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礦物學特征范文1
【關鍵詞】大氣沉降顆粒；大氣污染；衍射；礦物學分析
大氣污染問題嚴重影響著人民群眾的身體健康和環境的可協調發展。通過對焦作市代表區河南理工大學校區內的大氣沉降顆粒進行的礦物學分析研究,了解研究區內大氣沉降顆粒的物質組成、有害元素含量及其賦存形式、遷移演化機理、與城市各類污染的相關關系，研究對人體產生較大危害的細粒物質來源和體積分數, 分析城市不同功能區顆粒物的可能來源和空氣動力學特征, 為評價焦作市大氣環境的整體狀況提供資料和參考。
圖1 焦作市區區劃及采樣點位置圖
焦作市位于河南省西北部，屬于暖溫帶半干旱大陸性季風氣候，年平均氣溫14.9℃, 年平均降水量為603～713mm，年平均蒸發量為2039mm。河南理工大學分南北兩個校區，南校區位于焦作市高新區，校區污染源少，車流量小，空氣質量較市區優良。北校區（老校區）即河南理工萬方科技學院位于焦作市市中心空氣質量較差，在這兩地對大氣沉降顆粒進行取樣研究在地域上具有良好的代表性。
1.研究區大氣污染特征
研究區以可吸入顆粒物污染的煤煙型污染為主要特征。大氣污染物主要以SO2、TSP、降塵為主，煙塵年平均排放量為4.6583萬噸,SO2平均排放量約為7.68萬噸。同時機動車排氣污染對焦作大氣狀況的影響日益嚴重，SO2、CO2、碳氫化合物、可吸入顆粒物、氮氧化物等有害物質和溫室氣體的排放量呈上升趨勢。
2.大氣沉降顆粒礦物學分析討論
2.1取樣情況
在樣品采集過程中，本著使大氣沉降顆粒樣本少受風力、風向、溫度、地面粉塵不良因素影響的原則，取樣地點選擇在河南理工大學南、北校區內離地面高度約20米處，采樣時盡量避開直接污染源(如工業污染、民用燃煤、油漆等)， 24h連續采樣，采樣同時記錄每天的氣溫、氣濕、氣壓、風向、風力等天氣狀況。由于大氣沉降顆粒物混合較均勻，在校區內設置多個收集點意義不大。經過收集和處理最后得到新校區大氣沉降顆粒樣本DQ-1和老校區大氣沉降顆粒樣本HC-1，作為分析樣本。
2.2大氣沉降顆粒特征及衍射分析
基本原理是運用特定波長特定入射角度的X射線與晶體晶面間距滿足布拉格條件產生衍射，形成衍射花樣（實際就是對應的倒易點陣）每種礦物都對應一套X 射線譜圖,根據X 衍射圖給出的d 值,查詢JCPDS 標準卡片,可以準確地鑒定出礦物.根據不同礦物的衍射強度的大小,可以半定量地計算出它們的含量。
Gypsum - 石膏；Quartz - 石英；Calcite - 方解石氯
Gypsum - 石膏；Quartz - 石英；
Calcite - 方解石氯；Sal-ammoniac - 化鈉（巖鹽）
對兩大氣沉降顆粒進行衍射實驗得到數據，最后通過分類整理得出樣本中的礦物種類和含量綜合表。
3.分析結果與討論
通過對樣品的X衍射實驗分析可知,研究區內大氣沉降顆粒物的礦物組成以石英和方解石為主，且在大氣顆粒樣本中含量較大，說明這兩種礦物在焦作的大氣中長期存在且在含量較大。河南理工大學北校區位于城區中心，附近工業設施密集，交通流量較大，污染物排放密集，是歷年來焦作市市區大氣污染的主要來源地之一。而河南理工大學新校區則位于焦作市南部的高新區，附近工業設施較少，車流量也不大，相對與老校區環境相對較好, 工業污染源較少。
比較兩個樣本中的石英含量，可以看出石英在兩個顆粒物樣本中含量都占主要地位，且在整個研究區分布比較均勻。石英是高溫下穩定的硅酸鹽礦物，其可以來自地表揚塵，也可以源自工業煙塵、粉塵。但從各種工業使用原料（如原煤）的礦物組成來看，石英的含量一般較少，因而樣本中的石英來源于地面揚塵的可能性比較大，當然也不排除來源于工業排放的可能。
方解石做為碳酸鹽礦物的代表，具有著碳酸鹽礦物共有的特性，從其本次實驗樣本含量的多寡和兩個取樣地的地理位置可以看出，方解石礦物同樣在焦作大氣中存在，且從來源上說可能是來子于地面揚塵或者城市建筑物。
石膏在空間分布上主要位于老校區的試樣中，其存在特征與焦作市工業布局有一定的相似性，研究了大氣中硫酸銨和礦物顆粒在凝聚過程中的化學反應, 在23 ℃和70%的濕度條件下分析碳酸鈣和硫酸銨, 發現一天后形成銨石膏, 七天后形成云母。結果表明碳酸鈣和硫酸銨發生了化學反應。
以上三個化學反應與溫度和濕度有關，當濕度小于80%時發生反應當濕度到達80%時發生反應，焦作年平均溫度為14.9℃，在夏季城市空氣濕度較高時發生以上反應的幾率較大，此次實驗的取樣工作是在夏季進行，可以推斷樣本DQ-1中石膏可能是在此反應中產生。在本次可以得出焦作市市區的大氣沉降顆粒主要來源于工業煙塵，少數來源于地面揚塵。
另外，樣本中除存在以上礦物外同時存在碳酸鹽、硫酸鹽、硫化物、鐵的氧化物以及難以鑒定的礦物；相比來說，在焦作市河南理工大學新校區的大氣顆粒樣品中,礦物的種類有所減少,但是卻有新的物種出現,如NH4Cl、巖鹽等,表明焦作的大氣中存在強烈的大氣化學反應。
