结晶矿物学（北京大学） 氧化物和氢氧化物矿物

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1、08氧化物和氢氧化物矿物需要掌握的矿物刚玉,赤铁矿,金红石,锡石,石英钛铁矿,钙钛矿,尖晶石,磁铁矿,黑钨矿水镁石,三水铝石,针铁矿,硬锰矿简单氧化物矿物复杂氧化物矿物氢氧化物矿物复习思考题结晶学与矿物学1简单氧化物矿物－－概述氧化物矿物和氢氧化物是一系列金属阳离子与O2-与OH-相化合的化合物。这类矿物的种数约在200种左右。它们占地壳总重量的17%左右，其中石英族矿物就占了12.6%，而铁的氧化物和氢氧化物占了3.9%。化学成分阳离子主要是惰性气体型离子(如Si、Al等)和过渡型离子(如Fe、Mn、Ti、Cr等),及少量铜型离子(如Cu、S

2、b、Bi等)。此外，在少数氧化物中还含有水分子。晶体化学特征氧化物中以离子键为主，随着离子电价的增加，共价键的成分趋向增多。另方面,随着从惰性气体型、过渡型离子向铜型离子改变时，共价键性则趋向增强。氢氧化物的晶体结构主要是层状或链状，除离子键外，还往往存在氢键。由于氢键的存在，以及(OH)-的电价较O2-为低而导致阳离子与阴离子间键力的减弱，因此与相应的氧化物比较，其比重和硬度都趋向减小，结晶学与矿物学2简单氧化物矿物－－概述结晶学与矿物学3简单氧化物矿物－－刚玉化学组成:CorundumAl2O3。有时含微量Fe、Ti或Cr等。结构特点:三方

3、晶系；点群3m。空间群R3c；a0=4.75Å，c0=12.97Å；Z=6。晶体结构中，O2-成立方最紧密堆积；而Al3+则在两氧离子层之间，充填三分之二的八面体空隙，组成共面的Al-O6。晶体形态:一般呈近似腰鼓状晶形，常依菱面体(-1011)，较少依（0001）成聚片双晶。物理性质:蓝灰、黄灰色，含铁者呈黑色；含铬而呈红色者，称红宝石(ruby)；含钛而呈蓝色者称蓝宝石(sapphire)；玻璃光泽。硬度9；无解理；常因聚片双晶或细微包体产生(0001)或(10-11)裂理。比重3.95~4.10。鉴定特征:以其晶形，双晶条纹和高硬度作为鉴

4、定特征。结晶学与矿物学4简单氧化物矿物－－刚玉结晶学与矿物学沿(10-10)面的投影c{0001}平行双面，a{11-20}六方柱，r{10-11}菱面体，n{22-43}，z{22-41}、w{14.14.-28.1}六方双锥5简单氧化物矿物－－赤铁矿化学组成:HematiteFe2O3。有时含TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。结构特点:三方晶系；点群3m。空间群R3c；a0=5.029Å，c0=13.73Å；Z=6。晶体结构属刚玉型。晶体形态:单晶体常呈板状，主要由板面与菱面体等所形成之聚形。物理性质:显晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色。硬

5、度5.5~6，土状者显著降低；性脆；无解理。比重5.0~5.3。鉴定特征:樱红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。结晶学与矿物学6简单氧化物矿物－－赤铁矿结晶学与矿物学c{0001}平行双面r{10-11}、e{01-12}、z{01-18}菱面体n{22-43}六方双锥7简单氧化物矿物－－金红石本族化合物属AX2型，主要包括金红石、锡石和软锰矿。它们的晶体结构均属金红石型。另外还包括TiO2的其余两个同质多象变体锐钛矿和板钛矿。化学组成:TiO2,常含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等。结构特点:四方晶系；点群4/mmm。空间群P42/mnm。晶体结

6、构表现为氧离子近似成六方紧密堆积，而钛离子位于变形八面体空隙中，构成Ti-O6八面体配位。钛离子配位数为6，氧离子配位数为3。Ti-O6配位八面体沿c轴成链状排列链间由配位八面体共顶相连。晶体形态:单晶体呈短柱状、长柱状或针状物理性质:通常褐红色；条痕浅褐色；金刚光泽；微透明。硬度6；性脆；解理平等{110}中等。比重4.2~4.3。鉴定特征:以其四方柱形、双晶、颜色为特征。结晶学与矿物学8简单氧化物矿物－－金红石结晶学与矿物学a{100}、m{110}四方柱e{101}、s{111}四方双锥r{320}复四方柱z{321}复四方双锥z{22-

7、41}、w{14.14.-28.1}六方双锥9简单氧化物矿物－－锡石化学组成:CassiteriteSnO2。常含Fe、Ti、Nb、Ta等元素。结构特点:四方晶系；点群4/mmm。空间群P42/mnm；a0=4.72Å，c0=3.17Å；Z=2。晶体结构属金红石型。晶体形态:单晶体常呈由四方双锥和四方柱所组成的双锥柱状聚形；以(101)为双晶面之肘状双晶常见。物理性质:纯净的无色，一般为黄棕色至深褐色；条痕白色至淡黄色；金刚光泽，断口油脂光泽。硬度6~7；性脆；解理平等{110}不完全；贝壳状断口。比重6.8~7.0。鉴定特征:锡石的晶形和颜色

8、很相似于金红石、磷钇矿和锆石，但其比重远较后三者为大。结晶学与矿物学10简单氧化物矿物－－锡石结晶学与矿物学a{100}、m{110}四方柱e{101