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矿物学特征范文1
【关键词】大气沉降颗粒；大气污染；衍射；矿物学分析
大气污染问题严重影响着人民群众的身体健康和环境的可协调发展。通过对焦作市代表区河南理工大学校区内的大气沉降颗粒进行的矿物学分析研究,了解研究区内大气沉降颗粒的物质组成、有害元素含量及其赋存形式、迁移演化机理、与城市各类污染的相关关系，研究对人体产生较大危害的细粒物质来源和体积分数, 分析城市不同功能区颗粒物的可能来源和空气动力学特征, 为评价焦作市大气环境的整体状况提供资料和参考。
图1 焦作市区区划及采样点位置图
焦作市位于河南省西北部，属于暖温带半干旱大陆性季风气候，年平均气温14.9℃, 年平均降水量为603～713mm，年平均蒸发量为2039mm。河南理工大学分南北两个校区，南校区位于焦作市高新区，校区污染源少，车流量小，空气质量较市区优良。北校区（老校区）即河南理工万方科技学院位于焦作市市中心空气质量较差，在这两地对大气沉降颗粒进行取样研究在地域上具有良好的代表性。
1.研究区大气污染特征
研究区以可吸入颗粒物污染的煤烟型污染为主要特征。大气污染物主要以SO2、TSP、降尘为主，烟尘年平均排放量为4.6583万吨,SO2平均排放量约为7.68万吨。同时机动车排气污染对焦作大气状况的影响日益严重，SO2、CO2、碳氢化合物、可吸入颗粒物、氮氧化物等有害物质和温室气体的排放量呈上升趋势。
2.大气沉降颗粒矿物学分析讨论
2.1取样情况
在样品采集过程中，本着使大气沉降颗粒样本少受风力、风向、温度、地面粉尘不良因素影响的原则，取样地点选择在河南理工大学南、北校区内离地面高度约20米处，采样时尽量避开直接污染源(如工业污染、民用燃煤、油漆等)， 24h连续采样，采样同时记录每天的气温、气湿、气压、风向、风力等天气状况。由于大气沉降颗粒物混合较均匀，在校区内设置多个收集点意义不大。经过收集和处理最后得到新校区大气沉降颗粒样本DQ-1和老校区大气沉降颗粒样本HC-1，作为分析样本。
2.2大气沉降颗粒特征及衍射分析
基本原理是运用特定波长特定入射角度的X射线与晶体晶面间距满足布拉格条件产生衍射，形成衍射花样（实际就是对应的倒易点阵）每种矿物都对应一套X 射线谱图,根据X 衍射图给出的d 值,查询JCPDS 标准卡片,可以准确地鉴定出矿物.根据不同矿物的衍射强度的大小,可以半定量地计算出它们的含量。
Gypsum - 石膏；Quartz - 石英；Calcite - 方解石氯
Gypsum - 石膏；Quartz - 石英；
Calcite - 方解石氯；Sal-ammoniac - 化钠（岩盐）
对两大气沉降颗粒进行衍射实验得到数据，最后通过分类整理得出样本中的矿物种类和含量综合表。
3.分析结果与讨论
通过对样品的X衍射实验分析可知,研究区内大气沉降颗粒物的矿物组成以石英和方解石为主，且在大气颗粒样本中含量较大，说明这两种矿物在焦作的大气中长期存在且在含量较大。河南理工大学北校区位于城区中心，附近工业设施密集，交通流量较大，污染物排放密集，是历年来焦作市市区大气污染的主要来源地之一。而河南理工大学新校区则位于焦作市南部的高新区，附近工业设施较少，车流量也不大，相对与老校区环境相对较好, 工业污染源较少。
比较两个样本中的石英含量，可以看出石英在两个颗粒物样本中含量都占主要地位，且在整个研究区分布比较均匀。石英是高温下稳定的硅酸盐矿物，其可以来自地表扬尘，也可以源自工业烟尘、粉尘。但从各种工业使用原料（如原煤）的矿物组成来看，石英的含量一般较少，因而样本中的石英来源于地面扬尘的可能性比较大，当然也不排除来源于工业排放的可能。
方解石做为碳酸盐矿物的代表，具有着碳酸盐矿物共有的特性，从其本次实验样本含量的多寡和两个取样地的地理位置可以看出，方解石矿物同样在焦作大气中存在，且从来源上说可能是来子于地面扬尘或者城市建筑物。
石膏在空间分布上主要位于老校区的试样中，其存在特征与焦作市工业布局有一定的相似性，研究了大气中硫酸铵和矿物颗粒在凝聚过程中的化学反应, 在23 ℃和70%的湿度条件下分析碳酸钙和硫酸铵, 发现一天后形成铵石膏, 七天后形成云母。结果表明碳酸钙和硫酸铵发生了化学反应。
以上三个化学反应与温度和湿度有关，当湿度小于80%时发生反应当湿度到达80%时发生反应，焦作年平均温度为14.9℃，在夏季城市空气湿度较高时发生以上反应的几率较大，此次实验的取样工作是在夏季进行，可以推断样本DQ-1中石膏可能是在此反应中产生。在本次可以得出焦作市市区的大气沉降颗粒主要来源于工业烟尘，少数来源于地面扬尘。
另外，样本中除存在以上矿物外同时存在碳酸盐、硫酸盐、硫化物、铁的氧化物以及难以鉴定的矿物；相比来说，在焦作市河南理工大学新校区的大气颗粒样品中,矿物的种类有所减少,但是却有新的物种出现,如NH4Cl、岩盐等,表明焦作的大气中存在强烈的大气化学反应。
4.结语
(1)焦作市市区的大气沉降颗粒主要有石英、方解石、岩盐、石膏、等矿物组成，其中石英含量较高。矿物的性质特征和大气颗粒沉降样本中矿物组成的空间分布特征显示出此次研究中大气沉降颗粒为地面扬尘和城市工业烟尘的混合物。
