2025年桂林理工大學(xué)《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》期末考試試卷資源及答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.下列關(guān)于晶體對(duì)稱要素的描述，正確的是（）A.立方體有9個(gè)對(duì)稱面（3個(gè)垂直坐標(biāo)軸、6個(gè)對(duì)角面）B.三方柱的對(duì)稱型為L(zhǎng)33L2C.對(duì)稱軸的軸次與晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)的排列無(wú)關(guān)D.對(duì)稱中心存在時(shí)，晶體上必能找到對(duì)應(yīng)的反向平行晶面2.根據(jù)布拉維法則，晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，晶面的發(fā)育速度與該晶面的面網(wǎng)密度呈（）A.正相關(guān)B.負(fù)相關(guān)C.無(wú)關(guān)D.指數(shù)相關(guān)3.下列礦物中，屬于離子鍵主導(dǎo)且具完全解理的是（）A.金剛石（共價(jià)鍵）B.方鉛礦（離子鍵）C.自然金（金屬鍵）D.石英（共價(jià)鍵）4.類質(zhì)同象替代中，下列離子最易發(fā)生等價(jià)替代的是（）A.Ca2?（0.100nm）與Mg2?（0.072nm）B.Fe3?（0.064nm）與Al3?（0.053nm）C.Na?（0.102nm）與K?（0.138nm）D.Si??（0.040nm）與Al3?（0.053nm）5.某礦物呈六方柱狀，柱面有縱紋，玻璃光澤，硬度7，無(wú)解理，斷口貝殼狀，其最可能是（）A.綠柱石B.石英C.剛玉D.磷灰石6.下列雙晶類型中，屬于接觸雙晶的是（）A.卡式雙晶（正長(zhǎng)石）B.膝狀雙晶（金紅石）C.聚片雙晶（斜長(zhǎng)石）D.穿插雙晶（螢石）7.層狀硅酸鹽礦物的基本結(jié)構(gòu)單元是（）A.[SiO4]四面體孤立存在B.[SiO4]四面體連成單鏈C.[SiO4]四面體連成六方環(huán)D.[SiO4]四面體通過(guò)三個(gè)氧連接成二維層8.下列礦物中，條痕色與顏色差異最大的是（）A.赤鐵礦（紅棕色條痕vs鋼灰色顏色）B.方解石（白色條痕vs無(wú)色顏色）C.黑鎢礦（褐色條痕vs黑色顏色）D.黃銅礦（綠黑色條痕vs銅黃色顏色）9.晶體的最小重復(fù)單元是（）A.晶胞B.晶棱C.晶面D.結(jié)點(diǎn)10.下列礦物中，屬于硫化物大類的是（）A.重晶石（硫酸鹽）B.磁鐵礦（氧化物）C.閃鋅礦D.方解石（碳酸鹽）11.某礦物具三組完全解理，解理夾角約90°，硬度2.5，密度大（7.5g/cm3），條痕灰黑色，其最可能是（）A.方解石（三組解理，硬度3）B.方鉛礦C.螢石（四組解理）D.輝鉬礦（一組極完全解理）12.下列關(guān)于晶體定向的描述，錯(cuò)誤的是（）A.等軸晶系選擇三個(gè)互相垂直的L4作為結(jié)晶軸B.三方晶系常選擇一個(gè)L3和三個(gè)水平軸（夾角120°）C.晶體定向需滿足“對(duì)稱面/軸與晶軸重合或垂直”原則D.晶軸的軸長(zhǎng)比（a:b:c）由晶體結(jié)構(gòu)決定13.下列礦物中，具有磁性的是（）A.黃鐵礦B.磁鐵礦C.赤鐵礦（部分具弱磁性）D.褐鐵礦14.下列哪項(xiàng)不是礦物的化學(xué)分類依據(jù)（）A.陰離子或絡(luò)陰離子類型B.陽(yáng)離子種類C.晶體結(jié)構(gòu)D.成因類型15.下列關(guān)于同質(zhì)多象的描述，正確的是（）A.金剛石與石墨是同質(zhì)多象變體，因形成溫度壓力不同B.方解石與文石不是同質(zhì)多象（陰離子相同但結(jié)構(gòu)不同，是）C.同質(zhì)多象變體的物理性質(zhì)一定相同D.同質(zhì)多象僅發(fā)生在單質(zhì)礦物中二、填空題（每空1分，共20分）1.晶體的基本性質(zhì)包括自限性、均一性、異向性、對(duì)稱性、最小內(nèi)能性和（）。2.