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矿物学特征

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矿物学特征范文第1篇

《结晶学及矿物学》是地质学、材料学及宝石学等专业本科及专业生的核心专业基础课程,也是学好《岩石学》、《构造地质学》、《材料学》及《宝石学》等课程的基础。《结晶学及矿物学》分为《结晶学》和《矿物学》等两个部分,《结晶学》以晶体为研究对象,主要研究晶体的对称规律,研究的是晶体的共同规律;《矿物学》以矿物晶体为研究对象,主要研究各具体矿物晶体的成分、形态、物理性质、成因特点等。因此,《结晶学》部分具有抽象性和逻辑性较强的特点,而矿物学具有经验性和具体性的特点。另外,《结晶学及矿物学》这门课程也比较枯燥,并且难度也比较大,导致学生们对这门兴趣并不是特别浓厚。因此,各大高校的教师们在《结晶学及矿物学》的教学方法及改革方面做出了一系列有益的探讨及研究。中国地质大学岩矿系矿物教学团队配备有从事《结晶学及矿物学》教学多年的资深教授及后备年轻教师,笔者借此机会跟广大同行分享下本教学团队在教学过程中的感受和心得。

一、课程设计的合理化

中国地质大学(武汉)岩矿系将《结晶学及矿物学》主要分为3个知识模块:(1)结晶学部分,以晶体对称―晶体定向―单形和聚形为主线系统介绍晶体的宏观对称理论,简要介绍晶体的内部结构对称及晶体化学、晶体生长的基础知识;(2)矿物学通论部分,介绍矿物的化学成分、形态、物理性质、地质形成条件及矿物鉴定的基础知识;(3)矿物学各论部分,以矿物的晶体化学分类为主线,分别介绍各大类/类/亚类/族/种的共同规律及常见矿物的具体鉴定特征。本系矿物学教学团队目前采用的教材是赵珊茸教授主编的《结晶学及矿物学》(2006),这本教材于2002年被教育部评为“普通高等教育‘十五’国家级规划教材”,此后在赵珊茸教授的主持下进行过多次修订和改版。在以赵珊茸教授为首的教学团队的不懈努力下,此门课程在2006被评为“国家级精品课程”。不少高校的《结晶学及矿物学》课时数都在120以上,而目前均在总课时压缩为80―100课时。中国地质大学(武汉)岩矿系教研室当前设置的总课时数为80,分为室内理论讲授(36学时)和室内实践教学(44学时)。本系团队采用理论和实践教学相结合的方法进行此门课程的教授,实践课的课时稍高于理论课,使学生在掌握结晶学和矿物学的基本理论和原理的基础上,进一步通过模型和矿物标本的实践强化所学的知识点。此外本系教学团队还制定了严格、具体的教学方案,不仅详细说明了每章每节的教学重点及教学目标,还对各大知识点的讲授时间进行了严格的?定。

二、教学方法的改进

由于《结晶学及矿物学》这门课程难度比一般专业课大很多,而且内容都比较枯燥,采取传统的“填鸭式”教学可能会导致学生的兴趣度不高,很难培养学生主动学习的习惯;如果学生不主动去学习,单靠老师单向给学生“灌输”知识,教学效果肯定不会太好。因此,必须改进教学方法培养学生主动学习的兴趣。

1.采用“启发式”的教学方法。在教学过程中可以时不时给学生提出一些探索性的问题,让学生先独立思考并展开讨论,进一步引导学生自主获取答案,从而激发学生学习的兴趣。比如说讲到刚玉这种矿物时,可以向学生发问:与刚玉对应的宝石品种有哪些呢?如果学生知道有红宝石和蓝宝石,就可以接着给学生展示精美的红宝石和蓝宝石的图片,同时告知红宝石和蓝宝石颜色形成机制;如果学生回答不上来,可以一步一步引导学生获取正确的答案,再展示精美图片及解释颜色形成机制。如果每次讲到某种矿物,就单刀直入地讲解其性质和鉴定特征,会让学生感到十分乏味。但提到与矿物联系十分紧密的宝石,学生们肯定会表现出浓厚的兴趣。这个时候,可以趁热打铁,讲授一下刚玉的鉴定特征及成因,学生们一定会兴趣满满的。因为以后在野外自己挖到一颗矿物晶体,说不定就是价值连城的红宝石或蓝宝石。这种小小的互动不仅营造了师生和谐的气氛,不知不觉中让学生深刻地记住了教学的知识点。

2.重视实践课的教学。由于《结晶学及矿物学》理论课总体来说还是太抽象,学生们很难深刻地理解一些知识点,所以需要通过实践课来进一步加深理解。在上实践课的时候,尽量把讲课的时间控制在15分钟以内,简要讲述一下实习内容、实习目的及操作方法等,讲解结束之后让学生独立进行结晶学模型或矿物标本的实习,期间随时关注学生们实践课中遇到的问题,及时对其进行辅导。目前,本教学团队都是采用分组进行结晶学及矿物学的实习,在实习课期间组内同学都是可以先互相讨论。如果组内讨论都无法解决问题,可以举手向老师进行求助指导。如在寻找结晶学模型的对称型实践时,刚开始学生们很难发现模型对称型的规律,也无法保证结果的正确性。这个时候可以让学生们自己独立去“纠结”一番,而后可以具体模型为例教授学生们如何又快又准地寻找对称型。下面以四方双锥为例:(1)寻找对称要素的顺序:对称中心对称轴对称面或对称中心对称面对称轴;(2)具有对称中心模型的特征(对应的面反向平行、同形等大);(3)对称轴常出现的位置(角顶或面的中心);(4)对称面常出现的位置(平分晶面或棱);(5)检查所寻找对称要素的正确性(利用对称要素组合定理去验证);(6)正确地书写对称型(对称轴对称面对称中心)。最后,找出四方双锥的对称型为L44L25PC。晶体的宏观对称是整个结晶学最基本、最核心的内容,学生们只有通过实践课熟练掌握寻找对称型的正确方法,才能为后续晶体的定向、单形聚形分析及晶体的微观对称等章节打下坚实的基础。

矿物学部分的实习更需要经验的积累,在矿物通论部分必须要求学生们熟练掌握矿物的形态(单体及集合体的形态)及各种物理性质(光学性质、力学性质及其他物理性质)的观察及描述方法。这样在矿物学各论部分的未知鉴定中,学生们才能通过对比矿物的各项特征,准确地鉴定出未知矿物及区分相似矿物。首先也得让学生们独立去观察和描述,发现有问题的时候再及时辅导。以硫化物矿物为例,像辰砂、雌黄、雄黄等矿物仅凭借颜色就可以快速识别出来;但像方铅矿、辉钼矿及辉锑矿等相似矿物,只凭借颜色和光泽却很难区分开来。这时我们得教授学生从其他特征进行区分,如形态、条痕及解理等特征,从下表中我们明显可以看出铅矿、辉钼矿及辉锑矿在形态和解理特征上有明显的区别。其中,辉钼矿由于硬度较低,会有污手的现象。因此,在矿物鉴定的过程中,我们需要教授学生通过典型特征识别出特征矿物,通过某些矿物特征的差异性区分相似矿物。

总之,实践课一定要先让学生去独立摸索结晶学模型或矿物标本的规律,形成自己的独有的、正确的解决实践任务的思维和方法,在期间进行科学合理的辅导,而不是简简单单地告知答案。同时,每堂实习课都会要求学生完成一定量的作业,进一步加深学生们对理论课及实践课知识的理解。

