(2025年)中国地质大学(北京)结晶学与矿物学期末考试高分题库全集含答案

(2025年)中国地质大学(北京)结晶学与矿物学期末考试高分题库全集含答案一、选择题（每题2分，共30分）1.以下关于晶体与非晶体的描述，错误的是（）A.晶体具有格子构造，非晶体无B.晶体具有固定熔点，非晶体无C.晶体的对称性严格受格子构造限制，非晶体对称性更高D.晶体的物理性质常表现为异向性，非晶体为均一性答案：C（非晶体对称性通常较低，因无格子构造限制）2.立方体的对称型为（）A.3L⁴4L³6L²9PCB.3L²4L³6PC.3L⁴4L³6L²D.3L²4L³6PC答案：A（立方体属于等轴晶系，对称型为3L⁴4L³6L²9PC）3.根据布拉维法则，晶体生长时，面网密度大的晶面（）A.生长速度快，晶面易消失B.生长速度慢，晶面易保留C.生长速度与面网密度无关D.仅影响晶体颜色，不影响形态答案：B（布拉维法则指出，面网密度大的晶面生长速度慢，易保留为实际晶面）4.下列矿物中，属于含氧盐大类的是（）A.方铅矿（PbS）B.石英（SiO₂）C.白云石（CaMg[CO₃]₂）D.自然金（Au）答案：C（白云石属于碳酸盐类，含氧盐大类；石英为氧化物，方铅矿为硫化物，自然金为自然元素）5.刚玉（Al₂O₃）的硬度为（）A.5B.7C.9D.10答案：C（摩氏硬度计中，刚玉为9级，金刚石为10级）6.下列对称要素中，不能单独存在的是（）A.对称面（P）B.对称轴（Lⁿ）C.对称中心（C）D.旋转反伸轴（Lⁿⁱ）答案：D（旋转反伸轴可分解为对称轴与对称中心的组合，不能单独存在）7.斜长石的双晶类型主要为（）A.卡斯巴双晶B.聚片双晶C.接触双晶D.穿插双晶答案：B（斜长石常见聚片双晶，卡斯巴双晶多见于正长石）8.下列矿物中，具有完全解理的是（）A.石英B.方解石C.磷灰石D.磁铁矿答案：B（方解石（CaCO₃）具三组完全解理，石英无解理，磷灰石中等解理，磁铁矿无解理）9.类质同象替换中，最易发生等价替换的离子对是（）A.Na⁺（0.097nm）与Ca²⁺（0.100nm）B.Mg²⁺（0.072nm）与Fe²⁺（0.076nm）C.Al³⁺（0.053nm）与Si⁴⁺（0.040nm）D.K⁺（0.133nm）与Rb⁺（0.148nm）答案：B（Mg²⁺与Fe²⁺电价相同，离子半径差小于15%，符合类质同象条件）10.下列矿物中，属于层状硅酸盐的是（）A.橄榄石（(Mg,Fe)₂[SiO₄]）B.角闪石（Ca₂Na(Mg,Fe)₄(Al,Fe)[(Si,Al)₈O₂₂](OH)₂）C.云母（KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂）D.石榴子石（A₃B₂[SiO₄]₃）答案：C（云母为层状结构，橄榄石为岛状，角闪石为链状，石榴子石为岛状）11.下列关于晶体定向的描述，错误的是（）A.等轴晶系选三个互相垂直的L⁴作为结晶轴B.三方晶系通常选L³作为c轴，三个水平方向为a轴C.单斜晶系选b轴为唯一二次轴或对称面法线D.三斜晶系无对称轴或对称面，需人为选择结晶轴答案：A（等轴晶系的对称型中L⁴存在时选L⁴为结晶轴，若对称型为3L²4L³（如四面体），则选L²为结晶轴）12.黄铁矿（FeS₂）的条痕颜色为（）A.黑色B.绿黑色C.浅铜黄色D.褐红色答案：B（黄铁矿条痕绿黑色，金属光泽；黄铜矿条痕绿黑色但更浅，赤铁矿条痕褐红色）13.下列矿物中，属于标型矿物的是（）A.石英（广泛分布）B.蓝闪石（高压低温变质环境）C.方解石（沉积、热液等多环境）D.长石（岩浆岩、变质岩常见）答案：B（标型矿物指仅形成于特定地质环境的矿物，蓝闪石是高压低温变质带的特征矿物）14.