第一章 晶体的概念、对称和分类.ppt

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1、造岩矿物学造岩矿物学主讲：谢庆宾主讲：谢庆宾电话：0108973391 e-mail：绪 论造岩矿物学矿物学的一个分支。研究对象是组成岩石的矿物，即研究造岩矿物的类型、成分、结构、鉴定识别方法，以及造岩矿物的成因产状、在岩石中的组合规律和变化条件等。结晶学晶体光学矿物学储集油气岩石矿物晶体绝大多数矿物是晶体工具偏光显微镜晶体光学的理论和方法（结晶学）学习该课程的目的和目标：熟练掌握矿物的鉴定方法，熟练掌握主要的造岩矿物，为后续岩石学课程的学习打下坚实的基础。课程安排：总计学时：56学时，其中讲课26学时，实验30学时实验共分5组，一个班为一组第一组：1班，实验时间：周六89：40第二组：2班，

2、实验时间：周六9：5011：30第三组：3班，实验时间：周六13：3015：10第四组：4班，实验时间：周六15：2017：00第五组：5班，实验时间：周六晚18：3020:10实验指导教师：谢庆宾 王春英 温顺久实验课地点：新科研楼711周五上理论课，周二课到周六全天考核方式：闭卷理论考试实验考试成绩组成：平时成绩30考试70 3次不参加上课或3次不交作业，不得参加考试矿物是地壳上各种地质作用形成的，在一定的物理化学条件下相对稳定的自然物体。其中绝大部分是结晶质的单质和化合物，它们具有比较固定的化学组成和晶体结构，因而也表现一定的形态和物理、化学性质；而另有少数矿物为非晶质的液体（水，汞等）

3、、气体（H2S、He等）或胶体（蛋白石等）状态，它们也有一定的成分和物理性质，但一般没有结晶质那么固定。矿物学研究矿物的化学成分、内部结构，形态、性质、成因、产状、共生组合、变化条件、用途及它们之间内在联系的学科。矿物学的研究直接为找矿和勘探服务，是岩石学和矿床学的基础。第一篇 结晶学基础第一章第一章 晶体的概念、对称和分类晶体的概念、对称和分类 一、一、晶体的定义晶体的定义 二、二、晶体的对称性晶体的对称性 三、三、对称要素和对称操作对称要素和对称操作 四、四、对称型的概念对称型的概念 五、五、晶体的分类晶体的分类一一 、晶体的定义晶体的定义1、原始定义、原始定义：具有天然长成的具有天然长成

4、的（非人工琢磨而成）、规则的几（非人工琢磨而成）、规则的几何多面体形态的固体何多面体形态的固体存在问题：存在问题：规则与不规则的同一矿规则与不规则的同一矿物颗粒所有性质相同，物颗粒所有性质相同，形成几何多形成几何多面体形态，只是晶体在一定条件下面体形态，只是晶体在一定条件下的一种外在表现。（的一种外在表现。（NaClNaCl SiO SiO2 2 等等)不规则的不规则的NaCl颗粒颗粒NaCl过饱和过饱和溶液溶液生长生长立方体状立方体状NaCl晶体晶体一一 、晶体的定义晶体的定义2、现代定义、现代定义晶体：晶体：内部质点在三维空间呈周期性内部质点在三维空间呈周期性 重复排列的固体重复排列的固体

5、 或：或：具有格子状构造的固体具有格子状构造的固体。二、二、晶体的对称性晶体的对称性 相同的部分通过一定的操作（相同的部分通过一定的操作（旋转、反映、反伸旋转、反映、反伸）作彼此可以重合起来，使图形恢复原来的形状。作彼此可以重合起来，使图形恢复原来的形状。对称对称:就是物体上相等部分有规律的重复就是物体上相等部分有规律的重复须满足的条件：须满足的条件：对称的图形必须由两个以上的相同对称的图形必须由两个以上的相同 部分组成部分组成晶体的对称既包含几何含义，也包含物理含义晶体的对称既包含几何含义，也包含物理含义晶体对称的特点晶体对称的特点所有的晶体都是对称的所有的晶体都是对称的晶体的对称是有限的晶

6、体的对称是有限的三、对称要素和对称操作三、对称要素和对称操作对称操作：对称操作：为使晶体上的相同部分作有规律的重复为使晶体上的相同部分作有规律的重复 所进行的操作所进行的操作反伸反伸 旋转旋转 反映反映对称要素：对称要素：在进行对称操作时所凭借的辅助几何在进行对称操作时所凭借的辅助几何 要素要素点点 线线 面面定义定义：将物体（图形）平分为将物体（图形）平分为互为镜互为镜 象象的两个相同部分的的两个相同部分的假想平面假想平面（一）对称面（一）对称面（P P）构成对称面的条件有二：一：该平面将晶体分成相等的两部分；二：这两部分互呈镜像关系。对称操作对称操作：对于此面的对于此面的反映反映标志标志：