(2)在大气沉降颗粒的物质组成及矿物含量特征分析表明，沉降颗粒的赋存形式、迁移演化机理、与城市各类污染的相关关系等均呈现出一定的规律性，反映了大气沉降颗粒在城市中不同位置的变化情况，为城市处理大气污染问题提供参考，对研究城市中大气环境的整体状况具有一定的指导意义。 [科]
【参考文献】
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矿物学特征范文2
关键词：金刚石；指示矿物
1 区域地质背景
本区位于华北地台东南缘，属稳定的古老克拉通。华北地台是我国最重要的金刚石矿成矿区，已在山东、辽宁找到了具工业价值的金刚石原生矿，并在江苏、河南、山西、吉林以及我省发现了金刚石（和重要的金刚石找矿指示矿物）和金伯利岩。
1.1地层
工作区地层区划属华北地层区（Ⅰ）、淮河地层分区（Ⅰ1）、五河地层小区（Ⅰ11）。区域上基底为古老的新太古界变质岩（五河群2685±8Ma，霍丘群2681±6.5Ma―2963±7.98Ma），主要为一套低角闪岩相的变质岩。
1.2构造
查区大地构造位置属华北地台（Ⅰ级）淮河台坳（Ⅱ级）淮北陷褶断带（Ⅲ级）的灵璧台穹和宿州凹断褶束（Ⅳ级）。区域断裂构造发育，著名的郯庐断裂带在查区东部通过。
郯庐断裂带：该断裂带是我国东部一条著名的深大断裂带，它与金刚石成矿关系十分密切。在工作区通过部分断裂带宽约20km。关于郯庐断裂带的切割深度，带内不同断裂及各断裂不同部位，切割深浅不一，最大深达上地幔。曾发生了强烈的拉张活动，导致幔源岩浆的喷发。鲁、辽沿断裂带两侧金伯利岩的产出，其侵位时代一般认为是456～490Ma，这与郯庐断裂带当时的活动有关。
1.3岩浆岩
区内岩浆岩的产出，严格受地壳运动及地质构造环境的制约。工作区结晶基底没有出露，因此，本区造山前及同造山阶段的岩浆岩无法查明。本区进入地台阶段后，从青白口纪至三叠纪属相对宁静阶段，岩浆动较弱，区内代表性的岩体为加里东期（1：20万“宿县幅区域地质调查报告”）侵入的“老寨山岩体”（1：50万“安徽省区域地质志”改为晚震旦世产物）。
镁铝榴石是最常见的指示矿物，金伯利岩的镁铝榴石主要呈幔源相巨晶或粗晶产出，也有其岩浆结晶产物，而钾镁煌斑岩中的镁铝榴石含量较少，主要为捕虏晶，它们同样都有指示意义。金伯利岩中镁铝榴石化学成分有比较宽的含量区间，与非金伯利岩相比，Cr2O3、MgO含量高，Al2O3、Ca0、FeO含量低。其端元组份，可分为两种主要类型，即镁铬―钙铬―镁铝榴石和钙铝―铁铝―镁铝榴石。山东、辽宁金伯利岩中绝大部分是前一种端元，而非金伯利岩中则以后一种端元为主，即使有少量前一种端元，也是无镁铬榴石的钙铬―镁铝榴石。
根据Cr2O3―Ca0群点分布图解，再加上格尼两条85%线，以及Cr2O3―TiO2群点分布图，一般能判别岩体类型及含矿性。即具高铬低钙特征，在Cr2O3―Ca0群点分布图上，部分点位于两条85%线左上方者，Cr2O3―TiO2群点分图中，TiO2含量区间宽。符合上述条件时，多数情况属于含矿岩体。镁铝榴石Cr2O3的含量，两条85%线左上方的点数，TiO2含量区间等指标，往往和含矿性成正比。
2.2铬尖晶石
金伯利岩中的铬尖晶石主要是镁铬铁矿。金刚石包体中的铬尖晶石Cr2O3含量高，多大于60%。富含矿金伯利岩体中的铬尖晶石Cr2O3、MgO含量高，Cr2O>60%的多，贫含矿金伯利岩体中的铬尖晶石Cr2O3>60%的少、MgO含量变化小，相对集中。不含矿金伯利岩体中的铬尖晶石Cr2O3含量低，Cr2O3>60%的极少或没有。含矿金伯利岩中铬尖晶石TiO2含量区间宽（0―6%或更大），非金伯利岩铬尖晶石TiO2含量区间窄，一般在0―2%之间。金刚石的含量与铬尖晶石的Cr2O3含量、Cr/（Cr+Al）比值呈正相关关系。铬尖晶石是钾镁煌岩最主要的指示矿物，分捕虏晶和基质两类。捕虏晶铬尖晶石化学成分以富Cr2O3高Al2O3贫TiO2为特征，一般Cr2O3>60%，Al2O3=10―12%，TiO2
据研究，在含矿较富的金伯利中，铬尖晶石的Cr/（Cr+Al）>80%，贫含矿金伯利中的铬尖晶石的Cr/（Cr+Al）
3.1（碳酸盐化）玻基辉橄质角砾熔岩（ZK01b01）
总的格局系角砾为熔岩物质所胶结，致岩石具熔岩角砾构造，胶结物具玻基结构。角砾成分为玻基辉橄岩，具玻基斑状结构，杏仁构造，并含少量同成分岩屑。斑晶矿物为橄榄石和单斜辉石。橄榄石：自形、柱状，常呈两端被封闭的六边形，横切面菱形，均已蛇纹石化。辉石：自形，切面多呈短柱状，横切面呈近于正方形的八边形，测得C∧Ng=40°，属透辉石。杏仁体：少量，椭圆状，很小，内核为碳酸盐矿物，边部为绿泥石。褐色玻质：其中含少量斜长石微晶和辉石微晶，正交下显均质性。胶结物：属玻基成分，在玻基底面上布满星点状碳酸盐矿物，局部尚可见到一些斜长石（残余）以及方解石交代辉石微晶而保留其柱状假象。蚀变现象：碳酸盐化强烈，主要见于熔岩胶结物中。
3.2（超基性）玻基辉橄质火山角砾岩（ZK01b16）
