2025年结晶学与矿物学期末试卷及答案

2025年结晶学与矿物学期末试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于晶体与非晶体的本质区别，正确的是（）A.晶体有规则几何外形，非晶体没有B.晶体具有各向异性，非晶体各向同性C.晶体内部质点呈周期性排列，非晶体无周期性D.晶体有固定熔点，非晶体无固定熔点2.对称型L⁴4L²5PC所属的晶系是（）A.等轴晶系B.四方晶系C.斜方晶系D.单斜晶系3.下列矿物中，属于岛状硅酸盐的是（）A.石英（SiO₂）B.橄榄石（Mg₂SiO₄）C.云母（KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂）D.透闪石（Ca₂Mg₅[Si₄O₁₁]₂(OH)₂）4.某矿物在偏光显微镜下呈现一级灰白干涉色，其双折射率最可能为（）A.0.009B.0.018C.0.025D.0.0325.下列双晶类型中，属于接触双晶的是（）A.卡式双晶（正长石）B.聚片双晶（斜长石）C.穿插双晶（萤石）D.环状双晶（金红石）6.矿物的“条痕”是指（）A.矿物表面的擦痕B.矿物粉末的颜色C.矿物解理面的纹路D.矿物晶体的生长纹7.下列矿物中，硬度最大的是（）A.刚玉（Al₂O₃）B.黄玉（Al₂[SiO₄](F,OH)₂）C.磷灰石（Ca₅[PO₄]₃(F,Cl,OH)）D.石英（SiO₂）8.方解石的解理完全程度为（）A.极完全解理B.完全解理C.中等解理D.不完全解理9.下列矿物中，属于硫化物的是（）A.赤铁矿（Fe₂O₃）B.方铅矿（PbS）C.重晶石（BaSO₄）D.孔雀石（Cu₂[CO₃](OH)₂）10.某晶体的晶面符号为（110），其对应的晶面在三个结晶轴上的截距系数之比为（）A.1:1:∞B.1:∞:1C.∞:1:1D.1:1:1二、填空题（每空1分，共15分）1.晶体的基本性质包括自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能性和__________。2.对称要素L³与垂直于它的对称面P的组合可产生的新对称要素是__________。3.布拉维格子中，四方晶系包含__________和__________两种类型。4.矿物的颜色按成因可分为自色、他色和__________，其中__________是鉴定矿物的主要依据。5.常见的解理等级从高到低依次为极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和__________。6.石英的晶体常数特点是a=b≠c，α=β=90°，γ=__________。7.类质同象的条件包括原子或离子的__________、__________和环境条件（如温度、压力）。8.方解石的化学式为__________，其显著的鉴定特征是__________（填反应或现象）。9.矿物的光泽按强度可分为金属光泽、半金属光泽、__________和__________。三、名词解释（每题3分，共15分）1.晶体常数2.类质同象3.标型矿物4.裂开5.同质多象四、简答题（每题8分，共32分）1.简述晶体对称的有限性及其原因。2.对比说明矿物解理与裂开的区别。3.列举三种常见含氧盐矿物（需注明所属大类），并简述其主要鉴定特征。4.说明布拉维法则（BravaisLaw）的核心内容及其对晶体形态的影响。五、论述题（每题9分，共18分）1.以普通角闪石（Ca₂Na(Mg,Fe²⁺)₄(Al,Fe³⁺)[(Si,Al)₈O₂₂](OH)₂）为例，分析其晶体结构与物理性质的关系。2.设计一套鉴定方案，区分石英（SiO₂）、方解石（CaCO₃）、斜长石（Na[AlSi₃O₈]-Ca[Al₂Si₂O₈]）三种矿物（要求至少使用5种鉴定方法）。答案一、单项选择题1.C2.B3.B4.A5.A6.B7.A8.B9.B10.A二、填空题1.稳定性2.对称中心（C）3.四方原始格子（P）；四方体心格子（I）4.假色；自色5.极不完全解理（或无解理）6.120°7.半径相近；电价平衡（或电荷平衡）8.CaCO₃；滴稀盐酸剧烈起泡9.金刚光泽；玻璃光泽三、名词解释1.晶体常数：晶体结构中晶轴的轴长（a、b、c）和轴角（α、β、γ）的统称，是表征晶体格子构造特征的一组参数。2.类质同象：晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）被其他类似质点替代，仅引起晶格常数微小变化而晶体结构保持不变的现象。3.标型矿物：在特定地质条件（如温度、压力、成分）下形成，能指示该条件的矿物，如蓝闪石指示高压低温环境。4.裂开：矿物受外力作用时，沿晶体结构中杂质夹层或双晶结合面等非固有薄弱面裂开的性质，与解理的本质区别在于裂开不具普遍性。5.同质多象：同一化学成分的物质在不同物理化学条件下形成不同晶体结构的现象，如石墨与金刚石均为C的同质多象变体。四、简答题1.晶体对称的有限性指晶体中只能出现有限种类的对称要素及组合。原因：①晶体的格子构造限制了对称轴的轴次，仅允许1、2、3、4、6次轴（符合晶体周期性）；②对称要素的组合需满足“晶体对称定律”，即对称轴与对称轴、对称轴与对称面的夹角必须为格子构造所允许的角度（如L⁴与L²夹角为45°）。2.解理与裂开的区别：①成因不同：解理是晶体结构中质点间键力最弱面的固有性质，具普遍性；裂开是因杂质夹层、双晶结合面等外因导致的非固有破裂面，仅特定矿物或个体可见。②表现不同：解理面光滑平整、规则，同一矿物的不同个体解理方向和完全程度一致；裂开面较粗糙，分布不普遍，且可能仅局部出现。3.示例：①白云母（层状硅酸盐）：无色透明，极完全解理（薄片具弹性），硬度2.5-3，玻璃光泽；②磷灰石（磷酸盐）：常呈六方柱状，硬度5（可被小刀刻动但不能被指甲刻动），加热后发磷光，含氟变种（氟磷灰石）遇HNO₃+钼酸铵溶液提供黄色沉淀；③重晶石（硫酸盐）：板状晶体，硬度3-3.5，相对密度大（4.3-4.5），条痕白色，不溶于酸。4.布拉维法则核心：晶体生长中，面网密度大的晶面生长速度慢，最终保留为实际晶面；面网密度小的晶面生长速度快，易被淘汰。影响：实际晶体形态由面网密度较大的晶面构成，如石盐（NaCl）的面网密度{100}＞{110}＞{111}，故常见立方体（{100}）晶形。五、论述题1.普通角闪石为单斜晶系，属链状硅酸盐（双链[Si₄O₁₁]⁶⁻）。其结构与物理性质关系：①链间通过Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子连接，键力较弱，故发育两组完全解理（夹角约56°和124°）；②链内Si-O键强，决定其硬度较高（5-6）；③含Fe²⁺、Fe³⁺等过渡金属离子，导致颜色深（绿黑至褐黑色），多色性明显；④链状结构使晶体常呈长柱状或针状，横切面为近菱形的六边形。2.鉴定方案：①形态观察：石英常呈六方柱状（端为六方双锥），方解石多为菱面体，斜长石多为板状或柱状（可见聚片双晶纹）；②硬度测试：石英硬度7（小刀刻不动），方解石硬度3（可被小刀刻动），斜长石硬度6（小刀可刻动但较费力）；③解理观察：石英无解理（贝壳状断口），方解石有三组完全解理（菱面体解理），斜长石有两组完全解理（夹角86°左右）；④酸反应：方解石滴稀盐酸剧