4.結語
(1)焦作市市區的大氣沉降顆粒主要有石英、方解石、巖鹽、石膏、等礦物組成，其中石英含量較高。礦物的性質特征和大氣顆粒沉降樣本中礦物組成的空間分布特征顯示出此次研究中大氣沉降顆粒為地面揚塵和城市工業煙塵的混合物。
(2)在大氣沉降顆粒的物質組成及礦物含量特征分析表明，沉降顆粒的賦存形式、遷移演化機理、與城市各類污染的相關關系等均呈現出一定的規律性，反映了大氣沉降顆粒在城市中不同位置的變化情況，為城市處理大氣污染問題提供參考，對研究城市中大氣環境的整體狀況具有一定的指導意義。 [科]
【參考文獻】
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礦物學特征范文2
關鍵詞：金剛石；指示礦物
1 區域地質背景
本區位于華北地臺東南緣，屬穩定的古老克拉通。華北地臺是我國最重要的金剛石礦成礦區，已在山東、遼寧找到了具工業價值的金剛石原生礦，并在江蘇、河南、山西、吉林以及我省發現了金剛石（和重要的金剛石找礦指示礦物）和金伯利巖。
1.1地層
工作區地層區劃屬華北地層區（Ⅰ）、淮河地層分區（Ⅰ1）、五河地層小區（Ⅰ11）。區域上基底為古老的新太古界變質巖（五河群2685±8Ma，霍丘群2681±6.5Ma―2963±7.98Ma），主要為一套低角閃巖相的變質巖。
1.2構造
查區大地構造位置屬華北地臺（Ⅰ級）淮河臺坳（Ⅱ級）淮北陷褶斷帶（Ⅲ級）的靈璧臺穹和宿州凹斷褶束（Ⅳ級）。區域斷裂構造發育，著名的郯廬斷裂帶在查區東部通過。
郯廬斷裂帶：該斷裂帶是我國東部一條著名的深大斷裂帶，它與金剛石成礦關系十分密切。在工作區通過部分斷裂帶寬約20km。關于郯廬斷裂帶的切割深度，帶內不同斷裂及各斷裂不同部位，切割深淺不一，最大深達上地幔。曾發生了強烈的拉張活動，導致幔源巖漿的噴發。魯、遼沿斷裂帶兩側金伯利巖的產出，其侵位時代一般認為是456～490Ma，這與郯廬斷裂帶當時的活動有關。
1.3巖漿巖
區內巖漿巖的產出，嚴格受地殼運動及地質構造環境的制約。工作區結晶基底沒有出露，因此，本區造山前及同造山階段的巖漿巖無法查明。本區進入地臺階段后，從青白口紀至三疊紀屬相對寧靜階段，巖漿動較弱，區內代表性的巖體為加里東期（1：20萬“宿縣幅區域地質調查報告”）侵入的“老寨山巖體”（1：50萬“安徽省區域地質志”改為晚震旦世產物）。
鎂鋁榴石是最常見的指示礦物，金伯利巖的鎂鋁榴石主要呈幔源相巨晶或粗晶產出，也有其巖漿結晶產物，而鉀鎂煌斑巖中的鎂鋁榴石含量較少，主要為捕虜晶，它們同樣都有指示意義。金伯利巖中鎂鋁榴石化學成分有比較寬的含量區間，與非金伯利巖相比，Cr2O3、MgO含量高，Al2O3、Ca0、FeO含量低。其端元組份，可分為兩種主要類型，即鎂鉻―鈣鉻―鎂鋁榴石和鈣鋁―鐵鋁―鎂鋁榴石。山東、遼寧金伯利巖中絕大部分是前一種端元，而非金伯利巖中則以后一種端元為主，即使有少量前一種端元，也是無鎂鉻榴石的鈣鉻―鎂鋁榴石。
根據Cr2O3―Ca0群點分布圖解，再加上格尼兩條85%線，以及Cr2O3―TiO2群點分布圖，一般能判別巖體類型及含礦性。即具高鉻低鈣特征，在Cr2O3―Ca0群點分布圖上，部分點位于兩條85%線左上方者，Cr2O3―TiO2群點分圖中，TiO2含量區間寬。符合上述條件時，多數情況屬于含礦巖體。鎂鋁榴石Cr2O3的含量，兩條85%線左上方的點數，TiO2含量區間等指標，往往和含礦性成正比。
2.2鉻尖晶石
金伯利巖中的鉻尖晶石主要是鎂鉻鐵礦。金剛石包體中的鉻尖晶石Cr2O3含量高，多大于60%。富含礦金伯利巖體中的鉻尖晶石Cr2O3、MgO含量高，Cr2O>60%的多，貧含礦金伯利巖體中的鉻尖晶石Cr2O3>60%的少、MgO含量變化小，相對集中。不含礦金伯利巖體中的鉻尖晶石Cr2O3含量低，Cr2O3>60%的極少或沒有。含礦金伯利巖中鉻尖晶石TiO2含量區間寬（0―6%或更大），非金伯利巖鉻尖晶石TiO2含量區間窄，一般在0―2%之間。金剛石的含量與鉻尖晶石的Cr2O3含量、Cr/（Cr+Al）比值呈正相關關系。鉻尖晶石是鉀鎂煌巖最主要的指示礦物，分捕虜晶和基質兩類。捕虜晶鉻尖晶石化學成分以富Cr2O3高Al2O3貧TiO2為特征，一般Cr2O3>60%，Al2O3=10―12%，TiO2
據研究，在含礦較富的金伯利中，鉻尖晶石的Cr/（Cr+Al）>80%，貧含礦金伯利中的鉻尖晶石的Cr/（Cr+Al）
3.1（碳酸鹽化）玻基輝橄質角礫熔巖（ZK01b01）
總的格局系角礫為熔巖物質所膠結，致巖石具熔巖角礫構造，膠結物具?；Y構。角礫成分為?；x橄巖，具?；郀罱Y構，杏仁構造，并含少量同成分巖屑。斑晶礦物為橄欖石和單斜輝石。橄欖石：自形、柱狀，常呈兩端被封閉的六邊形，橫切面菱形，均已蛇紋石化。輝石：自形，切面多呈短柱狀，橫切面呈近于正方形的八邊形，測得C∧Ng=40°，屬透輝石。杏仁體：少量，橢圓狀，很小，內核為碳酸鹽礦物，邊部為綠泥石。褐色玻質：其中含少量斜長石微晶和輝石微晶，正交下顯均質性。膠結物：屬?；煞郑诓；酌嫔喜紳M星點狀碳酸鹽礦物，局部尚可見到一些斜長石（殘余）以及方解石交代輝石微晶而保留其柱狀假象。蝕變現象：碳酸鹽化強烈，主要見于熔巖膠結物中。
