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教学大纲一、课程的基本内容结晶学主要以晶体的对称——晶体定向与结晶学符号——单形和聚形为线索讲授晶体的对称理论，简介晶体内部结构对称和晶体化学的基本知识和基本理论。
矿物学主要讲授矿物的化学成分、结构、形态、物理性质和成因产状的基本概念和基本理论，以及按矿物的晶体化学分类体系介绍五十、六十种常见矿物的性质与成因。
二、课程的基本要求课程要求学生掌握有关晶体对称的基础理论，学会从晶体的宏观形态分析晶体的对称及晶体定向、单形名称及符号；掌握矿物成分、结构、形态、物性、成因的基础知识及其它们之间的相互联系，掌握五十、六十种常见矿物的鉴定特征及成因类型；了解一些矿物的主要用途。
三、教学安排本课程讲课与实习比例为1：1。
教学分两个单元进行。
第一单元结晶学（第一章~第十章）（40学时）第一章晶体及结晶学（讲课2学时）深入理解晶体的定义，掌握从晶体结构中画出空间格子的方法，理解空间格子要素及其性质。
了解晶质、非晶质和准晶态的区别。
理解晶体的基本性质。
第二章晶体的测量与投影（讲课2学时，实习2学时）理解面角守恒定律及其意义，了解晶体测量的方法。
学会使用接触测角仪。
理解极射赤平投影的空间过程，学会利用吴氏网进行晶体投影，能绘制主要对称型的对称要素和单形代表晶面的目估投影。
第三章晶体的宏观对称（讲课4学时，实习4学时）理解晶体对称的特点。
熟练掌握对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴，理解对称定律及对称要素的组合定律，掌握常见的对称型，要求学生能熟练地在晶体模型上找出对称型，并能运用对称要素组合定律判断对称型对否。
熟练掌握晶体对称分类体系。
第四章晶体定向与结晶符号（讲课2学时，实习2学时）熟练掌握晶体定向的原则、各晶系晶体定向方法和晶体常数特点；要求学生能熟练地从晶体模型上确定对称型、晶系后进行晶体定向。
熟悉对称型的国际符号及其与对称型的一般符号（全面符号）的转换。
掌握晶面符号、晶棱符号的书写方法，理解整数定律的含义，了解晶带定律。
《结晶学与矿物学》课程教学大纲课程编号: 2712430/2712311 适用专业: 地质学、资源勘查工程专业计划学时: 90学时计划学分: 5.0学分一、本课程的性质和任务结晶矿物学是地质学和资源勘查工程专业的重要专业基础课。
它是在普通地质学、数学、化学和物理学基础上进行教学的。
它是学习岩石学、矿物学、地球化学、岩组学、找矿勘探方法以及材料学的前提，没有牢固的矿物学基础，这些课程很难学好。
同时，矿物学作为研究地球及其它星球物质成分的基础科学之一，其本身也具有直接为地质找矿服务的性质。
通过本课程学习，应使学生掌握结晶学和矿物学的基本理论和基础知识，学会用肉眼鉴定矿物的基本方法和技能，了解各类矿物的一般通性，学习70～80个矿物种(其中要求重点掌握30～40种）。
本课程总学时为90学时，其中理论教学为40学时，实习课为50学时。
二、本课程的基本要求1．对能力培养的要求结晶矿物学是一门与实践有密切联系的课程。
它不仅要求学生掌握基本的理论基础，而且还要求学生有一套扎实的鉴定矿物的本领，要求掌握常见矿物的结晶学特征和矿物学特征。
要能用肉眼和借助简单手段对矿物进行鉴定。
2．本课程的重点和难点重点：矿物的对称要素分析和聚形分析，矿物晶体定向与晶面符号，对称型的国际符号，晶体的规则连生，矿物的内部成分、结构与矿物宏观形态、物理性质的关系，矿物的形成、稳定、演化规律，矿物的晶体化学分类体系以及各大类/类/族矿物的共同性质及其各大类/类/族矿物之间的对比。