3.重视课外辅导及答疑。在每堂课结束后,学生们或多或少会对某些知识点存在疑问。因此,必须对学生进行及时的课外辅导。如可以建立QQ群或微信群,在线及时解决学生们在理论课上的疑难点。同时,也可以通过QQ群或微信群给学生提前告知下次理论课的教学内容、目的及内容,让学生们提前预习相关知识。这样,学生们在学习新的章节时会更加轻松,产生的疑问也会更少。同时,每周可以定期开放实验室,让学生们去复习或预习实践标本,在现场对学生们在实践中碰到的问题进行答疑。如学生们对聚形分析的步骤不大清楚,可以典型模型为例,给学生详细讲解聚形分析的步骤及方法。通过以上途径及时对学生们进行辅导,不仅能让学生们消除各章节的疑问,也能让教师的教学变得更加轻松。但这种课外辅导比较耗时,需要根据学生们掌握知识的情况合理安排时间和频率。

4.改进多媒体教学。传统的教学手段采用黑板板书的方式向学生传授知识,这种教学手段显然不适用于《结晶学及矿物学》这门课程。首先,这种教学手段所传达的信息量远远不能满足现代教学的要求;再者,这门课程教学过程中所涉及的立体模型和矿物标本太多。因此,《结晶学及矿物学》需采用以多媒体为主,并结合传统黑板板书的方式向学生们展示课程内容。多媒体展示过程中不仅需要传统的二维图片,还需要有三维动画的展示,这些动画能使教学内容更加生动,便于学生理解。本教学团队主要在结晶学部分使用三维动画较多,如在晶体测量与投影、晶体宏观对称、晶体定向和结晶学符号、晶体生长简介及晶体化学简介等章节普遍使用了3DS MAX制作的三维动画。这些三维动画的加入使抽象的结晶学变得更加直观,让学生们更容易接受和理解。同时,这些三维动画也加入到了而且这些动画也加入到中国地质大学(武汉)制作的国家精品课程《结晶学及矿物学》的网络教程中,增加了电子教案的可读性和趣味性。因此,《结晶学》电子教案的制作人肖平老师获得中国地质大学(武汉)教务处颁发的优秀电子教案奖。

5.适当开展“第二课堂”教学。因为室内教学不管是理论教学还是实践教学,都是较为枯燥的,如果把学生拉到教室外去真刀实枪地看一些学生感兴趣的东西,也能在很大程度上提高学生们学习《结晶学及矿物学》的积极性。在我们学校附近有一个比较综合的实习场所,那就是中国地质大学逸夫博物馆(国家4A级旅游景区)。这里有地球奥秘、生命起源与进化、矿物岩石、珠宝玉石、矿产资源等五个地学类展厅,不仅可以欣赏“多姿多彩的石头”和精美绝伦的宝玉石,同时还可以了解地球46亿年的沧桑历史。馆内岩石、矿物及宝石标本十分齐全,是开展“第二课堂”实践教学的绝佳场所,在讲授矿物学部分的时候可以抽出2节课的时间带学生去博物馆看看矿物和宝石标本,同时给大家简单介绍下岩浆岩、沉积岩及变质岩等3大岩的分类及成因。博物馆的矿物标本很多都是精美的,在野外也不是特别常见,这般美丽的矿物标本会让学生深刻感受到矿物的魅力和大自然的鬼斧神工。如矿物展厅有美丽的萤石晶簇、水晶晶簇、方解石晶簇等,在学生观赏矿标的过程中,可以给他们讲授这些常见矿物的鉴别特征及晶簇的成因。宝石展厅有不少名贵的宝石品种,如祖母绿、海蓝宝石、红(蓝)宝石、猫眼、钻石等,在此可以给学门讲解祖母绿、海蓝宝石和绿柱石的关系,讲解红(蓝)宝石与刚玉的关系,讲解猫眼与金绿宝石的关系,讲解钻石和金刚石的关系。在学生们欣赏精美矿物标本和名贵宝石的过程中,不仅让学生们了解到矿物原来也可以长得如此美丽,也能让他们了解到宝石也是矿物打磨出来的,更重要的是能在学生们兴趣高涨的时候讲授与之相关的知识,让他们更深刻地掌握相关的矿物学及宝石学知识。我们教学团队在前期开展过几次这样的“第二课堂”教学,学生们表现出了极大的热情,也取得了很理想的教学效果。这样既让学生大饱眼福又能深刻收获知识的“第二课堂”教学,以后也将继续开展下去。

6.定期开展教学方法讨论会。各位教师在从事《结晶学及矿物学》这本课程的教学过程中,都积累了属于自己的教学方法,可以通过开展教学方法讨论会的方式吸取他人的长处,改进自身的教学方法及教学手段,也可以通过教学方法讨论会就一些知识点的讲解方式进行深入讨论。另外,在教学过程中也会碰到学生提出意想不到的问题,可以在讨论会上提出来集体讨论,给学生一个满意的答案。再者,年轻老师由于在此门课程上的教学经验及方法上还存在一定的欠缺,因此,教学团队成员会定期观摩年轻教师的理论课或实践课,并于课堂结束提出有益的意见,以便改善年轻教师的教学技巧。这种“以老导新”的交流方式让年轻教师受益匪浅,让老一辈资深教授的教学方法及经验得到了有效的传承。

三、考核方式的合理化

《结晶学及矿物学》属于专业基础课程,目前笔者采用理论考试占50%,实践考试占30%,实践作业占20%的成绩计算方式(本教学团队各位教师会根据本班实习情况调整相应的权重)。为了提高学生们主动学习的积极性,笔者鼓励学生们走上讲台讲授理论课,讲课者给予额外的加分。如果有时理论考试或实践考试难度较大时,会根据实际情况将理论考试和实践考试的比重适当进行调整。近几年的教学效果显示,这种考查方式不仅保证了学生们对基础理论知识的掌握,也确保了学生们的实践操作能力,同时也可通过实践作业考察学生们的学习态度。

矿物学特征范文第2篇

工艺矿物学提供矿石工艺类型分类

根椐矿石的工艺特性即矿石的物质组成、粒度、嵌布特征、有益有害元素的赋存状态等,对不同矿石,划分出不同的工艺类型,针对不同工艺类型矿石采用不同选冶工艺。工艺矿物学可为矿山地质提供开采矿石的工艺类型,各类矿石的空间分布规律和利用方向,为采矿、配矿提供精确的基础资料。地质勘探单位对矿石的分类,为自然类型和工业类型,前者表示矿石的成因类型,后者表示矿石中可利用成份品位的高低,两种分类均没有考虑矿石性质对选矿工艺的影响,不能满足矿产开发时矿石配矿和选矿对矿石工艺分类的需要。因此,在各类矿产开发阶段,特别是有色金属,根据不同品级矿石的氧化程度、伴生组份、脉石矿物种类等因素,选择合理的选冶工艺会使产品的品位和回收率更加理想,资源将会得到充分利用。入选中国地质调查局“2010年地质调查十大进展”的“鄂西宁乡式铁矿利用工艺技术研究”项目,工艺矿物学研究根据不同钢企对原料的要求,将宁乡式铁矿分为磁铁矿型矿石、赤铁矿型高磷酸性矿石、赤铁矿型低磷矿石、菱铁矿型矿石、褐铁矿型矿石、铁白云石型矿石、碱性自熔性矿石等类型,并建议每类矿石的选矿应作的工作,据此选矿科研人员成功研制出合理、高效的宁乡式铁矿开发利用技术。