3.2（超基性）?；x橄質火山角礫巖（ZK01b16）
巖石具火山角礫結構，巖石由2―5.6mm，大小不等的火山碎屑物（角礫）及50%。角礫及大的巖屑棱角明顯，以壓緊膠結方式成巖。角礫成分復雜，以?；x橄質角礫居多，?；郀罱Y構顯著，斑晶為橄欖石和輝石。橄欖玄武巖的角礫其次，特點在于它具斑晶結構，以及基質呈交織結構。有少量角礫巖性屬玻基純橄巖，特點是在其褐色火山玻璃底面上散布著自形的橄欖石斑晶（已蛇紋石化）。膠結物，即充填在角礫和大的巖屑之間的充填物均為細小提同成分火山凝灰物質：小的巖屑、輝石和橄欖石的晶屑以及更細的塵狀物，同時在某些角礫、巖屑之間空隙處尚可見到蝕變的簾石類礦物和充填膠結的碳酸鹽礦物（方解石）。
3.3橄欖玄武巖（ZK01b18）
斑狀結構，基質交織結構―間粒結構。斑晶大小0.2―0.5mm，斑晶礦物為輝石和橄欖石，量約15%左右。單斜輝石，無色，切面呈短柱狀，見橫切面呈八邊形；橄欖石，切面自形，兩端封閉的長六邊形及菱形橫切面常見，全為蛇紋石交代，局部有透閃石和黑云母交代的現象。黑云母，棕褐色，多色性顯著，很少有規則的板條狀輪廊，多數為不規則鱗片狀或不規則細脈狀，概無暗化現象，疑為蝕變礦物。基質礦物為斜長石微晶、不透明礦物微粒及較多的磷灰石小晶體，基質部位多數呈交織結構，但有些地段斜長石微晶之間夾有輝石和磁鐵礦微粒，從而呈間粒結構特征。
礦物學特征范文3
本區屬內蒙古中部地槽褶皺系（Ⅱ），蘇尼特右旗晚華力西褶皺帶（Ⅱ4），哲斯-林西復向斜（Ⅱ41）。二連浩特一扎蘭屯深大斷裂與北北東向大興安嶺主脊斷裂交匯附近，出露地層屬華北地層大區（Ⅴ）內蒙古草原地層區（Ⅴ3），烏蘭浩特―哈爾濱地層分區（Ⅴ31）；中新生帶地層屬濱太平洋地層區（5），大興安嶺-燕山地層分區（51），烏蘭浩特-赤峰地層小區（513）。區域出露地層有古生界二疊系、中生界侏羅系及新生界第四系。區處于大興安嶺中部，二連―賀根山―扎蘭屯斷裂與大興安嶺主脊斷裂交匯附近。受區域構造影響，區內次級褶皺、斷裂發育，構造線方向以北東、北北東向為主，其次為北西向。由于巖體的侵入和中生代火山巖覆蓋，區域內僅在大石寨巖體周邊二疊紀地層中發育有一系列北東、北西和近南北向展布的斷裂構造多斷續分布。
2. 土壤異常特征
地球化學、礦物微量元素研究還說明：本區不僅是銅地球化學異常區（據蘇宏偉等，2004），同時也是銀地球化學異常區（據盛繼福等，1999），已知各類礦床主要金屬礦物（方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等礦物）含Ag量比三江地臺、華北地臺中的銅、鉛鋅等礦床中的同種金屬礦物高1個～2個數量級，反映出預查區區域上處在銀、銅、錫、鉛、鋅異常區中，是尋找新的銀、銅、錫礦床有望地段。
其中大興安嶺主脊―Sn、Cu、Ag、Pb、Zn成礦帶通過本次預查區。地球化學、礦物微量元素研究還說明：本區不僅是銅地球化學異常區（據蘇宏偉等，2004），同時也是銀地球化學異常區（據盛繼福等，1999），已知各類礦床主要金屬礦物（方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等礦物）含Ag量比三江地臺、華北地臺中的銅、鉛鋅等礦床中的同種金屬礦物高1個～2個數量級，反映出預查區區域上處在銀、銅、錫、鉛、鋅異常區中，是尋找新的銀、銅、錫礦床有望地段。
目前工作區已發現礦點6處，經統計分布于二疊系地層中的銀銅礦點數占總礦點數的66.6%。說明本區礦產分布豐富，且成礦條件良好。帶內由AT1、AT2、AT3、AT4、AT5、AT6個綜合異常組成，北東向大斷裂兩側及猛鷲山一帶。主要銅、錫異常，產于壽山溝組與侵入巖接觸上。
3. 地球物理特征
3.1 基本概念
電法勘探是以電性差異為基礎，根據地殼中不同的巖（礦）石產生的電磁性質及電化學性質的差異，通過對天然和人工場及電磁場空間分布規律來觀察和研究，通過研究與地質體有關的電場分布特征來達到，尋找不同類型的礦床和地質體構造解決埋深較大的礦產資源。從而借助地球物理探礦方法是解決問題的有效辦法。
3.2 地球物理巖性特征
工作區主要出露的地質體有：流紋巖、凝灰巖、安山巖、二長花崗巖等。在物探工作中，對測區內特別是異常區內出現的巖石較為系統的進行了物性標本的采集和測定工作，全區共對四種巖石采集和測定標本，由物性參數測定統計結果可得知：區內地質體的電性特征是：流紋巖、凝灰巖的電阻率一般較高（大于2500Ωm）、視極化率較高（1.28%～1.34%左右）；安山巖、二長花崗巖的電阻率較低（2000Ωm左右）、極化率較低（0.51%～0.92%）；由此可見測區內電法測量基本上干擾地質體，開展物探工作物性條件較好。