7、两部分上对应点的连线是否与两部分上对应点的连线是否与 对称面对称面垂直等距垂直等距 垂直并平分某些晶面垂直并平分某些晶面 垂直晶棱并通过它的中心垂直晶棱并通过它的中心 包含晶棱包含晶棱对称面可能出现的位置对称面可能出现的位置：对称面的数目对称面的数目：0 P 9寻找对称面的方法：把晶体固定在一个位置不要乱动，视线从不同方向去观察，首先找直立方向的对称面，然后再找水平方向的对称面，以免重复或漏掉。举例：立方体（二）对称（二）对称轴轴（L Ln n）定义定义：通过晶体几何中心的一根假通过晶体几何中心的一根假 想的想的直线直线 对称操作对称操作：是围绕此直线的是围绕此直线的旋转旋转 特征特征：当图形

8、围绕此直线旋转一定角度后，可使相当图形围绕此直线旋转一定角度后，可使相 同部分重复同部分重复 重复时所旋转的最小角度称重复时所旋转的最小角度称基转角基转角（）旋转一周重复的次数称为旋转一周重复的次数称为轴次轴次（n n），），n=360n=360 晶体上不可能出现五次或高于六次的对称轴L2L3L4L5L6L7L8晶体对称定律晶体对称定律 A.A.过一对平行晶面的中心过一对平行晶面的中心 B.B.过一对晶棱的中心过一对晶棱的中心 C.C.相对两角顶的连线相对两角顶的连线 D.D.角顶、晶面中心和棱中点任意两个的连线角顶、晶面中心和棱中点任意两个的连线 数目数目0 L2 60 L3 40 L4 3

9、0 L6 1对称轴可能出现的位置为除L2外，L3、L4、L6为高次对称轴。寻找对称轴的方法和步骤:用两手指拿住轴的两端，使晶体旋转3600，看相同的晶面、晶棱和角顶重复出现的次数。举例：定义定义：位于晶体几何中心的一个位于晶体几何中心的一个假想的点假想的点 对称操作对称操作：是对此点的反伸是对此点的反伸 特点特点：如果通过此点作任意直线，则在此直线上如果通过此点作任意直线，则在此直线上距对称中心等距离的两端上必定可以找到对应点距对称中心等距离的两端上必定可以找到对应点 识别标志识别标志：两两成对两两成对 对对平行对对平行 同形等大同形等大 方向相反方向相反 （三）对称（三）对称中心中心（C）所

10、有晶面对称心可以没用或只有一个对称心寻找方法：将晶体模型放在桌上，看晶体上面是否有一晶面与下面的晶体（与桌面接触的晶面）平行而且相等。把晶体转动，重复这样的观察，如果晶体上所有的晶面都可以找到与其平行而且相等的晶面，说明晶体有对称心，否则没有对称心。举例：（四）旋转反伸轴（四）旋转反伸轴（Lin）定义定义：一根过晶体几何中心假想的直线一根过晶体几何中心假想的直线对称操作对称操作：围绕此直线的旋转和对此直线上的一个点反伸围绕此直线的旋转和对此直线上的一个点反伸 的复合操作，可是晶体形态复原。的复合操作，可是晶体形态复原。旋转反伸轴与其他对称要素之间的关系旋转反伸轴与其他对称要素之间的关系Li1=

11、CLi2=PLi3=L3+CLi6=L6+PLi4四四 对称型的概念对称型的概念 概念概念 结晶多面体中全部对称要素的组合结晶多面体中全部对称要素的组合种类种类 3232种种按照一定的顺序书写：按照一定的顺序书写：3L44L36L29PC五五 晶体的对称分类晶体的对称分类32个晶类个晶类高级、中级、低级晶族高级、中级、低级晶族7大晶系大晶系属于同一属于同一对称型的对称型的晶体晶体高次轴的有无及高次轴的有无及多少多少轴次的高低轴次的高低及数目及数目三斜晶系三斜晶系单斜晶系单斜晶系斜方晶系斜方晶系三方晶系三方晶系四方晶系四方晶系六方晶系六方晶系等轴晶系等轴晶系晶体低级晶族中级晶族高级晶族4L31L61L41L3L2+P 3L1或或CL2P3