工艺矿物学可确定矿产资源价值

矿石中主要利用成份的化学量是矿石工业利用的基本数据,各种类型的矿产资源,都需在当地工业环境下,根据当时的选冶技术水平和经济水平,制定出有经济效益的工业开采品位和矿体边界品位,所以矿石中主要利用成份的化学量是决定该类矿石是否有利用价值的主要依据。矿石中有用成份多赋存于特定矿物中,选冶技术研究的目的就是将这些矿物的单体或集合体有效回收利用。矿物的形态、粒度,物理化学特性与其他矿物的嵌布关系,将直接影响其工业利用效果。以铁矿为例,磁铁矿和假象赤铁矿,单矿物中含铁近72%,而褐铁矿、菱铁矿含铁只有47%~3%,在相同的品位和工艺条件下,以磁铁矿为主的铁矿石,其经济效益要高于以褐铁矿为主的铁矿石。选矿工艺选别的对象是目的矿物单体和集合体,去除机械选矿方法无法回收的类质同象成份和微细粒(-10μm)或包体。可选别部份所占比例可视为该矿石中主要利用成份的理论回收率。选矿主利用成份的理论精矿品位和理论回收率的计算,可用矿石的工艺矿物学研究方法中的元素金属量平衡计算方法获得。例如:某铁矿矿山A和矿山B,基本上是同一类型的铁矿山,主要含铁矿物同为磁铁矿。但由于磁铁矿的粒度和脉石矿物种类及粒度不同,矿山A铁的理论回收率为90%,矿山B铁的理论回收率为60%。而矿山A实际回收率为65%,矿山B为55%。从数据看矿山A的回收率比矿山B高出十个百分点,但用理论回收率来对照,矿山A资源利用率为72.22%,而矿山B的资源利用率已达到91.67%。对比可以看出,矿山B对资源的利用率远高于矿山A,而矿山A对资源的利用还有提升潜力。目的矿物和可综合回收矿物的单体及集合体工艺粒度,也是制约选矿作业回收的重要因素。一般情况下,<0.020mm粒度部份是目前大多数机械选矿设备暂时无法回收的。矿山企业通过工艺矿物学查明上述内容的矿石性质,即可定量计算资源或该企业现有工艺处理后的矿石在回收率和综合利用率方面处于何种水平,以便决定对资源进行深度开发或改善现有工艺。

工艺矿物学是选冶工艺选择的基础

选择适应矿石性质的技术上可行、经济上合理的工艺方案是矿产资源开发中的重要环节,而这种最佳方案的选择取决于矿石的物质组成、赋存状态和工艺性质。工艺矿物学研究所涉及的矿物组成、粒度特性、结构构造、主次成份的分布规律及选冶工艺中元素走向和富集分散规律等内容,是影响选冶工艺中各类产品的品位、回收率的重要因素,是评价工艺流程的合理性的重要依据。在矿石选冶试验之前进行工艺矿物学研究,提供准确可靠的矿石工艺矿物学信息,为研发合理的选冶工艺提供科学依据,是确保取得最佳经济效益的基础性工作。在选矿工艺中,工艺矿物学可提供原料、中间产品、尾矿的矿物组成、含量、可回收矿物和需剔除成份的工艺粒度、单体解离度等数据,评判选矿作业金属量损失的合理性,解释不合理损失的原因,为选矿采取必要的改进措施提供依据。对冶炼的火法、湿法冶金工艺,及时追踪元素的走向和分布规律,查明自然矿物被破坏后在不同温度、压力、浓度、氧化还原电位、酸碱度等条件下形成的人造矿物的种类、含量、理化特性,运用热力学原理和矿物相变机理,精确地提供工艺要求的各项参数,以使冶炼工艺趋于最大的合理性,并为选冶联合工艺中新方法、新技术的攻关提供实测基础资料。对金属和非金属材料而言,其成份的表面和内在组织的形态与其作用的关系非常密切,工艺矿物学的金相学可提供正常材料和腐蚀后在微观下其表面和内部的形态、组织,测试材料的硬度、韧性等物理参数,以确定材料的质量和改进的方向。

结语

矿物学特征范文第3篇

关键词 教学方法 实践 创新

1 结晶学与矿物学课程的内容与特点

结晶学部分主要介绍晶体的基本性质、晶体生长的理论、晶体的对称规律和对称分类及晶体化学基础。相对逻辑性强,需要一定的分析能力和空间想象能力,学生普遍认为较难接受,尤其是晶体外部和内部对称,比如对旋转反伸的操作等知识理解有困难。

矿物学部分主要包括重点矿物的化学成分、结构特征、形态物理性质、成因及各类矿物的通性。这部分知识看起来比较庞杂,多是介绍性的内容,需要记忆的知识点很多。如果不能把各部分知识系统起来,把结晶学与矿物学有机结合起来,学生学习中肯定会觉得内容散,在脑子里建立不起这门课的体系。

2 教学方法

(1)讲授法。讲授法是教师通过口头语言向学生传授知识的方法。这是最传统也是最常用的一种方法。在结晶学与矿物学的教学中,此方法非常重要。本课程64学时,其中32学时为理论课。在阐述基本概念、分析晶体或矿物成因、揭示晶体对称规律、对称推导、总结矿物特征中,讲授法是最直接、最高效的方法。需要讲解的内容多是理论性和逻辑性强的内容,这就需要合理设计教学语言,增强启发性和趣味性,在课堂上能有效抓住学生的注意力。要充分考虑学生的接受能力,由浅到深,由易到难,由具体到抽象,由理论到实际。多举实例,让学生加深理解。另外,在讲解的过程中突出重点,在本门课规定的学时里,让学生掌握最基本最关键的概念和知识,不能盲目灌输。在讲授过程中,PPT演示和板书相结合,PPT中可以配有图片、提纲、表格,提高教学效率,增加理论课的生动性,提高学生的学习兴趣。某些教学软件可以展示晶体或矿物的立体图形,让学生更容易理解。

(2)问答法。通过老师提问学生回答的方法,引导学生获取或巩固知识的方法。本门课中,可以在每次课的开始,在对上次课的知识做简要回顾以后,利用提问的方法检查学生的掌握情况,帮助学生复习、深化已学的知识,对于遗留的问题及时加以解决。另外在讲课过程中,提问可以有效地抓住学生的注意力,启发性的问题可以引导学生积极思考,增加学生的参与性,培养学生发现问题和解决问题的能力。比如,在讲对称要素组合规律之前,让学生自己先从对称型分布表中寻找对称要素的组合特点,自己去发现其中的规律,最后老师再加以总结和推导。

(3)演示教学法。在结晶学与矿物学的教学中,理论课和实践课都用到此方法。结晶学部分,通过演示晶体结构模型讲解晶体生长理论、内部结构和对称;通过演示晶体模型的对称操作,让学生理解并掌握对称要素的概念;通过手标本的演示,让学生对矿物的各种性质有感性的认识。让结晶学与矿物学的理论、让微观的晶体世界变成看得见、摸得着的东西,加深对概念和知识的印象,让枯燥抽象的知识变成生动直观的实物,这些演示是单纯的讲授所不能替代的。在教学中充分利用教具非常有助于学生对学习内容的理解和记忆。结晶学部分知识的理解需要学生的空间想象能力,演示教学法就可以开发学生的观察力、想象力和思维活动能力。

(4)实验法。本课程有一半为实习课,实验法对于本课程来讲非常重要,如何在实习课上让学生获得新知识、巩固已学知识、加深对理论知识的理解,需要老师合理规划和引导。比如晶体的对称操作,学生通过课上的理论学习和老师的演示,对对称面、对称轴、对称中心、旋转反伸轴等概念有了基本的认识,也清楚如何正确、完整地寻找一个晶体的对称要素,但是缺乏实际操作的体验,在应用中仍然会出现各种问题,这就需要在实习课上反复实践,提高实验操作能力,同时也能激发学生的探索精神。在矿物学部分,实习课就更必不可少了,学习矿物的一个重要目标就是学生对矿物的认知,只有亲眼见到,亲手摸到,才能形成感性认识,记住这个矿物,这种实际操作的方式也是学生感兴趣的。

