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
2、律；晶体生长和晶面发育的理论；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
3、体的基本性质。简述结晶学与矿物学的关系。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
4、和投影方法，晶体对称分类体系及其特点。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
5、晶概念、双晶类型和双晶律，简述平行连生、浮生和交生的概念。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
6、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
7、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。
8、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
9、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
10、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 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
11、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
12、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。
13、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
14、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（
15、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，中外文核心期刊名称 赵珊茸主编. 结晶学及矿物学. 北京：高等教育出版社.2004许虹. 结晶学及矿物学自学与实习指导书. 中国地质大学（内部出版）.2005潘兆橹主编. 结晶学及矿物学. 北京：地质出版社.1993罗谷风主编.基础结晶学与矿物学.南京：南京大学出版社.1998戈定夷等编.矿物学简明教程. 北京：地质出版社. 1989（2
16、002 重印） Cornelis Klein & Cornelius S. Hurlbut, Jr. Manual of Mineralogy. New York: John Wiley & Sons, Inc. 1993中外文核心期刊：矿物学报、矿物岩石、岩石矿物学杂志、Mineralogical Magazine, American Mineralogist, Canadian Mineralogist大纲撰写人：许 虹、李胜荣 大纲审阅人：李胜荣 学科负责人：李胜荣 学院负责人：王训练 制（修）订日期：2004.3.1课程代码： 课程名称：结晶学与矿物学 课程负责人：李胜荣 结晶学与矿物
17、学课程简介一、课程教学目的 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，掌握矿物学的最新进展。二、课程内容简介本课程分为结晶学和矿物学两
18、部分。共分 18 章进行讲授。重点为几何结晶学基础、晶体结构与晶体化学基础、各大类矿物晶体化学和形态物性通性及 50 余种主要矿物的鉴定特征。本课程的实践性很强，实验课占全部课程的一半以上。其中，晶体对称是几何结晶学的核心，晶体的对称分类是结晶学的基本内容，晶体和对称型的极射赤平投影是研究晶体对称的重要方法，这些内容在课堂和实验教学中将予以充分重视。在晶体结构与晶体化学方面，重点介绍晶体质点的紧密堆积原理，晶体的基本结构类型以及与矿物形成作用密切相关的类质同象，同质多象，多型性和有序性。在矿物学部分，重点介绍矿物外部属性的研究方法；在通晓矿物晶体化学分类和各大类/类矿物的晶体化学通性的基础上，
19、阐明各大类/类矿物在宏观鉴定特征上的异同；联系各大类/类矿物的形成作用，阐明它们稳定的条件与标型意义。通过矿物学专题讨论，使学生了解矿物学的最新进展与研究动向。 三、先修课程 在大学一年级即可开设本课程。四 、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。五、考试方式 本课程（一）：课堂提问、实验报告、思考题作业、晶体模型和矿物标本测验与闭卷考试相结合。本课程（二）：课堂讨论与矿物组合测试相结合。六、学生成绩评定办法 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。
20、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、教参 赵珊茸主编. 结晶学及矿物学. 北京：高等教育出版社.2004许虹. 结晶学及矿物学自学与实习指导书. 中国地质大学（内部出版）.2005潘兆橹主编. 结晶学及矿物学. 北京：地质出版社.1993罗谷风主编.基础结晶学与矿物学.南京：南京大学出版社.1998戈定夷等编.矿物学简明教程. 北京：地质出版社. 1989（2002 重印） Cornelis Klein & Cornelius S. Hurlbut, Jr. Manual of Mineralogy. New York: John Wiley & Sons, Inc. 1993中外文核心期刊：矿物学报、矿物岩石、岩石矿物学杂志、Mineralogical Magazine, American Mineralogist, Canadian Mineralogist