岩石具火山角砾结构，岩石由2―5.6mm，大小不等的火山碎屑物（角砾）及50%。角砾及大的岩屑棱角明显，以压紧胶结方式成岩。角砾成分复杂，以玻基辉橄质角砾居多，玻基斑状结构显著，斑晶为橄榄石和辉石。橄榄玄武岩的角砾其次，特点在于它具斑晶结构，以及基质呈交织结构。有少量角砾岩性属玻基纯橄岩，特点是在其褐色火山玻璃底面上散布着自形的橄榄石斑晶（已蛇纹石化）。胶结物，即充填在角砾和大的岩屑之间的充填物均为细小提同成分火山凝灰物质：小的岩屑、辉石和橄榄石的晶屑以及更细的尘状物，同时在某些角砾、岩屑之间空隙处尚可见到蚀变的帘石类矿物和充填胶结的碳酸盐矿物（方解石）。
3.3橄榄玄武岩（ZK01b18）
斑状结构，基质交织结构―间粒结构。斑晶大小0.2―0.5mm，斑晶矿物为辉石和橄榄石，量约15%左右。单斜辉石，无色，切面呈短柱状，见横切面呈八边形；橄榄石，切面自形，两端封闭的长六边形及菱形横切面常见，全为蛇纹石交代，局部有透闪石和黑云母交代的现象。黑云母，棕褐色，多色性显著，很少有规则的板条状轮廊，多数为不规则鳞片状或不规则细脉状，概无暗化现象，疑为蚀变矿物。基质矿物为斜长石微晶、不透明矿物微粒及较多的磷灰石小晶体，基质部位多数呈交织结构，但有些地段斜长石微晶之间夹有辉石和磁铁矿微粒，从而呈间粒结构特征。
矿物学特征范文3
1.1 矿区地质特征：
铜矿体围岩为下二叠――上石炭统格根敖包组碎屑岩。地层走向东西，倾向南，倾角60°～85°。矿区北部为中二叠统哲斯组凝灰质粉砂岩，与格根敖包组呈断层接触。华力西期正长斑岩，分布于矿区南北两侧，侵入于格根敖包组碎屑岩中。中晚泥盆世超基性岩块被格根敖包组安山岩、凝灰岩不整合覆盖（见图1、图2）。
矿区内构造比较简单，断裂呈北东东向分布，正长斑岩即沿此断裂贯入，同时在其上盘距正长斑岩5m～150m处的裂隙中，形成呈雁行排列的东西向的蚀变带及铜矿体。后生构造在矿区北部搓碎正长斑岩，但未影响矿体。
金矿床分布于矿区东西向绿泥石化蚀变带浅部，金矿体与铜矿体在空间上相伴出现，生成上有一定联系（图3）。矿床由17个大小不等的表生金矿及原生金（铜）矿体组成。矿体形态在平面上呈不规则透镜状、似脉状、蝌蚪状，矿体呈东西向断续分布；在剖面上矿体呈楔子状或透镜体，大多数矿体上宽下窄，延深不大。
矿体在局部地段略有集中，平行产出。表生金矿体走向大体在NE60°～SE110°的范围呈舒缓波状弯曲，个别矿体走向呈北西向，矿体倾向SE137°～SW190°，倾角60°～87°之间，局部接近直立。
1.2 矿产特征
围岩蚀变：铜矿区围岩蚀变主要为绿泥石化，次为次生石英岩化、硅化、绢云母化和滑石化，地表有褐铁矿化及高岭土化。前者与正长斑岩脉的侵入有关，与铜矿同期生成。呈平行带状分布，局部有分枝复合现象。蚀变带中一般含有粒状黄铁矿及黄铜矿小斑点。绿泥石化与绢云母化相伴生，强烈处黄铜矿较富集。次生石英岩化仅发育在地表氧化带中，系受地表氧化作用时所生成的硫酸铜的水溶液作用所致，在普查找矿时可做为间接找矿标志。硅化见于正长斑岩脉的边缘外接触带，有少量浸染状黄铁矿。铜矿即产于凝灰质砂岩内以绿泥石化为主的蚀变带中。金矿体围岩以表生蚀变岩为主，常见有黄钾铁矾化、褐铁矿化、赤铁矿化、孔雀石化及高岭土化等蚀变凝灰岩、粗玄岩、玄武岩、火山角砾岩等。它们往往具有不同程度的金矿化，与矿体多为渐变过渡关系，无明显界线。
铜矿体特征：本区铜矿总的分为两大类，一为占本区储量大部分的氧化矿体，次为下部的原生硫化矿体。前人经初勘圈定矿体共21个（见表1）。其中氧化矿体13个；原生硫化矿体6个；上部为氧化矿石，下部为硫化矿石的矿体2个。本区铜矿具有垂直分带现象，地表0m～2m左右，为地表淋滤带，仅剩有褐铁矿化的铁帽及粉末状粘土等物；其下为氧化带，氧化深度一般为30m～60m，而以30m左右深度的氧化矿石品位较富，故认为30m～40m为氧化富集带；其下为硫化矿体（原生带）。由于本矿床属窄小的脉状矿体，不可能聚集大量的铜矿溶液，因而没有次生硫化富集带。
铜矿石特征：氧化矿石有用矿物以碳酸盐类孔雀石为主，其次有蓝铜矿、黝铜矿和极少量赤铜矿，其中蓝铜矿、黝铜矿多沿裂隙填充。氧化矿的薄膜结晶成放射状、羽毛状等结构，硅孔雀石及蛋白石类呈半透明的细脉，赤铜矿有粒状及斑点状结晶体。孔雀石是本区氧化矿最多的一种，常与上述几种氧化矿混杂共生，也有单独地呈斑点状及小细脉存在。由于氧化矿存在于蚀变带中及裂隙发育或片理发育的构造带中，故矿石疏松破碎。硫化矿石有用矿物主要为原生黄铜矿、黄铁矿及微量次生烟灰状辉铜矿，并偶见有极少量的闪锌岩和方铅矿。含铅、锌一般
金矿体规模：金矿体规模大小不等，长度16m～190m，厚度0.78m～5.27m，延深15m～67m。主要矿体厚度变化系数为62%～67%，其矿体厚度稳定程度属较稳类。各矿体中金的品位一般在3.38克/吨～12.72克/吨之间，主要矿体的品位变化系数在54%～82%之间，其有用组份分布均匀程度属较均匀类。
金矿体形态：原生金矿体（即原生铜矿体或其上部次生硫化物富集带中，金品位达到工业要求者），其形态主要呈透镜体状，局部平行产出，其产状与铜矿体产状一致，走向东西向，倾角南，倾角69度左右。其矿石的金平均品位为4.9克/吨，最高42.3克/吨，铜平均品位为3.51%，最高可达8.48%。
成矿时代及工业类型：本矿床成矿时代为华力西晚期。126地质队根据本矿床呈东西向延长，数条大致相平行的带状矿体系受成矿前构造断裂带及破碎带所控制，又据原生黄铜矿石中混有大量黄铁矿，故认为铜矿床属于黄铁矿型小型铜矿床。