(5)课堂讨论法。此方法在实习课上非常实用,实习课一般是分组观察记录,课堂讨论就按这种自然组进行,针对某个概念或某个疑问,让学生独立思考,互相讨论,每位同学都参与发言,最终得出一个结论,每个组选派一个人把该组的结论呈现给大家,让大家共同评判,这能很好的激发学生的积极性,让学生主动参与到解决问题的过程中,而且可以锻炼学生的表达能力,增强大家的合作精神,根据笔者的经验,这种分组讨论的方式往往能得到超乎预期的效果,学生对问题的某些看法对老师都能起到启发的作用。课堂讨论法需要注意的是,老师要严格把控时间和主题,让学生在规定的时间内紧紧围绕主题得出一个结果或一种解释。

(6)实践法。包括参观教学法和野外实践教学法,带学生参观博物馆或到野外认识实习,将所学知识应用到博物馆或野外实际工作中,这有助于学生明确知识的重要性,激发学生的主动性和对本学科乃至地质的兴趣。参观教学法可以是在学生收集资料的前提下,老师带领大家到学校博物馆、地质博物馆或宝玉石商场,学生参与部分讲解,参观过程中学生可以即时提问,由大家共同解决。结束后即时总结梳理。参观可以让学生接触到新的知识,扩展知识面。野外实践教学是让学生在野外辨认矿物,不同于实验室典型的矿物,野外的矿物晶形不一定完好,可能会有些风化,学生必须抓住鉴定矿物的要点才能准确判断出矿物名称,经过了野外实习,学生对矿物的认知又上升了一个档次。

(7)读书笔记法。大学生不仅要学习知识,更要学到学习的方法,让学生课下利用图书馆和网络资源查阅书籍、文献,归纳总结前人成果,甚至提炼出自己的观点,并按照严格的论文格式写成文献综述,这个过程对大学生来讲非常重要。老师可以出一个主题让学生查阅,比如“矿物的应用”、“矿物的结构与性质”等题目,课外阅读是对课程知识的外延,让学生了解该学科的前沿,同时也锻炼学生的分析问题、解决问题和科技写作的能力。

(8)创新项目法。学生学习知识的目的是为了以后的生产或科研工作,这都需要有一定的创新精神。防灾科技学院给学生提供了参与科研的机会,学生可以在老师的指导下,自主申请“学生创新项目”,能够得到几百到几千块钱的资助。在教学过程中,我们鼓励对结晶学和矿物学感兴趣的学生申报相关创新项目,研究对象可以是家乡的矿物、实习区的矿物,也可以结合老师的科研项目,采集一些矿物标本做研究。比如分析某种矿物的发育特征、成因类型或与某矿床的关系。如果做得好可以延续到做毕业论文,得出一些有意义的成果。

矿物学特征范文第4篇

关键词: 云南; 中甸岛弧带; 烂泥塘; 铜矿; 岩体岩相学; 成矿作用

中甸岛弧是西南“三江”构造成矿带中的重要组成部分,位于扬子地台西缘义敦岛弧带的南端,其东部及南部为甘孜―理塘板块结合带(图1.a)。有学者在造格架上将中甸岛弧分为东西两个斑岩带[1]。东斑岩带以普朗超大型斑岩铜矿床为代表,西斑岩带以烂泥塘、春都、雪鸡坪铜矿床为代表(图1.b)。近年来,国内外不少学者对东斑岩带的普朗以及西斑岩带的雪鸡坪、春都等矿床都进行了大量的研究及报道[1-14]。然而,对西斑岩带的烂泥塘铜矿的关注度却不高。对含矿岩体地球化学特征的系统总结,及其与斑岩铜矿之间的关系等方面的研究比较缺乏。因此,本文在结合区域地质资料和前人研究成果的基础上,通过对烂泥塘含矿岩体进行详细的岩石学和岩石地球化学研究,探讨该岩体的岩石成因及其与斑岩铜矿的成矿关系,以期为该地区构造-火成岩带多金属成矿作用的研究提供基础资料。

1. 矿床地质概况

烂泥塘铜矿位于云南香格里拉县城北北东方向,平距约20公里,属于中甸岛弧带的西斑岩带中部。矿区出露地层主要为上三叠统曲嘎寺组二三段,岩性为砂板岩夹碳酸盐岩;上三叠统图姆沟组一二段,岩性为砂板岩夹中酸性火山岩。矿区构造发育程度较简单。主要出露烂泥塘断裂以及一些密集发育于岩体及围岩中的劈理和次生的节理及裂隙。其中含矿岩性及围岩主要为石英二长斑岩和石英闪长玢岩。

2. 岩体岩相学特征

石英闪长玢岩为矿区的主要赋矿复式岩体,呈北西宽南东逐渐变窄的楔形展布在矿区的中西部,岩石呈灰色,灰黑色,斑状结构,基质具有细粒微粒结构,粒径平均0.1mm左右,块状构造,片理化强烈。斑晶主要为斜长石、少量黑云母和石英,粒径平均为12mm~2mm,最大20mm,结构比较均一。基质中有斜长石、黑云母、石英以及少量它形钾长石。岩石后期蚀变以绢英岩化和青磐岩化为主。蚀变矿物有绢云母、石英、白云母,绿泥石和方解石等。

a.绿泥石化绢云母化石英二长斑岩(+);b.绢云母化闪长玢岩(+);c.碳酸盐化绢云母化石英二长斑岩(+);d.绢云母化碳酸盐化石英闪长玢岩(+);e.绢云母化石英闪长玢岩(+);f.绢云母化石英闪长玢岩(+)

3. 成矿作用

中甸岛弧成矿系统由晚三叠世地层(含火山岩)、中酸入岩和构造3大要素组成,三者密不可分,是构造演化的具体表现或产物,其共同制约了斑(玢)岩成矿作用系统,在不同条件、不同部位形成了不同类型矿床,构成了本区特有的斑(玢)岩成矿系列。二叠纪末期甘孜―理塘洋盆打开, 早三叠世开始强烈扩张。晚三叠世晚期洋壳沿甘孜―理塘海沟向西俯冲消减于中咱―中甸微陆块之下,源自俯冲板片的脱水流体对地幔源区的交代作用,诱发幔岩的熔融,也引发了岛弧地壳的耦合变形,形成岛弧断裂,这为后期岩浆和成矿物质的上涌提供了良好的通道。幔源物质底辟上升和岩浆分凝形成钙碱性岩浆,岩浆分异上涌或侵位形成钙碱性岛弧火山岩―浅成―超浅成中酸性斑(玢)岩系,即岛弧岩浆岩。通过研究前人研究资料,总结烂泥塘斑岩铜矿成矿模式为:深断裂―岩浆同源演化―岩浆+构造+围岩蚀变―围岩的封闭条。

参考文献:

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矿物学特征范文第5篇

[关键词]紫石英; 颜色; 《中国药典》; 矿物; 萤石; 呈色机制

Analysis of color regulation of Fluoritum in Chinese Pharmacopoeia based on

the coloration mechanism of Fluorite

HAN Ting, JIA Zhe, ZHANG Hui, LIU Huan, GAO Yan, ZHANG Ying, LIN Qinghua, XU Shuya, XU Xinfang, LI Xiangri*

(School of Chinese Materia Medica, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100102, China)