难点：对于结晶学来说主要是晶体对称要素的分析，聚形分析，晶体定向，对称形的国际符号等；对于矿物学来说主要是熟练掌握肉眼观察矿物形态、物理性质的技巧，熟练掌握划分光泽、解理等物理性质特征的等级。
3．先修课程的基本要求在选修本课程之前必须先行学完《地球科学概论》、《数学》、《化学》、《普通物理》等课程。
三、课程内容1．教学基本内容第一章绪论第二章晶体及其基本性质第三章晶体的生长第四章晶体的宏观对称第五章单形和聚形第六章晶体定向与晶面符号第七章对称型的国际符号，晶体的规则连生第八章矿物的化学成分和内部构造第九章矿物形态、物理性质以及形成矿物的地质作用第十章矿物各论（1）自然元素、硫化物及其它类似化合物（2）氧化物和氢氧化物（3）硅酸盐总论及岛状硅酸盐（4）链状硅酸盐（5）层状硅酸盐（6）架状硅酸盐（7）碳酸盐、硫酸盐及其含氧盐类、卤化物2．课外作业3．实验课（1）晶体对称要素（2）利用对称要素组合定律寻找对称要素（3）单形认识（4）聚形分析（5）等轴晶系对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（6）四方晶系对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（7）三方、六方晶系对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（8）低级晶族晶体对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（9）晶体规则连生（10）不同晶系晶体对称型的国际符号、晶体定向以及单形符号（11）矿物形态及物理性质（12）自然元素、硫化物及其类似的化合物（13）自然元素、硫化物及其类似的化合物（14）氧化物及氢氧化物（15）岛状硅酸盐（16）岛状硅酸盐（17）链状硅酸盐（18）链状硅酸盐（19）层状硅酸盐（20）层状硅酸盐（21）架状硅酸盐（22）碳酸盐（23）硫酸盐（24）其它含氧盐（25）未知矿物鉴定4、集中实习安排四、使用大纲说明2．教学方法提示本课程采用课堂讲授、课堂讨论、课堂实习及课外作业相结合，采用启发式教学，注意培养学生独立观察问题、思考问题和解决问题的能力。
氧化物和氢氧化物(矿物)刚玉刚玉的化学成分为Al2O3，可含微量的Fe、T i或Cr等元素，晶体属三方晶系的氧化物矿物。
晶体一般为蓝灰、黄灰、红和绿色，含少量的铬呈红色，含少量的铁和钛呈蓝色，红宝石和蓝宝石是透明的红色和蓝色宝石级刚玉的别称。
单晶多呈桶状双锥形，或双锥与底板面的聚形，较少为厚板状，晶面上常有斜纹或横纹。
集合体呈粒状或致密块状。
玻璃光泽，无解理，裂理发育，摩氏硬度9，比重3.98。
刚玉常产于穿插于超基性岩内的伟晶岩中以及高铝低硅的变质岩中，并常见于冲积砂矿中。
世界著名产地有俄国的乌拉尔山脉、南非的德兰士瓦、加拿大的安大略、土耳其的士麦那、希腊的纳克索斯。
而宝石级的砂矿刚玉主要产于缅甸、斯里兰卡、泰国、坦桑尼亚、美国蒙大拿州。
刚玉可作为研磨材料及制造精密仪器的轴承，颜色鲜艳透明者可作贵重宝石，如红宝石、蓝宝石等。
赤铁矿赤铁矿的化学成分为Fe2O3，晶体属三方晶系的氧化物矿物。
与等轴晶系的磁铁矿成同质多象。
单晶体常呈菱面体和板状，集合体形态多样，有片状、鳞片状（显晶质）、粒状、鲕状、肾状、土状、致密块状等。
显晶质呈铁黑至钢灰色，隐晶质呈暗红色，条痕樱红色，金属光泽至半金属光泽，摩氏硬度为5.5-6.5，无解理，比重5.0-5.3。