金矿床赋存在华力西晚期超浅成相正长斑岩侵入体与格根敖包组中基性火山岩的外接触带之绿泥石化蚀变带中。金矿体产出的空间部位，大多数在铜矿床的氧化带内和绿泥石化蚀变带中，严格受近东西向低级别的张性断裂构造控制。矿体形态剖面上多呈楔子状或不规则透镜体状，其延深都不大，并与氧化铜矿体密切共生，部分金矿体就赋存在铜矿体内。金矿体是含铜黄铁矿化或原生矿体经过长期的风化、淋滤作用，使金活化、迁移或次生富集于有利的构造部位形成的。依据上述成矿地质特征，金矿床成因类型属风化淋滤型金矿床。
2. 地球化学特征
小坝梁矿区元素组合为Cu、Pb、Au、Hg、Cd、U、Sn、Bi、Cr、Co、Ni、Fe2O3、Mn、V、La、Y、Zr、F、P、Sr。各元素特征见表2及图4。
强度高、规模大的元素是Au、Cu、Cd、Hg、Cr、Co、Ni、U、Y。各元素极值为：Au7.64×10-9、Cu94.3×10-6、Cd1.063×10-6、Hg263.33×10-9、Cr3001.1×10-6、Co100.89×10-6、Ni1974.3×10-6、U19.02×10-6、Y108.8×10-6。具有四级以上浓度分级的元素是Hg、Ni，三级浓度分级的元素是Au、Cd、Co、F、U，二级浓度分级的元素是Cu、Cr、Bi、Sn、Mo、P、Sr、Y，其余元素均为一级浓度分级。
在铜金矿床处各元素组合好，强度高，规模大，浓集中心和浓度分级明显，主要组合元素是Cu、Au、As、Hg、Cd、Fe2O3、Cr、Co、Ni、V，这是矿区主要成矿元素和指示元素。
3. 地球物理特征
由1∶20万区域布格重力异常图可见（图5），小坝梁铜金矿位于相对重力高值区，异常走向北东，等值线宽缓，布格重力异常值一般在-87.43～88.49×10-5m/s2之间，与该区出露的超基性岩相对应。向北西和南东布格重力异常值逐渐变低，异常值一般在-125.71～-120.64×10-5m/s2之间，与第四系对应较好。
在1∶5万航磁异常图（图6）上该异常位于正负磁异常梯度带上，磁异常较杂乱，总体上北部和南部为正磁异常，异常走向为北东东向，等值线较密集，磁场强度一般在100nT～500nT之间，最高为1200nT。中部为负磁异常，走向北东，磁场强度一般在-50nT～-300nT之间，最低-400nT。航磁异常与该区出露的超基性岩关系密切。
矿物学特征范文4
在晶体化学部分减少了一些“普通化学”中已经学过的概念和内容，如化学键、原子（离子）半径、晶体场理论等内容。重点通过球体最紧密堆积原理、离子类型、配位数及配位多面体等了解晶体化学成分与内部结构的关系，避免了内容繁杂，重点及中心不突出的问题，提高了教学效果。
在晶体和矿物的形成与变化部分，删除了“普通地质学”中已经学过的形成矿物地质作用的内容，突出了成因矿物学的基本内容，使教学内容更为简洁明晰。
在矿物学各论部分，突出各大类矿物的晶体化学性质与其形态及物理性质的关系，使学生从总体上理解各大类矿物为什么具有特定的形态及物理性质的原因，便于学生掌握常见矿物的鉴定特征。
对于与本课程相关的科学技术新进展和新成果，通过专题讲座的形式引入教学内容之中。
低学时专业“结晶学及矿物学”课程内容调整
（1）基于专业要求及学时数的限制，在结晶学部分，重点讲述晶体的概念、晶体的基本性质、晶体的对称及分类，删除了晶体的定向、聚形分析及单形符号等难度较大的内容。
（2）删除了晶体和矿物的形成与变化部分的教学内容，因为该部分内容属于矿物学的一个分支—成因矿物学，从专业角度看可以不要求学生掌握这部分知识。
（3）加强了矿物的形态及物理性质部分的教学内容，观察和描述矿物的形态及物理性质是鉴定矿物的专业技能，要求学生学会如何观察并用正确的专业术语描述这些性质及特征，掌握鉴定矿物的基本方法。
（4）重点总结几十种常见矿物的鉴定特征，要让学生记住每一个矿物的所有鉴定特征难度很大，因此需要教师进行总结，如将相同颜色的矿物罗列在一起，指出它们之间的区别，这样学生易于掌握。
“结晶学及矿物学”课程教学建设改革
1.教学建设目标
本课程目前为校级精品课程，课程建设目标为三年内达到省级精品课程要求。2010年已出版了低学时专业教材《矿物学简明教程》，争取在3年时间内补充和完善高学时专业多媒体课件内容，充实课程资源，不断收集最新的科技成果补充到教学课件中。把“结晶学及矿物学”课程建设成为具有一流教学水平和广泛示范辐射作用的省级精品课程。2.开展教学改革和研究活动自高校扩招以来，教师教学任务很重，疏于进行教学改革和研究活动，影响了教学质量的提高。经常或定期组织任课教师进行教学改革和研究活动，开展教学法研究，互相交流教学上遇到的问题、教学心得和体会，学习并吸收国内外先进的教学理念，了解课程发展动态，总结和推广教学研究成果。
3.加强培养青年教师
给每个青年教师指定1~2名教学经验丰富的教师作为指导教师，青年教师在主讲“结晶学及矿物学”课程前，至少应给指导教师助课2~3次，指导教师应在教学内容、方法、手段等方面给予无私的指导，而青年教师自身也要努力钻研。对学生反映教学效果好的教师，可组织青年教师集体听课，从而提高整个团队的教学水平。
4.进行教学模式改革