[Abstract]The fluoritum is used for gynecology frequently and it′s for those diseases: kidney yang deficiency, Gong cold sterility, palpitation due to fright, insomnia and dreaminess and cold cough It′s ruled in Chinese Pharmacopoeia (1985 edition) that the fluoritum originates from fluorite which belongs to fluoride minerals Its main content is CaF2 The colors are of differents grades with purple or green In the market, there are large differences in quality and it has various colors Besides of the ruled color of purple and green, white and yellow are also common colors By digging into and analysis the relevant research literature of fluorite which belongs to fluoride minerals, colors and coloration mechanism of fluorite are summarized in this paperNatural fluorite is the mineral which has the most species of colors in nature The different colors of fluorite are mainly caused by the impurity elements At present, there are mainly about the coloration mechanism of fluorite: rare earth ions (4fN ions), color center, inclusions, crystalline domains or sub microscopic inclusions The green of fluorite is produced by 570 nm and 305 nm absorption peaks which are caused by Sm2+ and compensated ions Na+ centers generated color center The yellow of fluorite is produced by the joining of transition element, resulting in the formation of charge transfer between the crystal ions and the formation of O2O32 ion moleculeThe black of fluorite, mainly was attributed to the existence of a higher degree of evolution of organic matter In this passage,suggestions for modification of the properties of fluoritum in Chinese Pharmacopoeia are put forward

[Key words]Fluoritum; color; Chinese Pharmacopoeia; mineral; fluorite; coloration mechanism

doi:10.4268/cjcmm20162328

紫石英为中医妇科常用药,始载于现存最早的本草专著《神农本草经》,列为上品,其味甘性温,归肾、心、肺经,具有温肾暖宫,镇心安神,温肺平喘的功效,用于肾阳亏虚,宫冷不孕,惊悸不安,失眠多梦,虚寒咳喘等症[1]。自《中国药典》(1985年版)起将紫石英的来源规定为氟化物类矿物萤石族萤石,主含氟化钙(CaF2)。《中国药典》(2015年版)将紫石英性状规定为:本品为块状或粒状集合体。呈不规则块状,具棱角。紫色或绿色,深浅不匀,条痕白色。半透明至透明,有玻璃样光泽。表面常有裂纹。质坚脆,易击碎。气微,味淡。将其含量测定结果规定为:本品含氟化钙(CaF2)不得少于850%。

目前市场上流通的紫石英饮片色泽差异较大,除药典规定的紫色和绿色外,绿色夹白、无色透明与灰黄色也为紫石英的常见颜色。本课题组通过对同产地多批次不同颜色的紫石英进行含量测定,结果显示,存在白色紫石英氟化钙的含量符合药典标准,但也发现存在紫色紫石英的含量测定结果低于药典标准,可见紫石英的质量并不一定以紫色为佳,故我们应该了解历代本草对紫石英颜色的记载、矿物的颜色、萤石的颜色及其呈色机制,思考中药紫石英的合理色泽范围,进一步完善《中国药典》对紫石英的性状规定。

1紫石英原矿物本草考证

紫石英性状的记载,最早见于《神农本草经》。吴普曰:“生太山,或会稽,采无时,欲令如削,紫色达头如樗蒲者。又曰∶青石英,形如白石英,青端赤后者,是;赤石英,形如白石英,赤端白后者是,赤泽有光,味苦,补心气;黄石英,形如白石英,黄色如金,赤端者,是;黑石英,形如白石英,黑泽有光。”[2]

梁・陶弘景《本草经集注》[3]:“今第一用太山石,色重澈,下有根。次出雹零山,亦好。又有南城石,无根。又有青绵石,色亦重黑,不明澈。又有林邑石,腹里必有一物如眼。吴兴石四面才有紫色,无光泽。会稽诸暨石,形色如石榴子。先时并杂用,今丸散家采择,惟太山最胜,余处者,可作丸酒饵。”

宋・寇宗]《本草衍义》[4]:“明澈如水精,其色紫而不匀。”

宋・唐慎微《证类本草》[5]:“《岭表录异》云∶今陇州山中多紫石英,其色淡紫。其实莹澈,随其大小皆五棱,两头如箭镞。”

北宋《太平御览》[6]:“《永嘉记》曰:固陶村有小山出紫石英,芒角甚好,色小薄……《吴兴记》曰:乌程县北垄山有紫石英甚光明,但小而黑。《博物志》曰:平氏山阳县紫石英色深特好,其他者色浅。紫石英旧出胡阳县。”

明・陈嘉谟《本草蒙筌》[7]:“紫白石英……泰山山中,每每出产。色有五品,种有两般。但青赤黄,治疗少用。惟紫白者,服饵多求。”

清・杨时泰《本草述钩元》[8]:“出泰山山谷。其色淡紫而质莹彻。随其小大。皆具五棱。两头如箭簇。比之白石英。其力当倍。(核)产处甚多。或形甚环玮。或色深特好。或甚光明。但小而黑。或芒角甚佳而小薄。必以五棱如削。紫色达头如樗蒲者乃良。”

清・张秉成《本草便读》[9]:“紫石英形似紫晶。玉之类也。其形有五色之分。而用者惟紫白二种。皆具温养润泽之功。”

清・张璐《本经逢原》[10]:“出泰山。以五棱明净深紫大块者良。浙产者块小。”

清・吴仪洛《本草从新》[11]:“色淡紫。(石英五色各入五脏。)莹彻五棱。”

综上本草所述,紫石英颜色有紫、白、青、赤和黄,深浅不均,透明或不透明,但只紫色和白色作为药用,亦少有黑色。而今用青紫二色,弃用白色。自古本草将紫石英与白石英分开记载,二者功效亦有不同,而今研究表明萤石颜色是自然界中最为丰富的矿物,除药典规定的紫色和绿色外,白色与无色透明者亦为常见,经本课题组收集的各产地药用紫石英样品信息表明,市售紫石英中多有白色与无色透明者。故有必要对紫石英颜色种类及其致色因素进行研究。

2矿物的颜色

矿物的颜色是矿物对入射的自然白色可见光(波长为390~770 nm)中不同波长的光波选择性吸收后,透射和反射出来的各种波长可见光的混合色[12]。矿物的颜色取决于矿物内部成份结构,通过矿物晶体结构中离子间的电子同可见光相互作用,即造成不同颜色[13]。

矿物的颜色,据其产生的原因,通常可分为自色、他色和假色3种。

21自色

自色(idiochromatic color)系由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色,是由于组成矿物的原子或离子在可见光的激发下,发生电子跃迁或转移所造成的。对同种矿物来说,自色一般相当固定,因而是鉴定矿物的重要依据之一。矿物的自色,大多是由于组成矿物的原子或离子,受可见光的激发,发生电子跃迁或电荷转移而造成的。其呈色机制主要有:离子内部电子跃迁、离子间电荷转移、能带间电子跃迁、色心。

22他色

他色(allochromatic color)是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色,它与矿物本身的成分、结构无关,不是矿物固有的颜色,无鉴定意义。此外,少数矿物往往因晶格缺陷(如色心)而引起他色。大部分碱金属和碱土金属的化合物的呈色现象主要与色心(最常见F心)的存在有关,萤石的紫色便是由于色心的存在[12,14]。

23假色

假色(pseudochromatic color)是由物理光学效应所引起的颜色,是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的干涉、衍射、散射等而引起的颜色。假色只对个别矿物有辅助鉴定意义[12,14]。

3萤石的颜色

萤石主要成分是氟化钙(CaF2),纯净的萤石为无色,常见的颜色有浅绿色至深绿色,{、绿蓝、黄、酒黄、紫、紫罗兰色、灰、褐、玫瑰红、深红等[1516]。

萤石的颜色主要是其中混入杂质元素造成,外来元素的加入造成了晶格常数的变化产生各种色心,杂质元素的加入造成了萤石的晶体缺陷和各种色心的形成,导致萤石着色。天然萤石是自然界中颜色品种最多的矿物,有黄、紫、白、蓝、黑等多种色调,主要色调有紫色、绿色、黄色3种[13,15]。

