工艺矿物复习题(答案).doc

工艺矿物学

工艺矿物学复习题
一 名词解释：
1、空间格子：晶体内部质点在空间的格子状排列，称为空间格子。
2、对称型 ：某晶体中所有对称要素的组合，称为该晶体的对称型。
3、均质体：等轴晶系矿物和非晶体物质的光学性质各方向相同，称为均质体。
4、光率体 ：是表示晶体中光波振动方向与折射率之间关系的一种光性指示体。
5、偏光 ：自然光经过反射、折射、双折射或吸收等作用，可以成为只在一个方向上振动的光波，这种光波称为偏光。
6、双反射 ：矿物反射力随方向不同而改变的性质称为双反射
7、突起 ：在岩石(或工艺岩石)薄片中，观察不同矿物颗粒表面．好象有的矿物突得高一些，有的矿物则低平一些，这种现象称为突起
8、平行消光：当矿片消光时，其解理缝、双晶缝或结晶外形与目镜十字丝之一平行
9、补色法则 ：在正交偏光镜间，二非均质体任意方向切片在45。位置重叠时，光被通过此二矿片后，其总光程差的增减法则(光程差的增减具体表现为干涉色级序的升降变化)称为补色法则。
10、贝克线 ：在矿物的边缘的附近还可看到一条比较明亮的细线，升降镜筒，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线
11、晶格常数：晶胞各边尺寸a、b、c及其夹角“а 、ß、r”，这些常数称为晶格常数
12、晶体 ：内部质点在三度空间作周期性重复排列的固体，或者说，晶体是具有格子构造的固体。
13、晶面符号：为了确定晶面在空间的位置关系就必须建立一个坐标系，并用一定的符号来表示这种关系。
14、双晶：双晶是同种物质晶体的规则连生。其中一个晶体为另一个晶体的镜象反映，或者是其中一个晶体旋转180度后，即可与另一个晶体重合或平行。
15、解理 ：矿物晶体受力后沿一定的结晶方向裂开成光滑平面的性质
16、多色性：由于通过矿物的光波振动方向不同，使晶体发生颜色改变的现象称为多色性
17、反射率：表示反射力大小的数值叫做反射率，通常以％数值来表示。
18、干涉图：锥光镜下所观察到的现象，应当是偏光锥中各个方向入射光波通过矿片后，到达上偏光镜所发生的消光与干涉现象的总和，它们构成的一些特殊图形，一般称为干涉图。
20、内反射：内反射是指某些透明或半透明矿物，当光线照到光片上有部分光线透入矿物内部，碰到矿物内部的解理面、裂隙、空洞、晶粒界面等再反射出来时，显出透射光的颜色，这种现象叫做内反射
21、空间格子：晶体的根本特点，在于它具有规律的内部构造。晶体内部质点在空间的格子状排列，称为空间格子。
22、消光类型：当非均质体处于消光位时目镜十字丝与矿片的解理缝、结晶外形、双晶缝之间的关系。
23、吸收性：这种由于通过矿物的光波振动方向不同，使晶体颜色浓度的改交现象称为吸收性。
24、反射多色性：矿物反射色随方向改变的性质就是矿物的反射多色性。
25、反射力：把矿物对入射光反射出来光量多少的能力叫做反射力
26、消光位：非均质体除垂直光轴切面以外的任何方向切而，在正交偏光镜间消光时的位置，称为消光位。
27 干涉色：所有未被抵消的各色光波混合起来，便构成了与该光程差相应的混合色， 它是由白光干涉的结果故称为干涉色。
28、对称消光 ：当矿片消光肘，目镜十字丝为两组解理缝或两个晶面迹线夹角的平分线．
29、糙面：在单偏光镜下观察各个矿片的表面时，可以看到某些矿物表面较为光滑，某些矿物表面较为粗糙，好象粗糙皮革一样，这种现象称为糙面．
30、反射色：反射色是指不透明矿物的光片在光波的垂直照射下所看到的颜色，是单向垂直反射光的颜色。
31、延性符号：矿物切片为长条状，其延长方向与光率体椭圆切面长半径(Ng或Ng’)平行或其夹角小于45º时，称为正廷性；延长方向与光率体椭圆切面短半径(NP或Np’)平行或其夹角小于45º时，称为负延性。正延性负延性统称为延性符号
二、简答题
1、各晶系单位晶胞参数特征
等轴晶系：a=b=c α=β=γ=90º 四方晶系：a=b≠c α=β=γ=90º
六方及三方晶系：a=b≠c α=β=90º γ=120º 三方晶系：a=b=c α≠β≠γ≠90º
斜方晶系：a≠b≠c α=β=γ=90º 单斜晶系：a≠b≠c α=γ=90º β≠90º
三斜晶系：a≠b≠c α≠β≠γ≠90º