在教学实践中，贯彻知识、能力和素质三位一体的教育思想，课堂教学不仅仅是传授知识，更要重视学生学习能力、分析能力和运用所学知识解决问题能力的培养，以及科学研究、探索和创新素质的提高。在教学模式改革中努力实现四个转变：由教师为中心向以学生为主体、教师为主导转变；由教师单向注入式教学向师生互动式教学转变；由仅适应粉笔授课向适应现代教学手段相结合使用的教学方法转变；由仅重视课堂教学向课堂教学和实践教学相结合转变。
5.加强实验教学建设
加强实验室软、硬件环境建设，在实验室安装多媒体教学设备，修编不同学时数的实验教学指导书，补充实习矿物标本，建设开放性实验室，便于学生在课外也能经常进行复习，搭建综合实验教学平台，为培养学生自学能力和创新精神提供基础。
“结晶学及矿物学”课程教学方法、教学手段改革
“结晶学及矿物学”课程分为结晶学和矿物学两大部分，结晶学部分理论性强、抽象，理解和掌握起来难度较大。矿物学部分则内容繁多，死记硬背不容易，笔者对本课程的教学方法进行了改革与探索。
1.实施全方位、多视角的教学手段
在课堂教学中采用多媒体与板书相结合的教学方法。多媒体教学具有信息量大，图像形象化等优点，但学生做笔记困难，因此，在制作课件时切忌照搬教材，而是要将授课内容组合得当，思路清晰，重点突出。对一些难点内容则用板书讲解，并结合教具模型演示给学生看。如晶体对称型国际符号为4/mmm，讲解时以一个四方晶系晶体模型（如锆石、锡石）为例，首先进行晶体定向，确定X、Y、Z轴，国际符号中第一位4/m表示Z轴为L4，垂直L4有一个对称面P；第二位m为X、Y轴方向的对称要素,表明平行X、Y均有对称面，计有两个P；第三位m为X、Y轴角平分线方向的对称要素，表明平行X、Y轴角平分线方向均有对称面，计有两个P，总计5个对称面，其中四个直立，一个水平，它们有四条水平交线，根据对称要素组合定理，这四条交线为L2,故国际符号4/mmm对应的对称型为L44L25PC，如此讲解，学生就易于理解和掌握。
2.采用多种教学手段相结合的教学方法，达到良好的教学效果
(1)采用“启发式”、“提问式”、“小结式”多种教学手段，培养学生分析和解决问题的能力。在课堂教学中，坚持“学生为主体，教师为主导”的教学理念，加强互动过程和学生的参与程度，引导学生多思考，多问为什么，营造民主、和谐的课堂氛围。如“同质多象变体”与“异种”是两个容易混淆的概念，前者是指成分相同但结构不同的几种矿物，后者是指成分结构相同，但在形态和物理性质上有所差异的几个矿物。授课时，先采用“提问式”，如提问“石英与燧石”、“立方体黄铁矿与五角十二面体黄铁矿”、“石墨与金刚石”等是同质多象变体还是异种，让学生思考，然后采用“启发式”，分析上述矿物的不同处是什么，最后进行“小结式”讲解结论，这样，学生便会很好地掌握这两个概念。
(2)多举例、多示范，营造轻松愉快的教学环境。“结晶学及矿物学”课程抽象难懂，如果常规地按教材讲授，便会流于死板，使学生产生厌学情绪，因此，在教学中适时举例，活跃课堂气氛，往往能起到事倍功半的效果。如在讲授同质多象变体转变时，举一个“人老珠黄”的例子，以珍珠由文石转变为方解石为例来说明，既活跃了课堂气氛，学生也易于理解。此外，对一些教材上描述不明确的难懂术语，可以举一些形象化的例子来解释，如对矿物毒砂的颜色，教材上描述为“锡白色”，90后学生根本不知道是什么颜色，讲述时举例为“一元硬币之色”，学生立刻就明白了。
(3)鼓励学生多提问，激发学生的求知欲。教师要鼓励学生针对授课内容多提问，上课时没有时间，可在下课后或实习课上进行。教师对学生提出的问题要认真对待，恰当处理，耐心解答。此外，在考试前要专门安排答疑时间，这样，才能有效地帮助学生掌握本课程的知识，达到教学计划的要求。
3.建立完善的考核机制，督促学生学习自觉性
“结晶学及矿物学”课程分为理论教学和实验教学两大部分，在教学中应加强考核机制，学生的成绩由平时成绩(占总成绩10%)、实验考试成绩（占总成绩30%）和期末考试成绩（占总成绩60%）三部分组成。平时成绩是学生每次实习报告成绩，教师要直接给在作业本上，与学生见面，此举能有效督促学生学习。实验考试在最后一次实习课进行，由学生进行未知矿物标本鉴定，检验学生的实际工作技能。期末考试是对本课程知识的全面和综合测试。通过建立完善的考核机制，能有效督促学生学习自觉性，保证课程教学质量。
“结晶学及矿物学”课程实验教学改革
“结晶学及矿物学”课程是一门实践性很强的课程，通过实验教学使学生能更牢固的理解和掌握理论知识。在实验过程中，通过对理论知识的运用和实践，不仅培养了学生的动手能力，而且使其对理论知识的掌握上升到一个新的高度，进而提高学生的综合素质。
1.严把实验教学关，保证实验课教学质量
在上实验课时，教师应简明扼要地讲解并示范实习的步骤及方法，让学生进行实际操作，切忌将理论课上的内容大量重复，占用了学生自己动手操作的时间，导致完不成实习内容。实习课后，教师要逐一批改学生的实习报告，给出成绩，记录下存在的共同性的问题，并在下次实习课上进行统一讲评，及时发现问题，及时解决问题。
2.鼓励学生积极参加各种技能竞赛，激发学生的学习兴趣