方解石的晶体常数特征为（）A.a=b=c，α=β=γ=90°B.a=b≠c，α=β=90°，γ=120°C.a≠b≠c，α=γ=90°，β≠90°D.a=b=c，α=β=γ≠90°（约109°28′）答案：D（方解石属于三方晶系，晶体常数a=b=c，α=β=γ=101°55′，接近109°28′为石榴子石等轴晶系参数）15.下列关于解理与裂开的区别，正确的是（）A.解理受晶体结构控制，裂开受杂质或双晶影响B.解理仅出现于少数矿物，裂开普遍存在C.解理面不平整，裂开裂面平整D.解理与晶体对称性无关，裂开与对称性相关答案：A（解理是晶体固有性质，由结构中键力最弱面决定；裂开是受非固有因素（如双晶结合面、包裹体）影响产生的破裂）二、填空题（每空1分，共20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（稳定性）。2.对称型L⁶6P属于（六方）晶系，其晶族为（低级晶族）（注：六方晶系属中级晶族，此处需修正：正确为中级晶族）。（修正后答案：中级晶族）3.矿物的光学性质包括颜色、条痕、光泽和（透明度）。4.硅酸盐矿物中，硅氧四面体的连接方式有岛状、环状、链状、层状和（架状）。5.常见的双晶类型有接触双晶、穿插双晶、聚片双晶和（环状双晶）（或“复合双晶”）。6.自然硫（S）的晶体结构中，S原子以（分子键）结合，故硬度低（1-2）。7.磁铁矿（Fe₃O₄）的化学式可表示为（Fe²⁺Fe³⁺₂O₄），属于（氧化物）大类。8.方铅矿（PbS）的晶体结构为（NaCl型），具有（立方体）完全解理。9.磷灰石（Ca₅[PO₄]₃(F,Cl,OH)）的摩氏硬度为（5），常见（六方柱状）晶体形态。10.角闪石族矿物的硅氧骨干为（双链[Si₄O₁₁]⁶⁻），其解理夹角约为（56°和124°）。11.白云母（KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂）的层间域由（K⁺）填充，具有（一组极完全）解理。12.石榴子石的化学式通式为（A₃B₂[SiO₄]₃），其中A代表（二价阳离子如Mg²⁺、Fe²⁺、Ca²⁺），B代表（三价阳离子如Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺）。三、名词解释（每题3分，共24分）1.晶体：内部质点（原子、离子、分子）在三维空间呈周期性重复排列（具格子构造）的固体，具有自限性、对称性等特征。2.对称型（点群）：晶体中所有对称要素的组合，反映晶体宏观对称的最高程度，如立方体的对称型为3L⁴4L³6L²9PC。3.类质同象：晶体结构中，某种质点（原子、离子）被性质相似的其他质点替代，不破坏晶体结构，仅引起晶格常数和物理性质的微小变化，如橄榄石中Mg²⁺与Fe²⁺的替换。4.标型矿物：仅形成于特定地质环境（如温度、压力、成分），可作为环境指示的矿物，如蓝闪石指示高压低温变质带。5.条痕：矿物在无釉瓷板上刻划留下的粉末颜色，比矿物表面颜色更稳定，是鉴定矿物的重要依据（如赤铁矿条痕为褐红色）。6.解理：晶体在外力作用下，沿一定结晶学方向破裂成光滑平面的性质，由晶体结构中键力最弱的面网决定（如方解石的三组完全解理）。7.布拉维法则：晶体生长时，面网密度大的晶面生长速度慢，易保留为实际晶面；面网密度小的晶面生长速度快，易被淘汰，解释了晶体形态与结构的关系。8.层状硅酸盐：硅氧四面体以共顶方式连接成二维无限延伸的层状骨干（如[Si₄O₁₀]⁴⁻），层间通过弱键（如氢键、分子键或低价阳离子）连接，常见矿物有云母、滑石等。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述晶体与非晶体的本质区别及鉴别方法。