3.3 地球物理異常特征
從整體上看：測區的大部隊分地區極化率較低，所對應為火山巖地區；南東部激化率較高，所對應為花崗巖地區，分區較為明顯。區內圈定了一處視極化率異常，主要特征為：位于測區的東南部，為一軸向北東向展布的橢圓狀異常，異常等值線圈定異常長度為400m，寬約300m，其北東側異常沒有封閉其中出現強度為5.81%的峰值。異常區的對應的視電阻率值在2400Ωm～3600Ωm之?g，宏觀上處在視電阻率高低阻過渡的梯度帶上，視電阻率異常等值線在異常區內北為北東向南部變為北西向；異常區主要出露的巖石是花崗二長巖，JH-1異?；旧吓c土壤測量異常對應，異常為W0.8304―Sn0.6323―Bi0.3618―Au0.2902―Co0.2332―Mo0.1669―As0.0505―Zn0.0207元素組合，W、Sn元素顯示較強，規模也較大；異常受巖體控制特征明顯，具有明顯的熱液活動特征；個別點峰值較高，表明其礦化作用較強。初步認為JH-1異常可能與巖體內外接觸帶硫化物富積有關。
礦物學特征范文4
在晶體化學部分減少了一些“普通化學”中已經學過的概念和內容，如化學鍵、原子（離子）半徑、晶體場理論等內容。重點通過球體最緊密堆積原理、離子類型、配位數及配位多面體等了解晶體化學成分與內部結構的關系，避免了內容繁雜，重點及中心不突出的問題，提高了教學效果。
在晶體和礦物的形成與變化部分，刪除了“普通地質學”中已經學過的形成礦物地質作用的內容，突出了成因礦物學的基本內容，使教學內容更為簡潔明晰。
在礦物學各論部分，突出各大類礦物的晶體化學性質與其形態及物理性質的關系，使學生從總體上理解各大類礦物為什么具有特定的形態及物理性質的原因，便于學生掌握常見礦物的鑒定特征。
對于與本課程相關的科學技術新進展和新成果，通過專題講座的形式引入教學內容之中。
低學時專業“結晶學及礦物學”課程內容調整
（1）基于專業要求及學時數的限制，在結晶學部分，重點講述晶體的概念、晶體的基本性質、晶體的對稱及分類，刪除了晶體的定向、聚形分析及單形符號等難度較大的內容。
（2）刪除了晶體和礦物的形成與變化部分的教學內容，因為該部分內容屬于礦物學的一個分支—成因礦物學，從專業角度看可以不要求學生掌握這部分知識。
（3）加強了礦物的形態及物理性質部分的教學內容，觀察和描述礦物的形態及物理性質是鑒定礦物的專業技能，要求學生學會如何觀察并用正確的專業術語描述這些性質及特征，掌握鑒定礦物的基本方法。
（4）重點總結幾十種常見礦物的鑒定特征，要讓學生記住每一個礦物的所有鑒定特征難度很大，因此需要教師進行總結，如將相同顏色的礦物羅列在一起，指出它們之間的區別，這樣學生易于掌握。
“結晶學及礦物學”課程教學建設改革
1.教學建設目標
本課程目前為校級精品課程，課程建設目標為三年內達到省級精品課程要求。2010年已出版了低學時專業教材《礦物學簡明教程》，爭取在3年時間內補充和完善高學時專業多媒體課件內容，充實課程資源，不斷收集最新的科技成果補充到教學課件中。把“結晶學及礦物學”課程建設成為具有一流教學水平和廣泛示范輻射作用的省級精品課程。2.開展教學改革和研究活動自高校擴招以來，教師教學任務很重，疏于進行教學改革和研究活動，影響了教學質量的提高。經?；蚨ㄆ诮M織任課教師進行教學改革和研究活動，開展教學法研究，互相交流教學上遇到的問題、教學心得和體會，學習并吸收國內外先進的教學理念，了解課程發展動態，總結和推廣教學研究成果。
3.加強培養青年教師
給每個青年教師指定1~2名教學經驗豐富的教師作為指導教師，青年教師在主講“結晶學及礦物學”課程前，至少應給指導教師助課2~3次，指導教師應在教學內容、方法、手段等方面給予無私的指導，而青年教師自身也要努力鉆研。對學生反映教學效果好的教師，可組織青年教師集體聽課，從而提高整個團隊的教學水平。
4.進行教學模式改革
在教學實踐中，貫徹知識、能力和素質三位一體的教育思想，課堂教學不僅僅是傳授知識，更要重視學生學習能力、分析能力和運用所學知識解決問題能力的培養，以及科學研究、探索和創新素質的提高。在教學模式改革中努力實現四個轉變：由教師為中心向以學生為主體、教師為主導轉變；由教師單向注入式教學向師生互動式教學轉變；由僅適應粉筆授課向適應現代教學手段相結合使用的教學方法轉變；由僅重視課堂教學向課堂教學和實踐教學相結合轉變。
5.加強實驗教學建設
加強實驗室軟、硬件環境建設，在實驗室安裝多媒體教學設備，修編不同學時數的實驗教學指導書，補充實習礦物標本，建設開放性實驗室，便于學生在課外也能經常進行復習，搭建綜合實驗教學平臺，為培養學生自學能力和創新精神提供基礎。
“結晶學及礦物學”課程教學方法、教學手段改革
“結晶學及礦物學”課程分為結晶學和礦物學兩大部分，結晶學部分理論性強、抽象，理解和掌握起來難度較大。礦物學部分則內容繁多，死記硬背不容易，筆者對本課程的教學方法進行了改革與探索。