目前，中国地质调查局已决定定期举行全国大学生地质技能竞赛活动，对参赛优胜者给予奖励，这一举措极大地激励了学生的参赛热情和学习兴趣。参赛项目中有“岩矿鉴定”一项，因此，教师应根据竞赛规则和特点，指导学生针对性的复习，以便取得好成绩。2010年成都理工大学成功承办了第一届全国大学生地质技能竞赛，我校参赛学生取得了优异成绩，在该项活动的推动下，学生的学习热情高涨，教师应抓住这一机遇，引导学生高度重视本课程的实践教学环节。
3.加强实验课与理论课的结合与渗透，培养学生理论联系实际的综合能力
理论教学要为实验教学打好坚实的基础，实验课要达到验证理论课知识的目的。理论课教师要参加实验课教学，了解学生对理论知识掌握的情况及在实习中学生运用理论知识的情况，发现问题后应及时调整授课方式和内容。如对矿物的形态，在教材上描述为“细长柱状、针状、纤维状矿物密集平行排列，即形成纤维状集合体”，实验课时学生就不明白“纤维状”到底是矿物单体还是集合体，此时，就要向学生明确解释“纤维状”应是矿物集合体而非单体。
矿物学特征范文5
【关键词】“结晶学与矿物学” 教学实践 实习课 启发式教学 晶体结构模型
中图分类号：G642 文献标识码：A
“结晶学与矿物学”是地质类各专业重要的专业基础课程之一，是学好晶体光学、岩石学、地球化学、材料学及宝玉石学等课程的前提与基础。没有牢固的结晶学与矿物学基础，这些课程很难学好。同时，矿物学作为研究固体地球物质成分的基础科学之一，其本身也具有为地质找矿服务的性质。随着地球科学的发展与用人单位对复合型地质人才的渴求，如何培养专业基础扎实、知识面广、创新能力较强的高素质人才成为高校地质教学改革面临的现实问题。“结晶学与矿物学”课程教学改革无疑是高校素质教育改革的重要组成部分，具有不可替代的重要作用。为此，我们这几年在“结晶学与矿物学”课程教学改革中作了一些探索和尝试，取得了良好的效果，对高校地质教学改革具有一定的借鉴作用。
课程特点与教学改革对策
“结晶学与矿物学”是以晶体和矿物为研究对象来揭示固体地球的物质组成，该课程具有以下三个特点，教学改革针对课程特点采取如下措施：①部分内容比较抽象，需要有较强的空间想象力。如晶体的投影、微观及宏观对称、晶体的定向以及晶体和矿物的微观组成与排列方式比较抽象，看不见，摸不着，学生理解起来有难度，可利用计算机技术制作生动的教学多媒体和晶体模型，以便学生直观地观察、理解和融会贯通。②实践性比较强。该课程不仅要求学生掌握基本的理论知识，而且还要求学生具有对晶体模型进行实际对称操作和实际鉴定矿物的能力，掌握几何单形的描述，如晶面的形状、数目、相互关系、晶面与对称要素的相对位置以及单形横切面的形状等；掌握常见矿物的结晶学、矿物学特征，能用肉眼或者借助简单手段对矿物进行鉴定。因此，要加重实习课的力度，同时给学生创造室内外多途径接触各种矿物的机会，培养学生实际鉴定能力。③内容上具有较强的连贯性。如晶体的对称要素、对称操作、对称型、晶体定向、晶体符号及单形分析等内容逻辑结构严密，如果前一部分内容没有很好地掌握将直接影响到后续内容的理解，因此在教学过程中要注意循序渐进、由浅入深。
教学实践及探索体系
1.教学理念
以往教学过程中往往以教师为主，不够重视或完全忽视了学生应该是整个学习活动的主体。本次教学中确立“以学生为主”的教育观念，将学生由被动地接受知识变为主动获取知识，即教师引导和促进学生自己去发现问题、提出问题和解决问题，决定学生应是教学过程中主动、自觉地参与者和探索者[1]。同时始终把素质教育融于专业教育之中[2]，促进个性全面、和谐、自由与充分的发展。树立学生热爱地质专业以及勤奋学习的思想和决心，使学生具有爱岗敬业、诚实守信、甘于寂寞、团结协作精神和奉献精神的职业道德。
2.教学内容
“结晶学与矿物学”课程讲授对象为晶体与矿物，课程体系包括两个部分：理论教学与实践教学。怎样在有限的课时内，选择授课内容是讲好这门课的关键。教学内容选择上要抓住主线，提纲挈领。结晶学部分的重点和难点主要是晶体的宏观对称及其与微观结构的内在联系及规律、晶体的定向及晶体符号、单形与聚形分析。在矿物学部分，抓住矿物的物质成分、晶体结构、形态、物理性质及形成条件之间的相互制约这一主线，使学生理解矿物的化学组成、结构与形成条件控制了矿物的物理性质，物理性质是矿物成分、结构和形成条件的外在表现，是鉴定矿物、判断成因和加工利用的重要依据。实验课的主要目的是要求学生能够将理论知识应用于实际以便能够独立分析问题和解决问题。
本次改革后“结晶学与矿物学”总学时设为64学时，其中44学时为理论教学，为了培养学生的实践能力，将实验教学增加至20学时，具体安排如下：
（1）理论教学。
结晶学部分：共14学时。包括晶体与晶体的基本性质（2学时）、晶体生长模型及晶体投影（2学时）、晶体的外部对称（2学时）、晶体定向与晶体符号（2学时）、单形与聚形（3学时）、晶体结构与晶体化学（3学时）。
矿物学部分：共30学时。包括绪论（1学时）、矿物的形态（1学时）、矿物的物理性质（4学时）、矿物的化学成分矿物的命名与分类（1学时）、矿物的形成演化与共生组合（2学时）、自然元素大类（1学时）、硫化物及其类似化合物（2学时）、氧化物和氢氧化物（2学时）、硅酸盐矿物（12学时）、碳酸盐、硫酸盐矿物（2学时）、卤化物及其他矿物（2学时）。