呈铁黑色、金属光泽的片状赤铁矿集合体称为镜铁矿﹔呈灰色、金属光泽的鳞片状赤铁矿集合体称为云母赤铁矿﹔呈红褐色、光泽暗淡的称为赭石﹔呈鲕状或肾状的赤铁矿称为鲕状或肾状赤铁矿。
赤铁矿是自然界分布极广的铁矿物，是重要的炼铁原料，也可用作红色颜料。
多数重要的赤铁矿矿床是变质成因的，也有一些是热液形成的，或大型水盆地中风化和胶体沉淀形成的。
世界著名矿床有美国的苏必利尔湖和克林顿、俄国的克里沃伊洛格和巴西的迈那斯格瑞斯。
中国著名产地有辽宁鞍山、甘肃镜铁山、湖北大冶、湖南宁乡和河北宣化。
磁铁矿磁铁矿的化学成分为Fe3O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物。
因为它具有磁性，中国古代又称为慈石、磁石、玄石。
K09-氧化物和氢氧化物矿物1. 氧化物矿物氧化物矿物是一类重要的地球物质，其主要成分是由氧气和金属离子组成的化合物。
氧化物矿物在地质学、矿物学以及材料科学等领域都具有重要的应用和研究价值。
下面将介绍几种常见的氧化物矿物。
1.1 磁铁矿〔Fe3O4〕磁铁矿是一种重要的黑色氧化物矿物，由三价铁离子和二价铁离子以及氧气离子组成。
磁铁矿的晶体结构属于立方晶系，具有良好的磁性。
它在磁性材料、电子材料以及催化剂等方面具有重要的应用。
1.2 锰矿〔MnO2〕锰矿是一种常见的氧化物矿物，由二价锰离子和氧气离子组成。
锰矿的晶体结构属于正交晶系，具有多种多样的形态，如柱状、粒状和树枝状等。
锰矿在制取锰和金属氧化物、制取高价锰以及电池等方面有着重要的应用。
1.3 锌矿〔ZnO〕锌矿是一种常见的氧化物矿物，由二价锌离子和氧气离子组成。
锌矿的晶体结构属于六方晶系，具有白色或无色的外观。
锌矿在金属制备、橡胶工业以及电子材料等方面具有广泛的应用。
2. 氢氧化物矿物氢氧化物矿物是一类由氢氧离子和金属离子组成的化合物。
它们在天然界中广泛存在，对地球内部和外表的物质循环具有重要的作用。
下面将介绍几种常见的氢氧化物矿物。
2.1 羟石英〔SiO2·nH2O〕羟石英是一种重要的氢氧化物矿物，由硅酸根离子、氢氧离子和水分子组成。
羟石英的晶体结构类似于石英，但含有氢氧离子。
它在岩石学、矿物学以及材料科学方面具有重要的研究价值。
2.2 针铁矿〔FeOOH〕针铁矿是一种常见的氢氧化物矿物，由氢氧离子和二价铁离子组成。
针铁矿的晶体结构属于单斜晶系，具有类似针尖的形态。
它在催化剂、电池以及环境科学等领域有着重要的应用。
2.3 铝土矿〔Al(OH)3〕铝土矿是一种重要的氢氧化物矿物，由氢氧离子和三价铝离子组成。
铝土矿的晶体结构属于三方晶系，具有白色或无色的外观。
铝土矿在铝冶炼、陶瓷工业以及化装品等方面有着广泛的应用。
3. 总结氧化物矿物和氢氧化物矿物是一类重要的地球物质，它们由氧气和金属离子或氢氧离子组成。
第三章氧化物和氢氧化物大类概述氧化物和氢氧化物矿物是一系列金属阳离子与O2-与OH-相化合的化合物。
这类矿物的种数约在200种左右。
它们占地壳总重量的17%左右，其中石英族矿物就占了12.6%，而铁的氧化物和氢氧化物占了3.9%。
化学成分阳离子主要是惰性气体型离子(如Si、Al等)和过渡型离子(如Fe、Mn、Ti、Cr等), 及少量铜型离子(如Cu、Sb、Bi等) 。
此外，在少数氧化物中还含有水分子。
晶体化学特征氧化物中以离子键为主，随着离子电价的增加，共价键的成分趋向增多。
另一方面, 随着从惰性气体型、过渡型离子向铜型离子改变时，共价键性则趋向增强。
氢氧化物的晶体结构中，由(OH)-或(OH)-和O2-共同形成紧密堆积，晶体结构主要是层状或链状，除离子键外，还往往存在氢键。