根据有色萤石加热试验表明[13],小于300 ℃时萤石无颜色变化,当加温至300~450 ℃时,则见萤石逐渐退色,退色顺序为先紫色萤石而后绿色萤石变为无色或白色,但冷却后又各自恢复其本来颜色。加热退色表明,稀土元素本身不是色素离子,而是由于稀土元素加入萤石晶格后造成晶体缺陷形成色核致使萤石带色、加热使晶体内色核被破坏,钙离子因吸收热能而释放电子,使“缺席空位”暂时获得了补偿电荷而使晶体缺陷得到补偿使色核消失,造成萤石退色。而降温后钙离子失去热能而吸收电子恢复了晶体缺陷而再现色核。因此,稀土元素在萤石染色中起到了电子捕集器的作用,使晶体成分中电子发生跃迁或电荷转换,造成萤石对可见光的选择吸收或反射。

42晶体缺陷致色机制

萤石颜色多种多样,其晶体缺陷产生原因也复杂多样。萤石中产生缺陷的途径主要有4种:① 放射性辐照;② Na+,K+元素进入晶格造成F空位形成的缺陷;③ 变价杂质离子(稀土等)的氧化;④ 压力产生的晶格损伤等[9]。

421放射性辐照萤石系含钙矿物,碱土金属矿物晶体结构中常具有能吸收光而呈现颜色的色心。萤石中的碱土金属元素Ca易被过渡金属元素及稀土元素因各种条件下的类质同象而取代。稀土元素本身不是色素离子,但在热力和辐射条件下易发生电价变化、电子迁移和电荷转换,可造成萤石对不同光波的选择吸收和透射[15]。

由于萤石(CaF2)的钙离子半径(106 )与钍离子半径(110 )、特别是与U4+半径(10 )相似,所以U和Th常常以离子置换、吸附形式或固体包裹体等三种形式存在于萤石中。因此,萤石与围岩中常含有U和Th等放射性元素,从而形成了放射场。萤石受到放射性元素辐照,形成晶体缺陷[19]。

422Na+, K+元素进入晶格造成F空位形成的缺陷Na+以类质同象方式(2Ca2+TR3++Na+)进入萤石晶格中,成矿介质中Na的加入,可以导致萤石中稀土含量的增加。因为萤石中易发生2Ca2+TR3+(稀土元素)+Na+,并且Bill研究发现Na含量增高,稀土增多,同时有利于诸如Y2+Ce4+和Y2+心以及Er3+(铒)Na+等缺陷心的形成,从而影响热释光[15]。

分析表明,白云鄂博萤石中钾钠含量在深色萤石中比浅色萤石中高出一倍,显然在深色萤石中形成了更多的晶体缺陷,这与电镜测定完全一致[19]。

423压力产生的晶格损伤李新安等对无色萤石细粒在六面顶压机上进行超高压实验,在大约33 000大气压下持续加压5 min,结果发现若干颗粒明显染为不均匀的紫色。这证明压力可使萤石产生机械损伤并伴有胶体钙生成而致色,与Allen R D所报道的一致[19]。

43胶体钙致色机制

胶体钙致色中晶体缺陷对致色是必需的。它不仅为胶体钙提供居留场所,还能促进形成胶体钙。Bill H和Galas G [17]系统总结了萤石的染色理论,认为辐射会导致色心集结而析出胶体钙。研究早已证明[19]:当无色萤石在金属钙蒸气中加热时,钙原子呈胶粒形式进入萤石结构而将萤石染为特征的紫色,且具有560~580 nm的典型光吸收谱带。

李新安等[19]认为白云鄂博萤石产于强放射性辐照的环境中,辐照使得晶格F离子上的电子被剥离,释出氟气,另一方面,钙离子捕获电子变成了钙原子,正是捕集在晶体缺陷中的粒度适宜的胶体钙粒子,产生了对可见光区域中长波段的特征吸收,从而使萤石显示紫(蓝)色。

44有机质致色机制

有些深色的萤石其致色机制为混有演化程度较高的有C质,以细小包裹体形式存在于萤石晶体中,造成萤石颜色变深。

刘文均等[26]为查明黑色萤石中是否有沥青的存在及其性状,对样品分别进行化学分析、红外光谱分析、电子自旋共振波谱测量、生油岩热解分析、热解气相色谱分析等多种有机地球化学方法进行研究,结果表明,黑色萤石的颜色,主要是由于存在有演化程度较高的有机质所引起,按其热解温度及其他特征判断,可能属脆性沥青之列。它们可能是以混入方式存在于萤石晶体中。黑色萤石的电镜扫描图中也显示有大量似定向的微小孔洞存在,洞壁附着许多无定形固态物质,可能即为引起颜色变异的沥青物质。

45赤铁矿(Fe2O3)晶畴致色机制

何涌等[27]提出一种新的呈色原因是晶畴或亚显微包体呈色,它很难归于上述几种呈色类型之中。该研究对湘南某地萤石的ESR进行比较,结果表明:①浅紫色萤石含Mn2+量大于深紫色萤石,而近无色萤石的Mn2+含量比前两者高得多;②含Mn2+高,含Fe3+很少或没有时,萤石的紫色变浅;深紫色萤石含Mn2+低而明显含Fe3+,说明该萤石的紫色与Fe3+的存在有关;③该地萤石的紫色可能是其中含有的赤铁矿(Fe2O3)晶畴导致的该地萤石的ESR研究表明其紫色可能是其中的Fe3+离子引起的。Fe3+不位于萤石的晶体结构位置上而呈独立物相,分析为赤铁矿(Fe2O3)晶畴。

46其他

张惠芬等[28]在研究萤石的热发光时曾发现,萤石的颜色与其成因类型及稀土含量密切相关。产于沉积碳酸盐地区的萤石颜色多为无色和白色,而产于花岗岩地区的萤石多为绿色。绿色萤石的颜色随其稀土总量的增加而加深,同时其热释光的强度也越来越大。

李久明等[29]研究河北省丰宁银矿萤石后,总结由矿化或热液活动中心至,萤石颜色由紫色绿色、白色无(或浅)色,即紫色萤石距矿体最近;绿色、白色萤石距矿体较远;无色萤石距离矿液活动中心最远。绿色常见与白色萤石呈条带状多层叠置共生。

5结论与讨论

2015年版《中国药典》规定紫石英颜色为:紫色或绿色,深浅不匀,条痕白色。但实际上萤石颜色多种多样,关于紫石英的呈色机制,主要认为是杂质元素的掺入,不同成因类型造成的萤石颜色不同,所含杂质也有所不同。经上分析可知:纯净的萤石为无色,白色萤石常与绿色萤石共生,黄色、蓝色亦为萤石的常见颜色,可见药典对紫石英颜色的限定有失偏颇,建议《中国药典》在紫石英的性状项颜色部分增加白色与无色的紫石英,即修改为“紫色、绿色、白色或无色,深浅不匀,条痕白色。”针对白色与无色紫石英,本课题组将会对其重金属及有毒元素的含量进行深入研究,以期为此修订提供全面科学依据。

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矿物学特征范文第6篇

1 地球物理学专业开设矿物岩石学的必要性与存在问题

地球物理学专业目标在于培养具备地球物理学和地质学的基础理论、基础知识和基本技能,具有扎实的数学物理基础和很强的计算机能力,能够在科研机构、学校、以及地震、石油、矿产资源、环境和基础工程等方面从事地球物理研究、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。地球物理学专业的主要研究对象仍是地球,矿物岩石是组成地球最重要的物质,学生掌握相关矿物岩石知识,对于地球物理相关专业课的学习和工作具有重要意义。