2、二轴晶光率体有哪些主要切面
1.垂直光轴的光率体切面 2.垂直于Nm主轴的光率体切面 3.垂直于Bxa的光率体切面 4.垂直于Bxo的光率体切面 5.平行一个主轴而与其余两主轴斜交的光率体切面 6.斜交三主轴Ng、Nm、Np的光率体切面
3、正交偏光镜的装置及特点
所谓正交偏光镜，就是既用下偏光镜，又用上偏光镜，并使上、下偏光镜的振动方向互相垂直。由于没有加上聚光镜，入射光仍然是近于平行的光束，所以又称为平行正交偏光镜。一般以PP代表下偏光镜的振动方向；AA代表上偏光镜的振动方向
若在正交偏光镜间的载物台上放上矿片，则因矿物的性质和切片方向不同，而显示不同的光学现象
4、内反射的观察方法
(1)斜照光下观察 （2）正交偏光下观察 (3)用斜照光改正交偏光观察矿物粉末
(4)正交偏光下油浸观察
5、晶体延性符号的测定方法
(1)把欲测矿片置于视域中心，使延长方向平行目镜十字丝竖丝，此时矿片消光。
(2)旋转物台45º，使延长方向与目镜十字丝成45º夹角，加入试板，根据矿片干涉色升降变化，即可确定廷性符号。当矿物晶体的延长方向与Nm平行时，在矿片中的廷性可正可负。如果长条状矿片的消光角为45º时，则延性正负不分。
7、各晶系选择晶轴的原则
1)等轴晶系、四方晶系及斜方晶系 通常选择互相垂直的三根对称轴作为晶轴(如对称轴不够时，可选择对称面的法线或品梭补充)。
2）三方晶系和六方晶系 根据它们的对称特点，晶体中唯一的高次对称轴为三次或六次对称轴。º
3）单斜晶系 一晶体中唯一的二次对称轴或对称面的法线为Y轴，而X、Z轴只能选择与Y轴垂直的晶棱方向。轴夹角a ＝γ＝90º， ß≠90º三根晶轴中X轴是倾斜的，称为单斜晶系。
（4）三斜晶系 对称程度低，无对称轴和对称面，只能选择三根适当的晶棱作为三根晶轴，轴夹角a ≠ß≠γ≠90º
8、矿物边缘、贝克线产生的原因；贝克线移动规律
原因：是由于相邻两矿物折射率不等，光线通过接触界面时发生折射、反射作用所引起的
贝克线的移动规律是：提升镜简，贝克线向折射率大的矿物移动；下降镜简，贝克线向折射率小的矿物移动。根据贝克线的移动规律，可以确定相邻两矿物折射率的相对大小
9、锥光镜的装置及特点
装置：在正交偏光镜的基础上，在载物台与下偏光镜之间，加入聚光镜换用高倍物镜，同时推人勃氏镜或取掉目镜，便构成锥光系统。
特点：由于聚光镜的聚敛作用，透过下偏光镜的平行偏光变成锥形偏光。
10、几种常用补色器的特性
1）石膏试板 光程差约为550毫微米，在正交偏光镜间产生一级紫红的干涉色。
2)云母试板 光程差约为黄光波长的l／4，即147毫微米，在正交偏光镜间产生一级灰白的干涉色。
(3)石英楔 平行石英光轴方向，从薄至厚磨成一个楔形，用树胶粘在两块玻之间即为石英楔。其光程差一般是从0到1680毫微米左右，在正交偏光镜间，由薄至厚可以依次产生一级至三级的干涉色。
11、烧结矿中的主要矿物及显微结构
主要矿物：磁铁矿Fe3O4、钙磁铁矿(Fe,Ga)Fe2O4、赤铁矿α-Fe2O3、磁赤铁矿γ-Fe2O3、富氏体FexO
显微结构： 1．斑状结构 2．粒状结构 3．骸晶结构 4．共晶结构 (1)团点状或树枝状共晶结构。 (2)磁铁矿、硅酸二钙共晶结构。 (3)磁铁矿与铁酸钙的共晶结构。5．熔蚀结构
12、磁铁矿、赤铁矿、铁酸钙的镜下矿物特征
磁铁矿：Fe3O4 薄片中不透明或近于不透明。极薄的薄片，可透过甚少的光线，黑色，
N＝2.42。光片在反射光下R＝20%，略带淡褐灰色，粉末灰黑色。在王水中变成黄色，而赤铁矿不变色。
赤铁矿：Fe2O3 薄片中常呈六边形或长条状。不透明。极薄的薄片可透光，呈红色。
有微弱多色性，No＝褐红，N e＝黄红。 在反射光下颜色为带蓝的灰白色，反射率较高
R＝25%。强非均质性。深红色内反射。
铁酸钙：薄片中为血红色。光片在反射光下R＝18—18.5％ 。为略带蓝色调的灰色。
13、晶体的基本性质有那些？
1．自发地形成多面体形态
2．均一性 3. 异向性
4．对称性
5.定熔性 6．最小内能和稳定性
14、一轴晶光率体有哪些主要切面
(I)垂直光轴(或结晶轴z轴)的切面为圆切面 (2)平行光轴切面为椭圆切面 (3)斜交光轴的切面均为椭圆切面