答：本质区别：晶体内部质点具三维周期性排列（格子构造），非晶体无此规律。鉴别方法：①X射线衍射：晶体产生规则衍射图（明锐衍射峰），非晶体为弥散衍射环；②光学性质：晶体具异向性（如双折射），非晶体均一性（单折射）；③熔点：晶体有固定熔点，非晶体无固定熔点（熔化区间宽）；④形态：晶体具自限性（规则几何多面体），非晶体为无定形（如玻璃）。2.对称要素的组合需遵循哪些规律？举例说明。答：组合规律：①若有一个二次轴L²垂直于Lⁿ（n为偶数），则必有n个L²垂直于Lⁿ（如L⁴⊥L²→L⁴4L²）；②若有一个对称面P垂直于Lⁿ，则必有n个P包含Lⁿ（如L³⊥P→L³3P）；③若Lⁿ与P斜交（交角为α），则必产生n个P，且相邻P夹角为α（如L²与P斜交60°→L²2P）；④对称中心C的存在条件：若有Lⁿ⊥P，则必含C（如L⁴⊥P→L⁴PC）。例：立方体对称型3L⁴4L³6L²9PC中，L⁴与L³斜交，L⁴与L²垂直，L⁴与P垂直，故组合产生多个对称要素。3.简述矿物的形态分类及其影响因素。答：形态分类：①单体形态（单个晶体的形状）：如柱状（石英）、片状（云母）、立方体（方铅矿）；②集合体形态（多个晶体的组合）：显晶质（如粒状、片状、针状）、隐晶质/胶态（如结核状、鲕状、钟乳状）。影响因素：①晶体结构（内部因素）：面网密度（布拉维法则）、键力分布（如层状结构易成片状）；②生长环境（外部因素）：温度、压力、介质成分（如高温下石英易成短柱状，低温下长柱状）、空间限制（如围岩挤压导致晶体扭曲）。4.比较岛状硅酸盐与架状硅酸盐的结构特征及典型矿物的物理性质差异。答：结构特征：岛状硅酸盐的硅氧骨干为孤立的[SiO₄]⁴⁻或双四面体[Si₂O₇]⁶⁻，无共享氧；架状硅酸盐的硅氧骨干为[SiO₂]（Si⁴⁺部分被Al³⁺替换），每个氧被两个四面体共享，形成三维架状。物理性质差异：①硬度：岛状（如橄榄石硬度6.5-7）＞架状（如石英硬度7，长石6）；②密度：岛状（橄榄石密度3.2-3.5g/cm³）＞架状（长石2.5-2.7g/cm³）；③解理：岛状（橄榄石无解理或不完全），架状（长石具两组完全解理）；④透明度：岛状多透明至半透明，架状多透明。5.简述黄铁矿与黄铜矿的鉴别特征（至少5点）。答：①颜色：黄铁矿（浅铜黄色），黄铜矿（深铜黄色）；②条痕：黄铁矿（绿黑色），黄铜矿（绿黑色但更浅）；③硬度：黄铁矿（6-6.5）＞黄铜矿（3-4）；④解理：黄铁矿无解理，黄铜矿具不完全解理；⑤氧化特征：黄铁矿氧化后易提供褐铁矿（表面褐红色），黄铜矿氧化后提供孔雀石（绿色）；⑥晶形：黄铁矿常见立方体、五角十二面体，黄铜矿多为致密块状或分散粒状。五、论述题（共16分）试述晶体对称分类的依据、体系及各晶系的对称特点。答：晶体对称分类的依据是对称型（点群），核心是晶体的对称要素组合及对称程度。分类体系为“晶族-晶系”二级分类，共3个晶族、7个晶系。1.低级晶族（无高次轴，n＞2的对称轴）：①三斜晶系：无对称轴（Lⁿ）和对称面（P），对称型仅有1（C）和1（无对称要素），如斜长石。②单斜晶系：仅有一个二次轴（L²）或对称面（P），对称型为L²、P、L²PC，如石膏（L²PC）。③斜方晶系：有三个互相垂直的二次轴（L²）或两个对称面（P），对称型为3L²、L²2P、3L²3PC，如橄榄石（3L²3PC）。2.中级晶族（有一个高次轴，n=3、4、6）：①三方晶系：有一个三次轴（L³），对称型包括L³、L³3L²、L³C、L³3P、L³3L²3PC，如方解石（L³3L²3PC）。②四方晶系：有一个四次轴（L⁴或L⁴ⁱ），对称型包括L⁴、L⁴4L²、L⁴PC、L⁴4P、L⁴4L²5PC、L⁴ⁱ、L⁴ⁱ2L²2P，如锆石（L⁴4L²5PC）。③六方晶系：有一个六次轴（L⁶或L⁶ⁱ），对称