對(duì)稱型L?6P對(duì)應(yīng)的晶系是（），該晶系晶體的軸率特征為（）。3.礦物的解理按完善程度分為極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和（）。4.硅酸鹽礦物中，硅氧骨干的基本形式有島狀、環(huán)狀、鏈狀、層狀和（）。5.剛玉的化學(xué)式為（），其致色元素Cr3?替代Al3?屬于（）類質(zhì)同象。6.方解石的對(duì)稱型為（），其常見(jiàn)雙晶類型是（）。7.礦物的光學(xué)性質(zhì)包括顏色、條痕、光澤和（），其中（）是礦物粉末的顏色。8.布拉維法則指出，晶體常被面網(wǎng)密度（）的晶面所包圍，因?yàn)槠渖L(zhǎng)速度（）。9.硫化物礦物中，黃鐵礦的化學(xué)式為（），其晶體常見(jiàn)（）晶形（如立方體、五角十二面體）。10.層狀硅酸鹽礦物的層間域中常存在（）離子（如K?、Na?）或（）分子（如水分子），以平衡電荷。三、名詞解釋（每題4分，共20分）1.面角守恒定律：晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，盡管晶面大小、形狀可能變化，但對(duì)應(yīng)晶面間的夾角（面角）恒等。2.類質(zhì)同象：晶體結(jié)構(gòu)中某種質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）被其他類似質(zhì)點(diǎn)替代，僅引起晶格常數(shù)微小變化，而結(jié)構(gòu)類型不變的現(xiàn)象。3.標(biāo)型礦物：只在特定地質(zhì)條件（如溫度、壓力、成分）下形成，可指示成因環(huán)境的礦物（如藍(lán)閃石指示高壓低溫環(huán)境）。4.假象：礦物被另一種礦物完全交代后，仍保留原礦物晶形的現(xiàn)象（如褐鐵礦交代黃鐵礦形成的立方體假象）。5.雙晶：兩個(gè)或多個(gè)同種晶體按一定對(duì)稱關(guān)系規(guī)則連生，接觸或穿插的現(xiàn)象（如石膏的燕尾雙晶）。四、簡(jiǎn)答題（每題8分，共32分）1.簡(jiǎn)述晶體對(duì)稱定律的內(nèi)容及本質(zhì)原因。答：內(nèi)容：晶體中只能出現(xiàn)軸次為1、2、3、4、6次的對(duì)稱軸（L1、L2、L3、L?、L?），不存在5次及高于6次的對(duì)稱軸。本質(zhì)原因：晶體的格子構(gòu)造決定了其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)呈周期性平移重復(fù)，若存在5次或更高次軸，無(wú)法滿足質(zhì)點(diǎn)平移重復(fù)的規(guī)律（如5次軸的旋轉(zhuǎn)角72°，無(wú)法使相鄰結(jié)點(diǎn)間距相等）。2.礦物解理產(chǎn)生的內(nèi)因是什么？舉例說(shuō)明解理與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。答：內(nèi)因是晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)間鍵力的異向性。鍵力強(qiáng)的方向不易斷裂，鍵力弱的方向易產(chǎn)生解理。例如：-層狀結(jié)構(gòu)礦物（如云母）：層內(nèi)為強(qiáng)共價(jià)鍵/離子鍵，層間為弱分子鍵或氫鍵，故具一組極完全解理（平行層）；-離子晶體（如方鉛礦）：質(zhì)點(diǎn)沿立方體面網(wǎng)排列，面網(wǎng)間鍵力弱，故具三組完全解理（平行立方體晶面）；-鏈狀結(jié)構(gòu)礦物（如角閃石）：鏈內(nèi)鍵力強(qiáng)，鏈間鍵力弱，故具兩組中等解理（平行鏈方向）。3.簡(jiǎn)述層狀硅酸鹽礦物的晶體結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)物理性質(zhì)的影響。答：結(jié)構(gòu)特征：-基本單元為[SiO4]四面體通過(guò)3個(gè)橋氧連接成二維六方網(wǎng)層（T層），與[AlO6]/[MgO6]八面體層（O層）以1:1（TO型，如高嶺石）或2:1（TOT型，如云母）結(jié)合；-層間通過(guò)弱鍵（分子鍵、氫鍵或低價(jià)陽(yáng)離子）連接。