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1、课程代码： 课程名称：结晶学与矿物学 课程英文名称：Crystallography and Mineralogy课程类别：专业基础课 课程面向对象：地质学理科基地班 课程负责人：李胜荣 结晶学与矿物学教学大纲 （总学时：128讲课学时：64实验学时：64）一、课程教学目的 本课程分为结晶学与矿物学（一）和结晶学与矿物学（二）两部分。结晶学与矿物学（一）占96学时，与地质学、地球化学和资源勘查工程（固体矿产类）等专业96学时的结晶学与矿物学课程安排相同。通过本课程的教学，使学生较系统掌握结晶学与矿物学的基础理论、基本知识和基本技能。结晶学部分主要包括晶体的基本性质及其所导出的若干规律；晶体生长和
2、晶面发育的理论；晶体对称规律的认识和晶体的对称分类以及晶体化学的基本理论；要求能用所学理论解释有关矿物学现象。矿物学部分主要包括矿物的晶体化学分类；矿物的主要结构类型；各大类和各类矿物的晶体化学与形态物性通性；掌握50余种矿物的鉴定特征并掌握鉴定未知矿物的技能。初步掌握矿物学的研究方法；认识矿物的成因及其标型组合；初步认识矿物的主要用途。通过矿物学专题讨论，了解矿物学的最新进展。二、课程教学的基本内容、要求及学时分配 结晶学与矿物学（一）分15章进行讲授。各章的基本内容、要求和学时分配如下： 第一章 绪论2学时着重讲述晶体的基本概念，空间格子的概念、要素和基本类型，晶体的基本性质。简述结晶学与
3、矿物学的关系。要求掌握晶体的概念，晶体的基本性质。第二章 晶体的生长与面角守恒定律2学时 着重讲述晶体层生长和螺旋生长的机理，晶面发育的布拉维法则与周期键链理论。简述影响晶体生长的外因和面角守恒定律。要求能够用晶体生长和晶面发育的理论解释有关的矿物学现象。第三章 晶体的测量和投影2学时 简单介绍有关测量与投影的方法，主要讲述晶体的极射赤平投影。要求掌握晶体的投影方法。第四章 晶体的外部对称2学时重点讲述晶体对称的概念、晶体对称要素、对称型（点群）概念和晶体的对称分类。简述对称定律和对称要素组合规律、对称型和对称型的国际符号及对称要素的投影。要求熟练掌握对称操作和投影方法，晶体对称分类体系及其特
4、点。第五章 晶体的坐标系和晶体符号2学时 重点讲述晶体的坐标系统、各晶系设置原则和方法、各晶系晶体常数和晶胞参数特点、米氏晶面符号的概念及构成。简述晶带概念、晶带与晶棱符号及晶带定律。要求掌握各晶系晶轴的选择方法及相应的晶体常数特点，学会米氏晶面符号的求解。 第六章 单形与聚形2学时主要讲述单形和聚形的概念，各晶系几何单形的类型和形态特征，单形的符号表征;阐明聚形分析的方法和步骤。要求掌握47种几何单形在各晶系的分布及其聚合规律。会利用投影图通过代表面推导和识别单形与聚形。第七章 晶体的规则连生2学时阐明规则连生在地质科学中的重要性。主要讲述双晶概念、双晶类型和双晶律，简述平行连生、浮生和交生
5、的概念。要求掌握常见矿物的双晶。第八章 晶体结构与晶体化学6学时着重讲述晶体结构的对称性和结构类型、晶格缺陷、键型与晶格类型、紧密堆积原理、配位数与配位体、类质同象、同质多象、多型性及有序性。要求掌握相关概念、实际晶体中主要结构类型和晶格类型。第九章 矿物的外部属性4学时 简述矿物的形态、光学与力学性质、比重、电学和磁学性质及放射性。要求具备观察各种外部属性的能力，认识矿物性质在矿物学研究中的意义。第十章 矿物的化学组成与分类2学时简介矿物化学组成的计量特性和晶体化学式书写原则，主要讲述矿物中水的赋存状态，胶体矿物的化学组成及特性，矿物晶体化学分类。要求掌握矿物中水的类型、胶体矿物概念、矿物分