矿物岩石学课程涵盖内容多、理论性较强,开设该课程以来,一直是任课教师和学生重点关注课程之一。矿物岩石学是资源勘查工程专业的学科基础课程,具有较为完整的课程体系[1,2]。在我校,矿物岩石学课程体系被分为结晶学与晶体光学及实验(理论课24,实验课24)、矿物岩石学及实验(理论课32学时,实验课36学时)。如此多的教学内容在地球物理学专业中仅仅有40个学时。因此,对于地球物理专业的矿物岩石学,课程内容设计十分困难。如果设计的内容较多,教学时间不够,学生学起来比较吃力,如果设计内容少,学生又感觉到没什么价值。怎样抓住这几门课程的内在联系,以某一个主线把各门课程的基本知识整合在一起是这门课程的重中之重。这就需要对原有的教学内容进行合理的取舍,构筑起正确的课程结构和框架。合理安排矿物岩石学中结晶学、矿物学、晶体光学以及岩石学的内容,不仅有利于学生的掌握,而且对于后续课程的安排也具有指导意义。

2 地球物理学专业矿物岩石学课程内容设置

矿物岩石学是一个较为庞大的课程体系,包括结晶学、矿物学、晶体光学、岩浆岩、变质岩多个核心内容。根据地球物理学专业特点,以矿物岩石学基本知识为主线,对课程内容、学时分配等进行相应整合。把总共40个学时的矿物岩石学分为32个学时理论课和8个学时实验课。结晶学部分主要讲授晶体和晶体的基本性质、晶体的对称、晶体的定向、单形和聚形分析、晶体的规则连生等与矿物学密切相关的内容。晶体光学部分只讲授晶体的光性分类、光性均质体和非均质体的光波传播特点、偏光显微镜的原理及应用,不再涉及具体矿物的光学特征。结晶学和晶体光学部分重点讲述基本理论,为矿物和岩石的学习奠定一定基础即可,总共安排6个学时。矿物学部分重点放在总论上,重点介绍矿物的形态、矿物的物理性质、矿物的化学成分和矿物的分类命名,总共安排12个学时。矿物的各论部分放到实验课进行学习。岩浆岩部分重点介绍岩浆及岩浆作用、岩浆岩的化学成分特征、矿物组合规律、岩浆岩的结构、构造、产状,岩浆岩各论部分主要安排在实验课学习,总共8个学时。变质岩部分重点介绍变质岩与变质作用、变质岩的化学成分、矿物成分、变质岩的结构构造,变质岩各论部分也安排在实验课学习,总共6个学时。

矿物岩石学课程的突出特点为实验教学内容较多,实验教学环节是培养和锻炼学生动手能力和显微镜基本操作技能的重要组成部分。学生通过对手标本和显微镜下薄片的观察,将理论教学内容应用到实践中,有效培养了学生综合分析的能力。因此无论是理科还是能源类工科院校都把实验作为这类课程的非常重要的环节,多数课程的实验学时约占整个课程学时的一半,甚至更多。受学时限制,跨专业课程的实验安排存在较大困难,地球物理学矿物岩石学的实验课只有8个学时。在有限的时间里既要保证教学内容,又要保证教学效果。矿物学安排2个学时,主要讲解常见的浅色矿物(玉髓、石英、钾长石、斜长石、条纹长石、方解石、白云母、萤石等)和暗色矿物(橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、石榴子石、电气石等),使学时能通过手标本的颜色、形态、解理、硬度等认识这些矿物。岩浆岩安排2个学时,使学生掌握常见的超基性岩(橄榄岩)、基性岩(辉长岩、辉绿岩、玄武岩)、中性岩(闪长岩、闪长玢岩、安山岩)、酸性岩(花岗岩、花岗斑岩、流纹岩)。变质岩安排2个学时,主要观察糜棱岩、蛇纹石大理岩、云英岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、混合岩。使学生在实验室通过对手标本颜色、结构、构造、矿物组成方面的学习,掌握岩石的基本鉴定技能。剩下的2个学时,凭借中国石油大学(华东)及周边地区的天然露头优势,如,学校内花岗岩、片麻岩、混合岩、大理岩等石材众多,在教师指导下,学生自选观察点,进行详细观察、描述,使学生明白实验室标本和野外标本存在一定差异。

3 地球物理学矿物岩石学课程考核方式

目前的教育管理体制,考试扮演着关键的角色。考试像是指挥棒,很多时候,考试考什么,学生就学什么。要想培养创新型人才,对学生进行科学而有效的评价、激励极其重要。课程考试不应简单的以闭卷考试方式,而应将部分考核放在平时,以课堂讨论、读书报告、实验考核等形式完成,成绩也不能一刀切以期末为主,应多重复合。⒖际苑绞椒治课上、课后、实验、期末四个部分。前三部分总共占30%,期末占70%。① 课上部分包括考勤、回答问题和课堂研讨环节。考勤占5%。回答问题以抢答形式进行,设置5%的成绩,每次课前提问,每人两次机会,都回答对的,给予全部成绩,这样方式极大的督促了学生课下复习的积极性。除了包括必要的考勤外,还将实施课堂研讨环节。将选课学生划分为若干个小组,每个小组自选或者教师指定矿物岩石学课程中重要的知识点,通过查阅资料、讨论、制作ppt等方式准备报告,采用课堂讨论或者报告形式进行汇报,计入课上考核成绩,占5%。② 课后部分,占总成绩5%。针对理论课程中需要学生自学或者相对比较深入的知识点,可以通过课后作业,书写报告的形式考察学生。比如,课程中岩浆的成因及多样性、岩浆岩结构成因、变质相及变质带等问题。这些问题需要学生以教材为基础,通过查阅相关参考教材、文献、专著等,总结相关观点,书写报告,培养学生书写读书报告的能力。③实验课程考试方式将按照课堂内考核、课堂外考核和延伸考核进行,共占10%。课堂内考核主要包括学生平时听课及回答问题的专注情况、实验报告撰写情况以及期末阶段学生鉴定未知矿物岩石的能力。课堂外考核依据学生学校内花岗岩、片麻岩、混合岩、大理岩等石材的考察,撰写报告。延伸考核主要是针对某些学习兴趣较高的学生,结合相关教师的科研项目或者大学生创新创业计划项目进行科学研究工作,针对其研究思想及效果给予成绩,培养具有一定科研潜力的学生。④ 期末考试。期末考试将针对课程中重要的概念、定义、理论等采取灵活多变的题型,考察学生对知识点以及应用知识解决问题的能力。涉及理论知识部分:选用课程知识体系中核心概念、理论进行考核;知识的灵活运用部分:与传统的“死记硬背”题目相比,灵活考查知识题目更能体现学生对知识点的掌握程度,可以采用地质素描图、选择等方式。比如:侵入岩的产状包括整合侵入和不整合侵入,整合侵入又包括岩床、岩盆、岩盖等,不整合侵入包括岩墙、岩脉、岩基、岩株等。以往考试都是以填空题形式进行考核,考生死记硬背,甚至不知道岩床或者岩墙是什么,有什么区别。按照灵活运用知识点要求,可以采用看图填空的形式,利用模式图或者野外地质素描图、照片等,要求学生看图填写各个地质体的名称,这样学生不但掌握了分类,还掌握的各个地质体概念、区别等;综合分析部分:对于期末考试题目中可以设置一些综合题,即两个或者两个以上知识点的综合归纳、分析或者运用,避免了大部分同学只记住了课程的知识点,但缺乏归纳总结的能力。如花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩区别,只考核了岩浆岩中相似岩石的区别。改革后的题目可变为花岗岩、钾长片麻岩、花岗岩闪长岩、斜长片麻岩区别?这样的题目将岩浆岩与变质岩融合在一起,这样就将课程内两个具有联系的重要知识点放在一起,考查了学生归纳总结的能力。