1.實施全方位、多視角的教學手段
在課堂教學中采用多媒體與板書相結合的教學方法。多媒體教學具有信息量大，圖像形象化等優點，但學生做筆記困難，因此，在制作課件時切忌照搬教材，而是要將授課內容組合得當，思路清晰，重點突出。對一些難點內容則用板書講解，并結合教具模型演示給學生看。如晶體對稱型國際符號為4/mmm，講解時以一個四方晶系晶體模型（如鋯石、錫石）為例，首先進行晶體定向，確定X、Y、Z軸，國際符號中第一位4/m表示Z軸為L4，垂直L4有一個對稱面P；第二位m為X、Y軸方向的對稱要素,表明平行X、Y均有對稱面，計有兩個P；第三位m為X、Y軸角平分線方向的對稱要素，表明平行X、Y軸角平分線方向均有對稱面，計有兩個P，總計5個對稱面，其中四個直立，一個水平，它們有四條水平交線，根據對稱要素組合定理，這四條交線為L2,故國際符號4/mmm對應的對稱型為L44L25PC，如此講解，學生就易于理解和掌握。
2.采用多種教學手段相結合的教學方法，達到良好的教學效果
(1)采用“啟發式”、“提問式”、“小結式”多種教學手段，培養學生分析和解決問題的能力。在課堂教學中，堅持“學生為主體，教師為主導”的教學理念，加強互動過程和學生的參與程度，引導學生多思考，多問為什么，營造民主、和諧的課堂氛圍。如“同質多象變體”與“異種”是兩個容易混淆的概念，前者是指成分相同但結構不同的幾種礦物，后者是指成分結構相同，但在形態和物理性質上有所差異的幾個礦物。授課時，先采用“提問式”，如提問“石英與燧石”、“立方體黃鐵礦與五角十二面體黃鐵礦”、“石墨與金剛石”等是同質多象變體還是異種，讓學生思考，然后采用“啟發式”，分析上述礦物的不同處是什么，最后進行“小結式”講解結論，這樣，學生便會很好地掌握這兩個概念。
(2)多舉例、多示范，營造輕松愉快的教學環境?！敖Y晶學及礦物學”課程抽象難懂，如果常規地按教材講授，便會流于死板，使學生產生厭學情緒，因此，在教學中適時舉例，活躍課堂氣氛，往往能起到事倍功半的效果。如在講授同質多象變體轉變時，舉一個“人老珠黃”的例子，以珍珠由文石轉變為方解石為例來說明，既活躍了課堂氣氛，學生也易于理解。此外，對一些教材上描述不明確的難懂術語，可以舉一些形象化的例子來解釋，如對礦物毒砂的顏色，教材上描述為“錫白色”，90后學生根本不知道是什么顏色，講述時舉例為“一元硬幣之色”，學生立刻就明白了。
(3)鼓勵學生多提問，激發學生的求知欲。教師要鼓勵學生針對授課內容多提問，上課時沒有時間，可在下課后或實習課上進行。教師對學生提出的問題要認真對待，恰當處理，耐心解答。此外，在考試前要專門安排答疑時間，這樣，才能有效地幫助學生掌握本課程的知識，達到教學計劃的要求。
3.建立完善的考核機制，督促學生學習自覺性
“結晶學及礦物學”課程分為理論教學和實驗教學兩大部分，在教學中應加強考核機制，學生的成績由平時成績(占總成績10%)、實驗考試成績（占總成績30%）和期末考試成績（占總成績60%）三部分組成。平時成績是學生每次實習報告成績，教師要直接給在作業本上，與學生見面，此舉能有效督促學生學習。實驗考試在最后一次實習課進行，由學生進行未知礦物標本鑒定，檢驗學生的實際工作技能。期末考試是對本課程知識的全面和綜合測試。通過建立完善的考核機制，能有效督促學生學習自覺性，保證課程教學質量。
“結晶學及礦物學”課程實驗教學改革
“結晶學及礦物學”課程是一門實踐性很強的課程，通過實驗教學使學生能更牢固的理解和掌握理論知識。在實驗過程中，通過對理論知識的運用和實踐，不僅培養了學生的動手能力，而且使其對理論知識的掌握上升到一個新的高度，進而提高學生的綜合素質。
1.嚴把實驗教學關，保證實驗課教學質量
在上實驗課時，教師應簡明扼要地講解并示范實習的步驟及方法，讓學生進行實際操作，切忌將理論課上的內容大量重復，占用了學生自己動手操作的時間，導致完不成實習內容。實習課后，教師要逐一批改學生的實習報告，給出成績，記錄下存在的共同性的問題，并在下次實習課上進行統一講評，及時發現問題，及時解決問題。
2.鼓勵學生積極參加各種技能競賽，激發學生的學習興趣
目前，中國地質調查局已決定定期舉行全國大學生地質技能競賽活動，對參賽優勝者給予獎勵，這一舉措極大地激勵了學生的參賽熱情和學習興趣。參賽項目中有“巖礦鑒定”一項，因此，教師應根據競賽規則和特點，指導學生針對性的復習，以便取得好成績。2010年成都理工大學成功承辦了第一屆全國大學生地質技能競賽，我校參賽學生取得了優異成績，在該項活動的推動下，學生的學習熱情高漲，教師應抓住這一機遇，引導學生高度重視本課程的實踐教學環節。
3.加強實驗課與理論課的結合與滲透，培養學生理論聯系實際的綜合能力