6、类原则和分类体系。第十一章 自然元素矿物2学时 阐明自然元素矿物的概念。重点概括自然金属元素及其互化物矿物的晶体化学与外部属性通性，分别说明石墨、自然硫、金刚石的结构与性质特征；简述自然半金属元素矿物通性。第十二章 硫化物及其类似化合物矿物2学时阐明简单硫化物、复硫化物和硫盐的分类原则；在此基础上，按照结构类型（岛状、环状、链状、层状和配位型）分组阐明各该特性与结构的关系；阐明简单硫化物与复硫化物和硫盐的性质差异的本质；说明硫化物矿物形成和稳定的条件。第十三章氧化物和氢氧化物矿物2学时按照结构类型（链状、架状、配位型），重点阐明石英族、刚玉和金红石族、黑钨矿族、尖晶石族矿物的结构与性质特征；从
7、晶体化学上阐明氧化物与硫化物矿物的性质和稳定条件差异。第十四章 含氧盐之硅酸盐矿物6学时概括阐述含氧盐矿物的晶体化学与外部属性通性，着重讲述硅酸盐矿物的硅氧骨干类型、类质同象规律、Al的双重作用、硅氧骨干与形态和性质的联系；简述附加阴离子与成因的联系。对链状、层状硅酸盐的结构特征进行重点解剖分析。要求能够运用矿物晶体化学分析其形态和主要性质特征。第十五章 其他含氧盐及卤化物矿物4学时 除一般性介绍其晶体化学与性质外，重点对碳酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐类、钨酸盐类、氯化物类和氟化物类等矿物类中若干重要矿物族进行介绍。机动（矿物学专题讨论与复习）4学时结晶学与矿物学（二）包括以下内容： 第十六章 成
8、因矿物学简介2学时简要介绍成因矿物学的学科体系，矿物的形成作用和矿物标型的概念，不同地质作用下矿物的标型组合。第十七章 环境与生命矿物学简介2学时简要介绍环境与生命矿物学的学科体系，简介本学科的主要研究方向和研究现状。第十八章 矿物的现代研究方法2学时简要介绍矿物的现代研究方法，使学生能根据研究目的初步确定所需要的方法，了解各种方法的特点。第十九章 矿物的利用2学时主要介绍矿物作为资源加以利用的途径。初步了解矿物在地质、找矿方面的作用。研究性学习10学时要求学生用6学时查询国际著名刊物有关十六十九章所学内容的文章，并进行归纳总结，用4学时进行课堂讨论。三、实践性教学内容、要求及学时分配（指课内
9、及课间实践教学） 结晶学与矿物学（一）具体实验课程内容及学时分配如下： 实验一：晶体的极射赤平投影2学时对石盐、石榴子石、绿柱石、锆石、十字石、普通角闪石、萤石和方解石等八种矿物的晶体模型进行晶面投影，要求总结各种晶面的投影规律。实验二：寻找对称要素和确定对称型6学时在各晶系晶体模型上进行对称操作，寻找对称要素，确定对称型，划分晶族、晶系。要求能利用对称要素组合规律寻找对称要素，掌握12种常见对称型。实验三：晶体定向与晶面符号6学时通过对各晶系晶体模型的定向操作，确定晶面符号，掌握各晶系的定向原则，能迅速通过空间想象确定各种特殊方位晶面的符号。通过实际操作认识晶带。实验四：单形认识与聚形分析6