4 地球物理学专业矿物岩石学课程建设效果

本课程体系和考核方式通过对两届地球物理学专业学生实施,取得了良好的教学效果,学生在各个方面的能力都有所提高。具体包括:① 学生上课积极性明显提高。通过课前学生团体汇报、学生点评等方式,使全体学生能参与到教学过程中,充分调动学生听课、提问、回答问题的积极性。② 查阅资料、书写读书报告能力提高。通过学生课后作业、课上报告等环节训练,使学生真正掌握如何快速、准确查阅相关知识点资料并总结归纳的能力,具备针对某一科学问题书写读书报告的本领,为学生毕业设计奠定一定基础。③ 分析解决问题能力提高。通过理论考试中知识点运用、综合分析考题比例的提高,使学生在平时养成总结归纳、分析解决问题的习惯。

5 结束语

高等院校跨专业授课的课程较多,不同专业的培养目标差别较大,同一门课程在不同专业方向所起的作用差别较大,这就要求教师有针对性的对教学内容进行调整以适合不同专业的要求。中国石油大学(华东)地球物理学专业矿物岩石学的课程内容设置和考核方式符合其专业基本要求,建立了新的课程体系,完善了考试制度,使学生对跨专业课程更感兴趣,培养了学生实践动手能力和查阅资料能力,为将来的学习工作奠定了良好基础。

[参考文献]

[1]桑树勋.矿物岩石学课程体系教学改革的理论与实践. 煤炭高等教育.1999,第3期,74-78

[2]郗爱华,唐洪明,刘小洪,何 江,王振宇.石油院校“矿物岩石学”精品课程建设与改革.中国地质教育.2012年第3期,23-25

矿物学特征范文第7篇

[关键词] 岩石矿物 岩矿鉴定 岩石矿物分析

中图分类号:N93 文献标识码:A 文章编号:

岩石矿物分析鉴定是地质工作的一个重要内容,它对整个地质工作起着基础性和指导性作用。我国幅员辽阔,拥有着极其丰富的矿产资源。这些矿产资源是实现我国国民经济飞速发展的雄厚物质基础,没有它们就无法建立完整的工业体系。

1、岩石矿物的种类和特征

岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体,是地壳中各种地质作用的产物。岩石矿物种类是多种多样的,这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式,同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。

1.1矿物的种类划分

矿物分为有机矿物和无机矿物两种:前者种类比较少,主要是碳氢氧化合物,如:琥珀等。后者在地球上数量众多,由于每年都有几十至几百种新矿物被发现,据统计,目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的,可以说人类时时刻刻都离不开矿物。

有机矿物的化学成分是碳氢氧化合物,无机矿物的化学成分比较复杂,门捷列夫元素周期表中的一百多个化学元素,都可以组成无机矿物。既可以是由一个元素独立存在,也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍,如:Fe(铁)元素可以形成自然铁矿物,Ag(银)元素可以形成自然银矿物,Au(金)元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物,最简单的如两个元素Si(硅)和O,可以组成SiO2,由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。三个元素组成的矿物就更多了,例如:CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。

1.2矿物的形成

形成矿物的途径,一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素,在岩浆的高温熔融的条件下,发生化学变化,形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样,岩浆在冷却时,温度、压力等条件都在发生变化,而一定环境只适于一定的矿物生成,因此,由于岩浆冷却形成的矿物,种类是很多的。

1.3矿物的物理性质与形状特征

各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质,它可以用来作为识别矿物的依据。 矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体,如食盐是立方体,水晶是六面体,云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等。

1.4岩石与矿物的区别

岩石是由一种或多种矿物组成的固体,但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样,飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。

2、岩矿分析鉴定的基本程序

2.1试样的加工

通常送到实验室进行鉴定的原始岩矿样品重量,以及矿物种类的不同,从几公斤到几十公斤不等,但是实际上用于分析的试样一般只是需要几克。所以,在岩矿鉴定工作中首先遇到的问题就是试样的加工获取。加工试样的目的,一方面是将岩矿粉碎到一定的细度,以便于分解;另一方面是用最有效、最经济的方法获得一定重量(一般为100g)的能代表原始样品组成的均匀的试样。

2.2进行定性和半定量分析

岩矿试样加工好后,必须先进行定性和半定量分析,主要是为了了解试样中含有哪些元素以及这些元素的大致含量和比率等。

2.3选择测定方法

对岩石矿物中的各种元素的测定均有多种测定方法可供选择。这就需要根据上面定性和半定量的分析结果,选择最合适的分析方法。一般从两个方面进行选择:一是根据待测定元素的含量进行选择;一般来说,对岩矿试样中含量较高(一般为1%以上)的待测元素,应采用容量法、重量法等方法进行测定,而对于含量相对较低(一般为1%以下)的待测元素,则使用比色法或是其他仪器分析方法进行测定。二是根据共存元素的情况进行选择。

2.4拟定鉴定分析方案

拟定鉴定分析方案是一个十分重要而又复杂的环节。它涉及到各个元素的测定方法和分离方法间的相互影响和配合的问题,需要较全面的岩矿鉴定理论知识和丰富的实践经验。因此,在拟定鉴定分析方案时,应同时考虑岩矿试样的分解方法、干扰元素的消除方法和具体的测定方法三个方面。

2.5分析鉴定

在具体的鉴定分析方案确定之后,就应当严格遵守有关的操作规程进行分析鉴定。

2.6审查分析结果

审查分析结果是整个岩矿分析鉴定工作的重要一环,它是在于进一步发现问题,以确保鉴定结果的准确性和正确性。这一环节也应严格遵照质量检查制度进行检查,分析结果必须符合国家规定的要求。

3、地质工作中对岩矿分析鉴定的评价

地质工作就是为矿产勘查开发规划和工程建设、以及相关的环境保护和地质灾害的预报防治工作提供基础的地质资料和信息。而岩矿分析鉴定被认为是地质工作中最基础的一项工作,它对查明认识全国的基本地质状况、获取相关地质数据信息具有基础性、超前性、公益性和指导性意义。

3.1矿物普查中对岩矿分析鉴定的评价

每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件性形成的,它们包含有一种或多种矿物,探明其中的化学元素,矿物种类,以确定岩矿的使用价值、经济价值,都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类,分析矿床的开采量,以及开采的可能性与经济性,并能有效的提高地质勘探工作的效率。具体来说,就是在普查找矿阶段,需要进行大量的简项分析,以确定岩矿的有无和矿产的种类;在勘探阶段,更要求进行大量的简项分析和全分析,以便了解其共生元素的情况及其赋存状态,确定矿石品位以及开采的价值,从而为拟定相关的开采方案做准备。

3.2工程地质中对岩矿分析鉴定的评价

岩矿分析鉴定在工程地质勘查中也起着非常重要的作用,能够为工程建设的设计和施工,以及合理利用自然地质资源、正确改造不良地质、最大限度的避免自然灾害,提供基础的地质学资料。在工程地质中的岩矿鉴定包括对岩体的特征、化学元素和性质等进行分析,同时,水分析也是找矿工作的重要标志之一,也属于岩石矿物分析工作的一部分。

因此,岩石矿物分析鉴定工作在地质工作中占据十分重要的地位,对整个地质工作具有基础性和指导性意义。

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矿物学特征范文第8篇

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