（2）实验教学。共10次，20学时。结晶学部分3次，包括晶体的投影和对称（2学时）、晶体定向与晶体符号（2学时）、单形与聚形（2学时）。矿物学部分7次，包括矿物的形态和物理性质（2学时）、硅酸盐矿物（6学时）、硫化物及其类似化合物（2学时）、氧化物和氢氧化物（2学时）、自然元素、碳酸盐、硫酸盐矿物、卤化物及其他矿物（2学时）。
3.教学方法
（1）采用“启发式”教学方法。孔子曰：“不愤不启，不悱不发”，可见在教学中启发学生的思维、调动学生的学习主动性和促使他们生动活泼的学习是多么重要。在整个教学过程中，教师经常给学生提出一些探索性的问题，留有一定的思维空间，启发学生积极思考并进行讨论，从而激发学生的学习兴趣和培养学生的创新意识。例如当讲到某一矿物的物理性质时，启发学生从其成分、结构和形成条件方面思考，引导学生独立分析此种矿物的物理性质，并将矿物的成分、结构和形成条件三者有机结合起来分析矿物的成因产状，进一步探讨矿物的组合、共生和伴生及形成矿物的地质作用等问题。同时穿插一些能引起学生兴趣的内容，不至于使学生感到该课程枯燥乏味。例如在讲到某些可以作为宝玉石的矿物时，可以适当穿插一些有关宝石、玉石的常识，并展示一些宝玉石图片供学生欣赏，一看到这些“精美的石头”，学生们马上表现出浓厚的兴趣，此时再“趁热打铁”，讲授该矿物的成分、结构、物理性质、成因产状及用途，学生都乐意接受。这种师生双方共同创造的和谐互动氛围，保证了教学任务的完成和良好的教学效果。
（2）加大实习课力度。在以往教学过程中，学生对晶体的微观组成、排列方式难以理解，并且对常见矿物的鉴定也比较难。本次教学改革别注重学生的实际动手能力，包括分析晶体模型和鉴定矿物标本，增加了实验课的比重，总计安排了10次。
具体做法是每次实习课之前，教师要求学生先对内容进行预习，课堂前10分钟，教师先对每次实习课的重点和难点给予提示，然后指导、帮助学生完成具体的认识操作。学生可以分组讨论，教师也可以随时参与进来。在紧张、愉快的氛围中掌握不同类型晶体结构模型和矿物标本的鉴定程序和方法，掌握将晶体结构和矿物标本有机结合在一起分析问题和解决问题的方法，学会初步分析矿物的成因及其产状，并在课堂上完成实习报告。通过实习，使学生进一步巩固课堂上所学的基础理论知识，运用这些知识去观察、研究、分析和判断各种地质现象，解决实际问题。
（3）实行实验室开放。开放“结晶学与矿物学”实验室，这不仅能增加学生观察和实际操作的机会，更重要的是为有特长和个性需要的学生发展个人潜能创造有利条件，提供更好的个性发展平台和空间。学生可以在规定的时间段或预约使用实验室，如果学生有需求，教师可随时参与讨论和指导。
4.教学手段
随着科学技术的发展和新的科学技术成果的不断发明和应用，一部教科书、一支粉笔、一块黑板、几幅挂图等的传统教学手段所传递的信息量远远不能满足现代教学的要求。因此，除了常规的教学手段以及应用常规的教学仪器与设备外，要及时探索最先进的教学手段，需要采取多种教学手段相结合的方法，此次在“结晶学与矿物学”的教学改革工作中主要做了以下几项工作。
（1）制作交互式教学多媒体。优选了Authorware软件制作了“结晶学与矿物学”课程的专业水准的交互式多媒体，将文字、图形、声音、动画和视频等各种多媒体项目汇集在一起，使得该课件具有较大的互动功能，提供按键、按鼠标和限时等多种应答方式，实现教师和学生之间的互动。同时提供了许多系统变量和函数，可以根据学生的响应情况，执行特定的功能。
（2）构建矿物晶体立体结构模型。矿物晶体立体结构对于学生来说比较抽象，学生理解起来比较困难。以往教学主要展示实体教学晶体模型，一来教学晶体模型数量有限，二来展示不生动，导致展示效果一般。本次利用flash软件构建了各种矿物晶体立体结构模型，一来这样构建的模型多，并节约了购买教学晶体模型的经费，二来可以在多媒体中多方位、多角度展示晶体的结构，并且还可以展示一个晶体的形成过程。这样把以往抽象的晶体立体结构非常直观、生动地展示给学生，使学生能够充分理解晶体的生长、对称、定向与结晶学符号的含义。
（3）走出教室，开阔学生的视野。为了开阔学生的视野，该课程坚持“请进来，走出去”的教学方针。请西安地质矿产研究所野外经验丰富的专家给学生讲解矿物的类型、组合特点、物理性质、化学成分以及如何在野外鉴定矿物。利用课外时间，组织学生去西北大学地质博物馆和西安地质矿产研究所矿物陈列室参观，去宝玉石市场实地考察，开阔学生的视野。
考核机制与教学效果
“结晶学与矿物学”属于专业基础课程，西安科技大学以往采用理论考试占70%，实验课成绩占30%的成绩计算方式。为了培养学生将抽象晶体结构与实际矿物标本有机结合的能力，提高学生鉴定矿物的实际能力，在学生最终的总成绩中将理论考试所占比例调整为60%，实验课成绩比例仍然为30%，加入10%的标本测试成绩，改变了学生以往“重理论、轻实践”的弊病，提升了学生对实验课的积极性和主动性。
近几年的教学效果证实，该课程的教学实践及探索在现阶段内取得了良好的教学效果，既保证了学生对基础理论知识的掌握，又提高了学生的实践操作能力，获得了学校和学生的一致好评。相信该课程在西安科技大学“教育教学改革与研究项目”资助下会越来越适应地质学的需要，为培养适应现代社会所需求的综合型地质人才作出应有的贡献。
参考文献：
[1]周鼎武，赖少聪，张成立等.地质学实践教学新体系[J].中国地质教育，2006（4）：47-53.