10、学时认识47种几何单形，学会聚形分析的方法实验五：晶体的规则连生2学时认识规则连生的几种类型，学会分析双晶要素，掌握10种常见矿物的双晶类型和双晶律。实验六：晶体对称综合分析2学时综合晶体对称、晶体投影、单形与聚形的知识，进行全面分析，要求熟练掌握低级、中级和高级晶族晶体分析的方法。实验七：晶体对称综合分析（测试）2学时独立进行晶体综合分析，完成实验报告，考察学生对宏观对称的掌握情况。实验八：矿物形态物性认识（参观博物馆矿物室）2学时通过参观，认识几何结晶学在矿物宏观研究中的作用，了解矿物各大类的矿物种概况，了解矿物的科学与美学价值。实验九：矿物形态物性认识4学时学习常见矿物单体和集合体形态及
11、各种物理性质特征，初步掌握正确的描述方法。实验十：自然元素和硫化物矿物认识4学时通过对约20种自然元素和硫化物矿物的形态和物理性质的观察实验，理解相应矿物类的晶体化学，掌握约13种矿物的鉴定特征。实验十一：氧化物和氢氧化物矿物认识2学时通过对约15种氧化物和氢氧化物矿物的形态和物理性质的观察实验，理解本大类的晶体化学通性，掌握约8种矿物的鉴定特征。实验十二：岛状和环状硅酸盐矿物认识2学时通过对约13种岛状和环状硅酸盐矿物的形态和物理性质的观察实验，理解相应亚类的晶体化学通性，掌握约8种矿物的鉴定特征。实验十三：链状硅酸盐矿物认识2学时通过对约13种链状硅酸盐矿物的形态和物理性质的观察实验，理解
12、本亚类的晶体化学通性，掌握约6种矿物的鉴定特征。实验十四：层状和架状硅酸盐矿物认识2学时通过对约20种层状和架状硅酸盐矿物的形态和物理性质的观察实验，理解相应亚类的晶体化学通性，掌握约10种矿物的鉴定特征。实验十五：其他含氧盐和卤化物矿物认识2学时通过对约17种含氧盐和卤化物矿物的形态和物理性质的观察实验，理解相应类和大类的晶体化学通性，掌握约9种矿物的鉴定特征。实验十六：未知矿物综合鉴定2学时按照未知矿物鉴定的方法和步骤，全面复习鉴定各大类矿物，要求重点鉴定约50余种未知矿物。实验十七：未知矿物综合鉴定（测试）2学时鉴定约810种未知矿物，完成实验报告，考察学生对重要矿物主要鉴定特征的掌握情
13、况。结晶学与矿物学（二）具体实验课程内容及学时分配如下实验十八：矿物综合实验2学时矿物标本简易化学实验、主要晶体结构模型分析。实验十九：岩浆矿物标型组合4学时掌握基性、中性和酸性岩浆作用中形成的矿物组合及其特征，进行未知矿物鉴定和组合归类。实验二十：变质矿物标型组合4学时掌握区域变质和接触变质作用中形成的矿物组合及其特征。进行未知矿物鉴定和组合归类。实验二十一：热液矿物标型组合2学时掌握高温、中温和低温作用中形成的矿物组合及其特征。进行未知矿物鉴定和组合归类。实验二十二：矿物组合综合分析（测试）2学时鉴定约20种未知矿物并进行成因组合归类，提出各组合的成分和晶体化学特征。四、本课程与其它课程的联系及分工 本课程（一）是地球科学各学科的基础，尤其是晶体光学与造岩矿物、岩石学、矿床学、地球化学及岩石矿物材料学等地球物质科学的先导课程。本课程（二）需以（一）为基础，可以与岩石学等课程同步进行。 五、教学方式 本课程以课堂讲授、学生归纳、实验操作、资料查询及讨论等方式进行教学。六、成绩评定办法 本课程（一）通过平时考察（课堂提问、实验报告、思考题作业、测验）和期末考试综合评定成绩。其中，平时考察占总成绩的40，期末考试占总成绩的60。本课程（二）通过考察研究性学习及矿物组合实验效果综合评定成绩。其中，课堂讨论占总成绩的50，矿物组合测试占总成绩的50。七、教材及教参，中