由于氢键的存在，以及(OH)-的电价较O2-为低而导致阳离子与阴离子间键力的减弱，因此与相应的氧化物比较，其比重和硬度都趋向减小。
物理性质氧化物的物理性质以硬度大最为突出，一般均在5.5以上，氢氧化物的硬度显著降低。
Mg、Al、Si等惰性气体型离子组成的氧化物和氢氧化物，通常浅色或无色，半透明至透明，以玻璃光泽为主。
而Fe、Mn、Cr等过渡型离子则呈深色或暗色，不透明至微透明，半金属光泽。
成因氧化物可形成于内生、外生和变质等作用下，绝大多数是多成因的。
氢氧化物多是外生成因的，在区域变质作用过程中，氢氧化物和含水的氧化物往往转变为无水的氧化物。
某些变价元素，如Fe，在不同的氧化－还原条件下，易于相互转变为不同价态的氧化物，可作为判断氧化－还原条件的依据。
氧化物的分类：A2X ( 赤铜矿族）AX （方镁石族）A2X3（刚玉族，铋华族，锑华族，砷华族）AX2（金红石族，晶质铀矿族，石英族）ABX3（钙钛矿族）AB2X4（尖晶石族）ABX4（黑钨矿族，褐钇铌矿族）AB2X6（铌钽铁矿族，易解石族）A2B2X7（烧绿石族）赤铜矿 Cu2O (Cuprite)化学组成: 含Cu88.82%，常含自然Cu机械混入物。
一、实习目的本次结晶学及矿物学实习旨在通过实际操作，加深对晶体和矿物基本理论知识的理解，提高矿物识别能力，培养实践操作技能，为后续专业课程的学习和研究打下坚实的基础。
二、实习时间与地点实习时间：2023年X月X日至X月X日实习地点：XX大学地质实验室三、实习内容1. 晶体观察与鉴定实习过程中，我们首先对实验室提供的各种晶体模型进行了观察。
通过比对晶体形态、对称性等特征，我们学习了晶体的基本概念，如晶面、晶棱、晶轴等。
同时，我们还学习了晶体对称理论，包括晶体的对称要素、对称操作、对称型等。
2. 矿物标本鉴定在矿物标本鉴定环节，我们学习了矿物的物理性质，如颜色、硬度、解理、条痕等，并通过对这些特征的观察和比对，识别了多种矿物，如石英、长石、云母等。
3. 晶体结构分析通过观察矿物晶体的光学切片，我们学习了晶体结构的分析方法，包括晶胞参数的测量、晶面间距的计算等。
通过对晶体结构的分析，我们了解了晶体的化学组成和成键方式。
4. 矿物形成地质作用实习过程中，我们还学习了矿物形成的基本地质作用，如热液作用、沉积作用、变质作用等。
通过了解这些地质作用，我们能够更好地理解矿物的形成过程。
四、实习收获1. 理论知识与实践操作相结合通过本次实习，我们深刻体会到理论知识与实践操作相结合的重要性。
只有将理论知识应用于实际操作中，才能真正掌握所学知识。
2. 矿物识别能力提高在实习过程中，我们通过对多种矿物标本的观察和比对，提高了矿物识别能力。
这对于我们今后从事地质工作具有重要意义。
3. 实践操作技能提升在晶体结构分析等环节，我们学习了各种实验操作技能，如光学显微镜的使用、晶体结构参数的测量等。
这些技能对于我们的专业发展具有重要意义。
五、实习总结本次结晶学及矿物学实习使我们受益匪浅。
通过实际操作，我们加深了对晶体和矿物基本理论知识的理解，提高了矿物识别能力，培养了实践操作技能。
在今后的学习和工作中，我们将继续努力，不断提高自己的专业素养。
结晶学：是以晶体为研究对象，以晶体的生成和变化、晶体外部形态的几何性质、内部结构、化学组成和物理性质及其相互关系为研究内容的一门自然科学。
晶体：具有格子构造的固体, 或内部质点在三维空间成周期性平移重复排列而形成格子构造的固体。
非晶质体：是指内部质点在三维空间内不呈周期性平移重复排列而形成格子构造的固体。
准晶体：是指质点的排列符合短程有序，有严格的位置序和自相似分型结构但不体现周期性平移重复即不存在格子构造的一类固体。