理論教學要為實驗教學打好堅實的基礎，實驗課要達到驗證理論課知識的目的。理論課教師要參加實驗課教學，了解學生對理論知識掌握的情況及在實習中學生運用理論知識的情況，發現問題后應及時調整授課方式和內容。如對礦物的形態，在教材上描述為“細長柱狀、針狀、纖維狀礦物密集平行排列，即形成纖維狀集合體”，實驗課時學生就不明白“纖維狀”到底是礦物單體還是集合體，此時，就要向學生明確解釋“纖維狀”應是礦物集合體而非單體。
礦物學特征范文5
【關鍵詞】“結晶學與礦物學” 教學實踐 實習課 啟發式教學 晶體結構模型
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
“結晶學與礦物學”是地質類各專業重要的專業基礎課程之一，是學好晶體光學、巖石學、地球化學、材料學及寶玉石學等課程的前提與基礎。沒有牢固的結晶學與礦物學基礎，這些課程很難學好。同時，礦物學作為研究固體地球物質成分的基礎科學之一，其本身也具有為地質找礦服務的性質。隨著地球科學的發展與用人單位對復合型地質人才的渴求，如何培養專業基礎扎實、知識面廣、創新能力較強的高素質人才成為高校地質教學改革面臨的現實問題。“結晶學與礦物學”課程教學改革無疑是高校素質教育改革的重要組成部分，具有不可替代的重要作用。為此，我們這幾年在“結晶學與礦物學”課程教學改革中作了一些探索和嘗試，取得了良好的效果，對高校地質教學改革具有一定的借鑒作用。
課程特點與教學改革對策
“結晶學與礦物學”是以晶體和礦物為研究對象來揭示固體地球的物質組成，該課程具有以下三個特點，教學改革針對課程特點采取如下措施：①部分內容比較抽象，需要有較強的空間想象力。如晶體的投影、微觀及宏觀對稱、晶體的定向以及晶體和礦物的微觀組成與排列方式比較抽象，看不見，摸不著，學生理解起來有難度，可利用計算機技術制作生動的教學多媒體和晶體模型，以便學生直觀地觀察、理解和融會貫通。②實踐性比較強。該課程不僅要求學生掌握基本的理論知識，而且還要求學生具有對晶體模型進行實際對稱操作和實際鑒定礦物的能力，掌握幾何單形的描述，如晶面的形狀、數目、相互關系、晶面與對稱要素的相對位置以及單形橫切面的形狀等；掌握常見礦物的結晶學、礦物學特征，能用肉眼或者借助簡單手段對礦物進行鑒定。因此，要加重實習課的力度，同時給學生創造室內外多途徑接觸各種礦物的機會，培養學生實際鑒定能力。③內容上具有較強的連貫性。如晶體的對稱要素、對稱操作、對稱型、晶體定向、晶體符號及單形分析等內容邏輯結構嚴密，如果前一部分內容沒有很好地掌握將直接影響到后續內容的理解，因此在教學過程中要注意循序漸進、由淺入深。
教學實踐及探索體系
1.教學理念
以往教學過程中往往以教師為主，不夠重視或完全忽視了學生應該是整個學習活動的主體。本次教學中確立“以學生為主”的教育觀念，將學生由被動地接受知識變為主動獲取知識，即教師引導和促進學生自己去發現問題、提出問題和解決問題，決定學生應是教學過程中主動、自覺地參與者和探索者[1]。同時始終把素質教育融于專業教育之中[2]，促進個性全面、和諧、自由與充分的發展。樹立學生熱愛地質專業以及勤奮學習的思想和決心，使學生具有愛崗敬業、誠實守信、甘于寂寞、團結協作精神和奉獻精神的職業道德。
2.教學內容
“結晶學與礦物學”課程講授對象為晶體與礦物，課程體系包括兩個部分：理論教學與實踐教學。怎樣在有限的課時內，選擇授課內容是講好這門課的關鍵。教學內容選擇上要抓住主線，提綱挈領。結晶學部分的重點和難點主要是晶體的宏觀對稱及其與微觀結構的內在聯系及規律、晶體的定向及晶體符號、單形與聚形分析。在礦物學部分，抓住礦物的物質成分、晶體結構、形態、物理性質及形成條件之間的相互制約這一主線，使學生理解礦物的化學組成、結構與形成條件控制了礦物的物理性質，物理性質是礦物成分、結構和形成條件的外在表現，是鑒定礦物、判斷成因和加工利用的重要依據。實驗課的主要目的是要求學生能夠將理論知識應用于實際以便能夠獨立分析問題和解決問題。
本次改革后“結晶學與礦物學”總學時設為64學時，其中44學時為理論教學，為了培養學生的實踐能力，將實驗教學增加至20學時，具體安排如下：
（1）理論教學。
結晶學部分：共14學時。包括晶體與晶體的基本性質（2學時）、晶體生長模型及晶體投影（2學時）、晶體的外部對稱（2學時）、晶體定向與晶體符號（2學時）、單形與聚形（3學時）、晶體結構與晶體化學（3學時）。
礦物學部分：共30學時。包括緒論（1學時）、礦物的形態（1學時）、礦物的物理性質（4學時）、礦物的化學成分礦物的命名與分類（1學時）、礦物的形成演化與共生組合（2學時）、自然元素大類（1學時）、硫化物及其類似化合物（2學時）、氧化物和氫氧化物（2學時）、硅酸鹽礦物（12學時）、碳酸鹽、硫酸鹽礦物（2學時）、鹵化物及其他礦物（2學時）。
（2）實驗教學。共10次，20學時。結晶學部分3次，包括晶體的投影和對稱（2學時）、晶體定向與晶體符號（2學時）、單形與聚形（2學時）。礦物學部分7次，包括礦物的形態和物理性質（2學時）、硅酸鹽礦物（6學時）、硫化物及其類似化合物（2學時）、氧化物和氫氧化物（2學時）、自然元素、碳酸鹽、硫酸鹽礦物、鹵化物及其他礦物（2學時）。