矿物学特征范文6
关键词：剥蚀深度；矿床规模；成矿温度；矿体延伸；含金性
矿物的热电性包括热电系数和导电类型（简称导型）两层含义。热电系数是指处在温差条件下的半导体矿物，非平衡流子由高温区向低温区扩散使半导体内形成了电场，对外表现为温差热电势（E）。热电系数为单位温差下的热电动势[1]，计算公式为：
α=E/（TH-TL）=E/ΔT。
式中：α-热电系数（μV/℃）；E-热电动势（mV）；ΔT-温差（℃）
导电类型有两种：电子型（N型）和空穴型（P型），E值为负，矿物表现为N型导电；E值为正，为P型导电。
现实验测试及研究成果表明，黄铁矿热电性主要与黄铁矿中微量元素的类质同象有关。As、Co、Ni在黄铁矿中呈类质同象存在，As置换黄铁矿中的S，使黄铁矿含过剩的阴电荷而去捕获空穴形成空穴型导型（P型），Co、Ni置换黄铁矿中的Fe，则形成电子型导型（N型）。
黄铁矿热电性研究是地质找矿中重要的手段之一，它在判断成矿温度、剥蚀程度、矿床规模、找隐伏矿体等方面均起到了重要作用[2、3、4]。本文结合前人相关的研究资料，对黄铁矿热电性在金矿评价中应用最广泛的几个方面进行了简要的举例说明。
1 判断矿体剥蚀深度
前人研究成果显示[4、5]，黄铁矿热电性在垂向上具较好的分带性，即矿体上部以p型黄铁矿为主，矿体中部为P+N混合型黄铁矿，矿体下部以N型黄铁矿为主。根据这一规律，可以利用黄铁矿热电性分带性特征对矿床剥蚀深度进行定性的评价。当矿体一定标高的黄铁矿多为P型黄铁矿时，表明矿体遭受剥蚀较浅或已剥蚀到矿体上部；若黄铁矿为混合型（P+N型）黄体矿时，则说明剥蚀已到矿体中部；若黄铁矿多为N型黄铁矿时，可以认为矿体遭受了深度剥蚀或已剥蚀到矿体下部，矿体向下延伸不会太远。
谢玉林等[6]根据黄铁矿热电系数值，利用以下方程求出了黄铁矿热电性参数XNP，并推测可以定性的确定金矿体的剥蚀切面。
XNP=（2fⅠ+fⅡ）-（fⅣ+2fⅤ）
式中： fⅠ表示黄铁矿热电系数区间为α>+400？滋V/c的黄铁矿数量百分比；fⅡ表示α在200～400？滋V/℃之间黄铁矿数量百分比；fⅣ为α在0～-200？滋V/℃之间黄铁矿数量百分比；fⅤ为α
2 判断矿床规模
邵伟等[8]对比研究胶东地区7个典型金矿床中黄铁矿微量元素（As、Co、Ni）、黄铁矿热电性、矿床规模及成因类型后指出：黄铁矿含As量较高、As/（Co+Ni）比值较大、P型黄铁矿的出现率较大，属于大型金矿的可能性就增大。另外，黄铁矿过高的热电系数变化梯度对形成稳定大型金矿也不利[9]。对于金矿床而言，P型黄铁矿出现率较大，说明该矿床剥蚀较浅，深部找矿远景大；黄铁矿热电系数变化梯度较小，说明该矿床矿体在一定深度范围内较连续稳定。
3 评价矿体延伸
根据不同标高的黄铁矿热电系数，我们便可以计算出一定深度内的黄铁矿热电系数变化梯度VH[VH=（XA-XB）/（HA-HB），XA、XB分别为上下剖面黄铁矿热电性参数，HA、HB分别为上下剖面高程。变化梯度小的方向，指示矿体延伸或隐伏矿体的方向，反之亦然。
权至高[10]利用黄铁矿热电性变化梯度VH，得出矿化总延长深度L（L=400/VH）和矿体尖灭深度LO[LO=（XNP+200）/VH]公式，并依此公式，计算得出了庞家河金矿五中段矿体总延长深度L=-1204m，矿体的尖灭深度LO=805m。经工程验证，上述结果与实际吻合性较好。
4 判断成矿温度
黄铁矿热电系数与形成温度有一定关系，P.A.戈尔巴乔夫（1964）年利用大量数据做出黄铁矿热电性-温度图，并从该图获得线性方程；
t=（704.51-α）/1.818（N型）
t=3（122.22+α）/5.0 （P型）
苏文超[11]通过上述公式，计算得出黔西南烂泥沟金矿黄铁矿成矿温度为200～225℃，与石英包裹体测温（184～228℃）结果相吻合，说明利用黄铁矿热电系数确定成矿温度是一种行之有效的方法。
5 含金性评价
一般认为，含金样品的黄铁矿多为P型黄铁矿，而不含金或含金量相对较低样品的黄铁矿为N型黄铁矿或P+N混合型黄铁矿。由于黄铁矿热电性不仅与矿物组成元素和微量元素有关，而且受矿物产状、矿床成因类型、矿物共生组合和产出深度等因素影响[12]，不同矿床矿石含金性不尽相同，因此，运用黄铁矿热电性导型评价矿石含金性应结合具体情况进行分析。研究表明[6、13]，黄铁矿样品热电系数的绝对值与含金性呈正相关性。内蒙古乌拉山金矿黄铁热电系数绝对值大于200μV/℃，时，指示金矿化强，且随黄铁矿热电系数绝对值的增大，金品位也有逐渐增大的趋势。可见，黄铁矿热电系数绝对值可作为评价矿石含金性的一个矿物学标志。
参考文献
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