对称变换：亦称对称操作，指能够使对称物体(或图形)中的各个相同部分，作有规律重复的变换动作。
对称型：对称型是宏观晶体中所有外部对称要素的集合。
晶体常数：根据晶体宏观对称特点确定的晶体坐标系统的轴率a:b:c和轴角α，β，γ称之为晶体常数。
晶面符号：根据晶面（或晶体中平行于晶面的其他平面）与各结晶轴的交截关系，用简单的数学符号形式来表达他们空间方位的一种结晶学符号。
单形：晶体中彼此间能对称重复的一组晶面的组合，也就是能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。
单形符号：亦称形号，指以简单的数字符号的形式来表征一个单形的所有组成晶面及其在晶体上取向的一种结晶学符号。
聚形：两个或两个以上单形的聚合称为聚形。
双晶：亦称孪晶, 指由两个或两个以上互不平行的同种单体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
类质同象：在确定的某种晶体的晶格中，某种离子或原子占有的等效位置，部分被性质相似的他种离子或原子所替代占有，共同结晶成均匀的、呈单一相的混合晶体，但不引起键性和晶体结构型式发生质变的现象。
同质多像：同种化学成分的物质(单质或化合物)，在不同的物理化学条件下，形成不同结构晶体的现象，称为同质多象。
多型：一种单质或化合物，能结晶成两种或两种以上不同的层状晶体结构的特性；但组成这些层状结构的结构组元层本身，相互间应当都是相同或基本相同的，不同层状结构间的差异主要只表现在结构基元层堆垛时的重复方式上有所不同。
☆结晶学与矿物学实验教学大纲《结晶学与矿物学》实验教学大纲（资源勘察工程专业, 必修, 54学时，其中实验课20学时）一、教学思想矿物学是研究地球物质组成的重要分支学科，也是石油地质专业学生的重要的专业基础课。
它是在学生掌握了一定的普通地质学、数学、化学和物理学的基础上进行教学的。
同时它又是学习晶体光学、岩石学、矿床学和地球化学后续课程以及宝玉石鉴定和矿物材料应用的基础。
通过本课程的学习，使学生系统掌握矿物学的基本原理和基础知识，学会肉眼鉴定矿物的基本技能；了解各类矿物的一般通性和掌握几十种常见矿物的基本知识及鉴定特征；培养学生的地质科学思维能力，初步掌握矿物学在石油地质勘探和开发过程中的应用，为后续课程的顺利学习，以及解决生活和生产实践中的有关矿物学问题及其它地质问题奠定必要的基础。
因此，在教学过程中主要从以下几个方面入手1、采用多种教学手段，增强学生的空间想象能力，尤其在结晶学部分，采用多媒体教学，使学生充分理解晶体的对称及结晶学符号的含义。
2、抓主线，提纲挈领。
在矿物学部分，抓住矿物的物质成分、晶体结构、形态、物理性质及形成条件之间的相互制约这一主线，使学生理解物质组成和结构不同的矿物（不同大类）其形态、物性及成因产状各不相同；物质组成和结构相似的矿物（同一大类），其形态和物性也相近。
因此在矿物各论学习中，重点讲述每大类矿物的通性，让学生对比不同大类矿物之间的差异。
把学生从乏味的死记硬背中解脱出来，理解了自然也就记住了，也就可以做到举一反三，触类旁通。
3、重应用，培养学习兴趣。
从矿物的应用入手，分析矿物应用的实质，实施启发式和讨论式教学，激发学生的学习兴趣和创新意识，在应用中理解矿物学的基本概念和基本原理，事半功倍。
4、重技能，加强实习环节。
将形态和物性的描述全部放在实习课中，在实习过程中加深理解矿物的物质组成和晶体结构对矿物形态和物理性质的决定作用。
鼓励学生放下书本，先按照自己的观察描述矿物，然后对照课本，用规范的语言完成实习报告。