3.教學方法
（1）采用“啟發式”教學方法?？鬃釉唬骸安粦嵅粏?，不悱不發”，可見在教學中啟發學生的思維、調動學生的學習主動性和促使他們生動活潑的學習是多么重要。在整個教學過程中，教師經常給學生提出一些探索性的問題，留有一定的思維空間，啟發學生積極思考并進行討論，從而激發學生的學習興趣和培養學生的創新意識。例如當講到某一礦物的物理性質時，啟發學生從其成分、結構和形成條件方面思考，引導學生獨立分析此種礦物的物理性質，并將礦物的成分、結構和形成條件三者有機結合起來分析礦物的成因產狀，進一步探討礦物的組合、共生和伴生及形成礦物的地質作用等問題。同時穿插一些能引起學生興趣的內容，不至于使學生感到該課程枯燥乏味。例如在講到某些可以作為寶玉石的礦物時，可以適當穿插一些有關寶石、玉石的常識，并展示一些寶玉石圖片供學生欣賞，一看到這些“精美的石頭”，學生們馬上表現出濃厚的興趣，此時再“趁熱打鐵”，講授該礦物的成分、結構、物理性質、成因產狀及用途，學生都樂意接受。這種師生雙方共同創造的和諧互動氛圍，保證了教學任務的完成和良好的教學效果。
（2）加大實習課力度。在以往教學過程中，學生對晶體的微觀組成、排列方式難以理解，并且對常見礦物的鑒定也比較難。本次教學改革別注重學生的實際動手能力，包括分析晶體模型和鑒定礦物標本，增加了實驗課的比重，總計安排了10次。
具體做法是每次實習課之前，教師要求學生先對內容進行預習，課堂前10分鐘，教師先對每次實習課的重點和難點給予提示，然后指導、幫助學生完成具體的認識操作。學生可以分組討論，教師也可以隨時參與進來。在緊張、愉快的氛圍中掌握不同類型晶體結構模型和礦物標本的鑒定程序和方法，掌握將晶體結構和礦物標本有機結合在一起分析問題和解決問題的方法，學會初步分析礦物的成因及其產狀，并在課堂上完成實習報告。通過實習，使學生進一步鞏固課堂上所學的基礎理論知識，運用這些知識去觀察、研究、分析和判斷各種地質現象，解決實際問題。
（3）實行實驗室開放。開放“結晶學與礦物學”實驗室，這不僅能增加學生觀察和實際操作的機會，更重要的是為有特長和個性需要的學生發展個人潛能創造有利條件，提供更好的個性發展平臺和空間。學生可以在規定的時間段或預約使用實驗室，如果學生有需求，教師可隨時參與討論和指導。
4.教學手段
隨著科學技術的發展和新的科學技術成果的不斷發明和應用，一部教科書、一支粉筆、一塊黑板、幾幅掛圖等的傳統教學手段所傳遞的信息量遠遠不能滿足現代教學的要求。因此，除了常規的教學手段以及應用常規的教學儀器與設備外，要及時探索最先進的教學手段，需要采取多種教學手段相結合的方法，此次在“結晶學與礦物學”的教學改革工作中主要做了以下幾項工作。
（1）制作交互式教學多媒體。優選了Authorware軟件制作了“結晶學與礦物學”課程的專業水準的交互式多媒體，將文字、圖形、聲音、動畫和視頻等各種多媒體項目匯集在一起，使得該課件具有較大的互動功能，提供按鍵、按鼠標和限時等多種應答方式，實現教師和學生之間的互動。同時提供了許多系統變量和函數，可以根據學生的響應情況，執行特定的功能。
（2）構建礦物晶體立體結構模型。礦物晶體立體結構對于學生來說比較抽象，學生理解起來比較困難。以往教學主要展示實體教學晶體模型，一來教學晶體模型數量有限，二來展示不生動，導致展示效果一般。本次利用flash軟件構建了各種礦物晶體立體結構模型，一來這樣構建的模型多，并節約了購買教學晶體模型的經費，二來可以在多媒體中多方位、多角度展示晶體的結構，并且還可以展示一個晶體的形成過程。這樣把以往抽象的晶體立體結構非常直觀、生動地展示給學生，使學生能夠充分理解晶體的生長、對稱、定向與結晶學符號的含義。
（3）走出教室，開闊學生的視野。為了開闊學生的視野，該課程堅持“請進來，走出去”的教學方針。請西安地質礦產研究所野外經驗豐富的專家給學生講解礦物的類型、組合特點、物理性質、化學成分以及如何在野外鑒定礦物。利用課外時間，組織學生去西北大學地質博物館和西安地質礦產研究所礦物陳列室參觀，去寶玉石市場實地考察，開闊學生的視野。
考核機制與教學效果
“結晶學與礦物學”屬于專業基礎課程，西安科技大學以往采用理論考試占70%，實驗課成績占30%的成績計算方式。為了培養學生將抽象晶體結構與實際礦物標本有機結合的能力，提高學生鑒定礦物的實際能力，在學生最終的總成績中將理論考試所占比例調整為60%，實驗課成績比例仍然為30%，加入10%的標本測試成績，改變了學生以往“重理論、輕實踐”的弊病，提升了學生對實驗課的積極性和主動性。
近幾年的教學效果證實，該課程的教學實踐及探索在現階段內取得了良好的教學效果，既保證了學生對基礎理論知識的掌握，又提高了學生的實踐操作能力，獲得了學校和學生的一致好評。相信該課程在西安科技大學“教育教學改革與研究項目”資助下會越來越適應地質學的需要，為培養適應現代社會所需求的綜合型地質人才作出應有的貢獻。