對(duì)物理性質(zhì)的影響：-解理：層間鍵弱，故具一組極完全或完全解理（平行層）；-硬度：層內(nèi)鍵強(qiáng)，層間鍵弱，故硬度低（通常2-3）；-彈性/撓性：層間鍵類型決定（如云母層間為K?，鍵較強(qiáng)，具彈性；滑石層間為分子鍵，具撓性）；-吸附性：層間可吸附水或有機(jī)分子（如蒙脫石的膨脹性）。4.如何區(qū)分方解石與白云石？至少列出三種方法。答：（1）鹽酸反應(yīng)：方解石遇冷稀鹽酸劇烈起泡；白云石需加熱或粉末狀態(tài)才緩慢起泡。（2）晶體形態(tài)：方解石常見(jiàn)菱面體（解理面夾角74°55′）；白云石常見(jiàn)彎曲菱面體（解理面夾角約73°）。（3）光性特征：方解石為一軸晶（-），白云石為二軸晶（+）（偏光顯微鏡下）。（4）硬度：方解石硬度3；白云石硬度3.5-4（略高）。五、論述題（每題14分，共28分）1.對(duì)比島狀、鏈狀、層狀硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)差異，并分析其對(duì)礦物物理性質(zhì)的影響。答：（1）結(jié)構(gòu)差異：-島狀：[SiO4]四面體孤立或通過(guò)[AlO4]連接成有限絡(luò)陰離子（如[Si2O7]??），陽(yáng)離子（如Mg2?、Fe2?、Ca2?）填充四面體間隙；-鏈狀：[SiO4]四面體通過(guò)2個(gè)橋氧連成一維單鏈（如輝石，[Si2O6]??）或雙鏈（如角閃石，[Si4O11]??），鏈間由陽(yáng)離子（如Ca2?、Mg2?）連接；-層狀：[SiO4]四面體通過(guò)3個(gè)橋氧連成二維六方網(wǎng)層（T層），與八面體層（O層）以1:1或2:1結(jié)合成復(fù)合層，層間由弱鍵或低價(jià)陽(yáng)離子連接。（2）對(duì)物理性質(zhì)的影響：-硬度：島狀硅酸鹽（如橄欖石，硬度6.5-7）因[SiO4]孤立，陽(yáng)離子與氧鍵力強(qiáng)，整體結(jié)構(gòu)緊密，硬度高；鏈狀（如普通輝石，硬度5-6）鏈內(nèi)鍵強(qiáng)但鏈間鍵較弱，硬度中等；層狀（如云母，硬度2.5-3）層間鍵極弱，硬度最低。-解理：島狀無(wú)明顯解理（鍵力均一）；鏈狀具平行鏈的兩組解理（鏈間鍵弱）；層狀具平行層的一組極完全解理（層間鍵極弱）。-密度：島狀因陽(yáng)離子（如Mg2?、Fe2?）密集，密度較高（如橄欖石3.2-4.4g/cm3）；鏈狀密度中等（輝石3.2-3.6g/cm3）；層狀因?qū)娱g空隙大，密度較低（云母2.7-3.0g/cm3）。-彈性/脆性：島狀結(jié)構(gòu)緊密，脆性大；鏈狀鏈間鍵較弱，受外力易沿鏈間斷裂（脆性）；層狀層間鍵弱但層內(nèi)鍵強(qiáng)，部分礦物（如云母）具彈性（層間K?固定層，外力撤銷后恢復(fù)）。2.某礦物樣品特征如下：立方體晶形，鉛灰色，強(qiáng)金屬光澤，條痕灰黑色，硬度2.5，密度7.5g/cm3，三組完全解理（解理面夾角90°）。試鑒定該礦物，并詳細(xì)說(shuō)明鑒定依據(jù)及推理過(guò)程。答：（1）鑒定結(jié)果：方鉛礦（PbS）。（2）鑒定依據(jù)與推理：-晶形與解理：立方體晶形及三組完全解理（夾角90°）是等軸晶系礦物的典型特征，常見(jiàn)于硫化物（如方鉛礦）、鹵化物（如石鹽）。但石鹽硬度2-2.5，密度2.1-2.2g/cm3（遠(yuǎn)低于樣品），可排除。-顏色與條痕：鉛灰色顏色、灰黑色條痕符合金屬硫化物特征（如方鉛礦條痕灰黑，黃銅礦條痕綠黑，黃鐵礦條痕綠黑但顏色淺黃）。-光澤與硬度：強(qiáng)金屬光澤、硬度2.5（低硬度）常見(jiàn)于硫化物（如方鉛礦硬度2-3，輝鉬礦硬度1-1.5但解理不同）。-密度：密度7.5g/cm3（高），因方鉛礦含Pb（原子量207.2），密度大（理論值7.4-7.6g/cm3），與樣品一致。-綜合驗(yàn)證：方鉛礦屬于等軸晶系，對(duì)稱型m3m，常見(jiàn)立方體晶形，三組完全解理（平行{100}），金屬光澤，條痕灰黑，硬度2-3，密度