒定特征。實驗十六：未知礦物綜合鑒定        2學時    按照未知礦物鑒定的方法和步驟，全面復習鑒定各大類礦物，要求重點鑒定約50余種未知礦物。實驗十七：未知礦物綜合鑒定（測試）    

22、0;   2學時    鑒定約810種未知礦物，完成實驗報告，考察學生對重要礦物主要鑒定特征的掌握情況。    結晶學與礦物學（二）具體實驗課程內(nèi)容及學時分配如下實驗十八：礦物綜合實驗        2學時    礦物標本簡易化學實驗、主要晶體結構模型分析。實驗十九：巖漿礦物標型組合       &

23、#160;4學時    掌握基性、中性和酸性巖漿作用中形成的礦物組合及其特征，進行未知礦物鑒定和組合歸類。實驗二十：變質礦物標型組合        4學時    掌握區(qū)域變質和接觸變質作用中形成的礦物組合及其特征。進行未知礦物鑒定和組合歸類。實驗二十一：熱液礦物標型組合        2學時    掌握高溫、中溫和低溫

24、作用中形成的礦物組合及其特征。進行未知礦物鑒定和組合歸類。實驗二十二：礦物組合綜合分析（測試）        2學時    鑒定約20種未知礦物并進行成因組合歸類，提出各組合的成分和晶體化學特征。四、本課程與其它課程的聯(lián)系及分工     本課程（一）是地球科學各學科的基礎，尤其是晶體光學與造巖礦物、巖石學、礦床學、地球化學及巖石礦物材料學等地球物質科學的先導課程。本課程（二）需以（一）為基礎，可以與巖石學等課程同步進行。 五、教學方式

25、    本課程以課堂講授、學生歸納、實驗操作、資料查詢及討論等方式進行教學。六、成績評定辦法     本課程（一）通過平時考察（課堂提問、實驗報告、思考題作業(yè)、測驗）和期末考試綜合評定成績。其中，平時考察占總成績的40，期末考試占總成績的60。本課程（二）通過考察研究性學習及礦物組合實驗效果綜合評定成績。其中，課堂討論占總成績的50，礦物組合測試占總成績的50。七、教材及教參，中外文核心期刊名稱 趙珊茸主編. 結晶學及礦物學. 北京：高等教育出版社.2004許虹. 結晶學及礦物學自學與實習指導書. 中國地質大學（內(nèi)

26、部出版）.2005潘兆櫓主編. 結晶學及礦物學. 北京：地質出版社.1993羅谷風主編.基礎結晶學與礦物學.南京：南京大學出版社.1998戈定夷等編.礦物學簡明教程. 北京：地質出版社. 1989（2002重印） Cornelis Klein & Cornelius S. Hurlbut, Jr. Manual of Mineralogy. New York: John Wiley & Sons, Inc. 1993中外文核心期刊：礦物學報、礦物巖石、巖石礦物學雜志、Mineralogical Magazine, American Mineralogist, Canadian

27、Mineralogist大綱撰寫人：許   虹、李勝榮 大綱審閱人：李勝榮 學科負責人：李勝榮 學院負責人：王訓練 制（修）訂日期：2004.3.1課程代碼： 課程名稱：結晶學與礦物學 課程負責人：李勝榮 結晶學與礦物學課程簡介一、課程教學目的     通過本課程的教學，使學生較系統(tǒng)掌握結晶學與礦物學的基礎理論、基本知識和基本技能。結晶學部分主要包括晶體的基本性質及其所導出的若干規(guī)律；晶體生長和晶面發(fā)育的理論；晶體對稱規(guī)律的認識和晶體的對稱分類以及晶體化學的基本理論；要求能用所學理論解釋有關礦物學現(xiàn)象。礦物學部分主要包括礦物

28、的晶體化學分類；礦物的主要結構類型；各大類和各類礦物的晶體化學與形態(tài)物性通性；掌握50余種礦物的鑒定特征并掌握鑒定未知礦物的技能。初步掌握礦物學的研究方法；認識礦物的成因及其標型組合；初步認識礦物的主要用途。通過礦物學專題討論，掌握礦物學的最新進展。二、課程內(nèi)容簡介    本課程分為結晶學和礦物學兩部分。共分18章進行講授。重點為幾何結晶學基礎、晶體結構與晶體化學基礎、各大類礦物晶體化學和形態(tài)物性通性及50余種主要礦物的鑒定特征。本課程的實踐性很強，實驗課占全部課程的一半以上。其中，晶體對稱是幾何結晶學的核心，晶體的對稱分類是結晶學的基本內(nèi)容，晶體和對稱型的極射赤平投影是研究晶體對稱的重要方法，這些內(nèi)容在課堂和實驗教學中將予以充分重視。在晶體結構與晶體化學方面，重點介紹晶體質點的緊密堆積原理，晶體的基本結構類型以及與礦物形成作用密切相關的類質同象，同質多象，多型性和有序性。在礦物學部分，重點介