參考文獻：
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礦物學特征范文6
關鍵詞：剝蝕深度；礦床規模；成礦溫度；礦體延伸；含金性
礦物的熱電性包括熱電系數和導電類型（簡稱導型）兩層含義。熱電系數是指處在溫差條件下的半導體礦物，非平衡流子由高溫區向低溫區擴散使半導體內形成了電場，對外表現為溫差熱電勢（E）。熱電系數為單位溫差下的熱電動勢[1]，計算公式為：
α=E/（TH-TL）=E/ΔT。
式中：α-熱電系數（μV/℃）；E-熱電動勢（mV）；ΔT-溫差（℃）
導電類型有兩種：電子型（N型）和空穴型（P型），E值為負，礦物表現為N型導電；E值為正，為P型導電。
現實驗測試及研究成果表明，黃鐵礦熱電性主要與黃鐵礦中微量元素的類質同象有關。As、Co、Ni在黃鐵礦中呈類質同象存在，As置換黃鐵礦中的S，使黃鐵礦含過剩的陰電荷而去捕獲空穴形成空穴型導型（P型），Co、Ni置換黃鐵礦中的Fe，則形成電子型導型（N型）。
黃鐵礦熱電性研究是地質找礦中重要的手段之一，它在判斷成礦溫度、剝蝕程度、礦床規模、找隱伏礦體等方面均起到了重要作用[2、3、4]。本文結合前人相關的研究資料，對黃鐵礦熱電性在金礦評價中應用最廣泛的幾個方面進行了簡要的舉例說明。
1 判斷礦體剝蝕深度
前人研究成果顯示[4、5]，黃鐵礦熱電性在垂向上具較好的分帶性，即礦體上部以p型黃鐵礦為主，礦體中部為P+N混合型黃鐵礦，礦體下部以N型黃鐵礦為主。根據這一規律，可以利用黃鐵礦熱電性分帶性特征對礦床剝蝕深度進行定性的評價。當礦體一定標高的黃鐵礦多為P型黃鐵礦時，表明礦體遭受剝蝕較淺或已剝蝕到礦體上部；若黃鐵礦為混合型（P+N型）黃體礦時，則說明剝蝕已到礦體中部；若黃鐵礦多為N型黃鐵礦時，可以認為礦體遭受了深度剝蝕或已剝蝕到礦體下部，礦體向下延伸不會太遠。
謝玉林等[6]根據黃鐵礦熱電系數值，利用以下方程求出了黃鐵礦熱電性參數XNP，并推測可以定性的確定金礦體的剝蝕切面。
XNP=（2fⅠ+fⅡ）-（fⅣ+2fⅤ）
式中： fⅠ表示黃鐵礦熱電系數區間為α>+400？滋V/c的黃鐵礦數量百分比；fⅡ表示α在200～400？滋V/℃之間黃鐵礦數量百分比；fⅣ為α在0～-200？滋V/℃之間黃鐵礦數量百分比；fⅤ為α
2 判斷礦床規模
邵偉等[8]對比研究膠東地區7個典型金礦床中黃鐵礦微量元素（As、Co、Ni）、黃鐵礦熱電性、礦床規模及成因類型后指出：黃鐵礦含As量較高、As/（Co+Ni）比值較大、P型黃鐵礦的出現率較大，屬于大型金礦的可能性就增大。另外，黃鐵礦過高的熱電系數變化梯度對形成穩定大型金礦也不利[9]。對于金礦床而言，P型黃鐵礦出現率較大，說明該礦床剝蝕較淺，深部找礦遠景大；黃鐵礦熱電系數變化梯度較小，說明該礦床礦體在一定深度范圍內較連續穩定。
3 評價礦體延伸
根據不同標高的黃鐵礦熱電系數，我們便可以計算出一定深度內的黃鐵礦熱電系數變化梯度VH[VH=（XA-XB）/（HA-HB），XA、XB分別為上下剖面黃鐵礦熱電性參數，HA、HB分別為上下剖面高程。變化梯度小的方向，指示礦體延伸或隱伏礦體的方向，反之亦然。
權至高[10]利用黃鐵礦熱電性變化梯度VH，得出礦化總延長深度L（L=400/VH）和礦體尖滅深度LO[LO=（XNP+200）/VH]公式，并依此公式，計算得出了龐家河金礦五中段礦體總延長深度L=-1204m，礦體的尖滅深度LO=805m。經工程驗證，上述結果與實際吻合性較好。
4 判斷成礦溫度
黃鐵礦熱電系數與形成溫度有一定關系，P.A.戈爾巴喬夫（1964）年利用大量數據做出黃鐵礦熱電性-溫度圖，并從該圖獲得線性方程；
t=（704.51-α）/1.818（N型）
t=3（122.22+α）/5.0 （P型）
蘇文超[11]通過上述公式，計算得出黔西南爛泥溝金礦黃鐵礦成礦溫度為200～225℃，與石英包裹體測溫（184～228℃）結果相吻合，說明利用黃鐵礦熱電系數確定成礦溫度是一種行之有效的方法。
5 含金性評價
一般認為，含金樣品的黃鐵礦多為P型黃鐵礦，而不含金或含金量相對較低樣品的黃鐵礦為N型黃鐵礦或P+N混合型黃鐵礦。由于黃鐵礦熱電性不僅與礦物組成元素和微量元素有關，而且受礦物產狀、礦床成因類型、礦物共生組合和產出深度等因素影響[12]，不同礦床礦石含金性不盡相同，因此，運用黃鐵礦熱電性導型評價礦石含金性應結合具體情況進行分析。研究表明[6、13]，黃鐵礦樣品熱電系數的絕對值與含金性呈正相關性。內蒙古烏拉山金礦黃鐵熱電系數絕對值大于200μV/℃，時，指示金礦化強，且隨黃鐵礦熱電系數絕對值的增大，金品位也有逐漸增大的趨勢?？梢姡S鐵礦熱電系數絕對值可作為評價礦石含金性的一個礦物學標志。
參考文獻
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