第一章 晶體的概念、對稱和分類

1、造巖礦物學(xué),主講：謝慶賓,電話：010－8973391 e-mail：xieqingbin@cup.edu.cn,緒 論,造巖礦物學(xué)－礦物學(xué)的一個分支。研究對象是組成巖石的礦物，即研究造巖礦物的類型、成分、結(jié)構(gòu)、鑒定識別方法，以及造巖礦物的成因產(chǎn)狀、在巖石中的組合規(guī)律和變化條件等。結(jié)晶學(xué)－晶體光學(xué)－礦物學(xué),儲集油氣,,巖石,礦物,,,晶體,絕大多數(shù)礦物是晶體,工具－偏光顯微鏡－晶體光學(xué)的理論和方法,（結(jié)晶學(xué)）,學(xué)習(xí)該課程的

2、目的和目標(biāo)：熟練掌握礦物的鑒定方法，熟練掌握主要的造巖礦物，為后續(xù)巖石學(xué)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。,課程安排：總計學(xué)時：56學(xué)時，其中講課26學(xué)時，實驗30學(xué)時,實驗共分5組，一個班為一組第一組：1班，實驗時間：周六8－9：40第二組：2班，實驗時間：周六9：50－11：30第三組：3班，實驗時間：周六13：30－15：10第四組：4班，實驗時間：周六15：20－17：00第五組：5班，實驗時間：周六晚18：30－

3、20:10,實驗指導(dǎo)教師：謝慶賓 王春英 溫順久,實驗課地點：新科研樓711,周五上理論課，周二課到周六全天,考核方式： 閉卷理論考試＋實驗考試成績組成： 平時成績30％＋考試70％ 3次不參加上課或3次不交作業(yè)，不得參加考試,礦物－是地殼上各種地質(zhì)作用形成的，在一定的物理化學(xué)條件下相對穩(wěn)定的自然物體。其中絕大部分是結(jié)晶質(zhì)的單質(zhì)和化合物，它們具有比較固定的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)，因而也表現(xiàn)一定的形態(tài)和物理、

4、化學(xué)性質(zhì)；而另有少數(shù)礦物為非晶質(zhì)的液體（水，汞等）、氣體（H2S、He等）或膠體（蛋白石等）狀態(tài)，它們也有一定的成分和物理性質(zhì)，但一般沒有結(jié)晶質(zhì)那么固定。,礦物學(xué)－研究礦物的化學(xué)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，形態(tài)、性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀、共生組合、變化條件、用途及它們之間內(nèi)在聯(lián)系的學(xué)科。 礦物學(xué)的研究直接為找礦和勘探服務(wù)，是巖石學(xué)和礦床學(xué)的基礎(chǔ)。,第一篇 結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ),第一章 晶體的概念、對稱和分類,一、晶體的定義,二、晶體的對稱性,三、對稱要素

5、和對稱操作,四、對稱型的概念,五、晶體的分類,,,,,,一 、 晶體的定義,,1、原始定義：具有天然長成的（非人工琢磨而成）、規(guī)則的幾何多面體形態(tài)的固體,存在問題：規(guī)則與不規(guī)則的同一礦物顆粒所有性質(zhì)相同，形成幾何多面體形態(tài)，只是晶體在一定條件下的一種外在表現(xiàn)。（NaCl SiO2 等),不規(guī)則的NaCl顆粒,,NaCl過飽和溶液,生長,立方體狀NaCl晶體,一 、 晶體的定義,2、現(xiàn)代定義,,,晶體：內(nèi)部質(zhì)點在三維空間呈周期性

6、 重復(fù)排列的固體 或：具有格子狀構(gòu)造的固體。,二、晶體的對稱性,相同的部分通過一定的操作（旋轉(zhuǎn)、反映、反伸） 作彼此可以重合起來，使圖形恢復(fù)原來的形狀。,對稱:就是物體上相等部分有規(guī)律的重復(fù),須滿足的條件：,對稱的圖形必須由兩個以上的相同 部分組成,,,晶體的對稱既包含幾何含義，也包含物理含義,晶體對稱的特點,所有的晶體都是對稱的,晶體的對稱是有限的,,,,,三、對稱要素和對稱操作,對稱操作：為使晶體上的相同部分作有規(guī)

7、律的重復(fù) 所進行的操作,反伸 旋轉(zhuǎn) 反映,對稱要素：在進行對稱操作時所憑借的輔助幾何 要素,點 線 面,定義：將物體（圖形）平分為互為鏡 象的兩個相同部分的假想平面,（一）對稱面（P）,構(gòu)成對稱面的條件有二：一：該平面將晶體分成相等的兩部分；二：這兩部分互呈鏡像關(guān)系。,,對稱操作：對于此面的反映,標(biāo)志：兩部分上對應(yīng)點的連線是否與 對稱面垂直等距,垂直并平分某些

8、晶面 垂直晶棱并通過它的中心 包含晶棱,對稱面可能出現(xiàn)的位置：,對稱面的數(shù)目：0? P ? 9,,,,尋找對稱面的方法：把晶體固定在一個位置不要亂動，視線從不同方向去觀察，首先找直立方向的對稱面，然后再找水平方向的對稱面，以免重復(fù)或漏掉。舉例：立方體,（二）對稱軸（Ln）,定義：通過晶體幾何中心的一根假 想的直線,對稱操作：是圍繞此直線的旋轉(zhuǎn),特征：當(dāng)圖形圍繞此直線旋轉(zhuǎn)一定角度后，可使相

9、 同部分重復(fù),重復(fù)時所旋轉(zhuǎn)的最小角度稱基轉(zhuǎn)角（?）旋轉(zhuǎn)一周重復(fù)的次數(shù)稱為軸次（n），n=360???,,晶體上不可能出現(xiàn)五次或高于六次的對稱軸,,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,晶體對稱定律,A. 過一對平行晶面的中心 B. 過一對晶棱的中心 C. 相對兩角頂?shù)倪B線 D. 角頂、晶面中心和棱中點任意兩個的連線,數(shù)目,0? L2 ? 6,0? L3 ? 4,0? L4 ? 3,0? L6 ? 1,對稱軸可能出現(xiàn)的位

10、置為,除L2外，L3、L4、L6為高次對稱軸。,尋找對稱軸的方法和步驟:用兩手指拿住軸的兩端，使晶體旋轉(zhuǎn)3600，看相同的晶面、晶棱和角頂重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)。舉例：,定義：位于晶體幾何中心的一個假想的點,對稱操作：是對此點的反伸,特點：如果通過此點作任意直線，則在此直線上距對稱中心等距離的兩端上必定可以找到對應(yīng)點,識別標(biāo)志： 兩兩成對 對對平行 同形等大 方

11、向相反,（三）對稱中心（C）,,,所有晶面,對稱心可以沒用或只有一個對稱心,尋找方法：將晶體模型放在桌上，看晶體上面是否有一晶面與下面的晶體（與桌面接觸的晶面）平行而且相等。把晶體轉(zhuǎn)動，重復(fù)這樣的觀察，如果晶體上所有的晶面都可以找到與其平行而且相等的晶面，說明晶體有對稱心，否則沒有對稱心。舉例：,（四）旋轉(zhuǎn)反伸軸（Lin）,定義：一根過晶體幾何中心假想的直線對稱操作：圍繞此直線的旋轉(zhuǎn)和對此直線上的一個點反伸

12、 的復(fù)合操作，可是晶體形態(tài)復(fù)原。,,,旋轉(zhuǎn)反伸軸與其他對稱要素之間的關(guān)系,,Li1=C,Li2=P,Li3=L3+C,Li6=L6+P,Li4,四 對稱型的概念,概念 結(jié)晶多面體中全部對稱要素的組合,,種類 32種,按照一定的順序書寫：3L44L36L29PC,五 晶體的對稱分類,32個晶類,高級、中級、低級晶族,7大晶系,屬于同一對稱型的晶體,高次軸的有無及多少,,軸次的高低及數(shù)目,三斜晶系,單斜晶系,斜方