15、非均质体矿片上椭圆半径方向与名称的测定步骤
(1)将欲测矿片置于视域中心，旋转物台到消光位；此时矿片光率体椭圆半径分别与上、下偏光镜振动方向(即目镜十字丝)一致。
(2)再将物台转45º，此时矿物最亮。矿片上光率体椭圆半径与目镜十字丝成45º交角。
(3)从试板孔中插入补色器，观察干涉色的变化。根据补色法则，如果干涉色升高，说明补色器与矿片的光率体椭圆同名半径平行；干涉色降低，说明二者的异名半径平行。补色器光率体半径名称是已知的，据此即可决定矿片的光率体椭圆半径的名称。
16、用于比较矿物反射率的标准矿物有哪几种？反射率各是多少？
标准矿物常采用铂(R＝70％)、黄铁矿(R＝53％)、方铅矿(R＝43%) 、闪锌矿(R＝17%）

三、回答题
1、透明矿物薄片系统鉴定的一般步骤
1．区分均质与非均质体
2．均质体矿物的鉴定 在单偏光镜下观察晶形、解理、颜色、突起等级等。
3．非均质体矿物的鉴定程序
(1)在单偏光镜下观察晶形、解理，测定解理夹角，确定突起等级。在正交偏光镜下观察消光类型、双晶，测定延性符号等。
(2)选择一个垂直光轴的切片，在锥光镜下根据干涉图特点确定轴性，测定光件符号。
(3)如果为一轴晶旷物，选择一个平行光轴的切片，在正交偏光能下，测定干涉色级序、双折射率大小。
(4)如果为二轴晶矿物，选择一个平行光轴面的切面，在正交偏光镜问测定干涉色级序、双折射率大小、消光角、吸收性，闪突起等。

2、如何正确而迅速在晶体模型上找出全部对称要素
（1）对称面的找发：a.垂直平分晶棱的平面b.通过晶棱的平面，此时也必须穿过偶角顶点，仔细观察上述平面，看是否把晶体分为互成镜像反映的两个相等部分，如果则是对称面，否则就不是对称面。
（2）对称轴的找发：通过晶棱中心的直线可能是L²。
通过晶面中心的直线可能是L²、L³、L4、L6，将晶体围绕上述直线旋转一周，如果相同的面、棱、角重复出现则这根直线为一对称轴。图形重复出现的次数，即是该对称轴的轴次n=360/α
（3）对称中心的找发：将模型放在桌面上，观察所以晶面是否都是两两平行，且同形等大，符合就是对称中心，否则就无对称中心。

3、利用石英楔子测定干涉色级序的步骤
将欲测之矿物移至十字丝中心，并旋至消光位。此时矿片光率体轴与上、下偏光镜振动方向平行；2.从消光位转动物台45º，此时矿片干涉色最鲜明，记住矿片的干涉色；3.从试板孔缓慢插入石英楔，观察矿片的干涉色的变化；4.移开矿片，此时视域中心石英楔的干涉色即为矿片的干涉色；5.慢慢拉出石英楔，观察视域中出现几次红色。矿物的干涉色级序等于出现的红色色带数加1。

4、二轴晶垂直Bxa干涉图的形象特点及应用
(1)形象特点；
干涉图由一个黑十字和哑铃状色圈组成。组成黑字的两条黑带粗细不等。沿光轴面方向的黑带较细，在两个光轴出露点的地方更细；垂直光轴面的方向即Nm方向，黑带较宽，愈向外愈宽； 黑十字中心为Bxa出露点，位于视域中心。干涉色色圈以二光轴出露点为中心，向两边干涉色级序逐渐升高，干涉色圈愈外愈密。
应用：确定轴性、切片方向、测定光性符号。在二轴晶矿物晶体中，Bxa＝Ng为正光性； Bxa＝Np为负光性只要确定了Bxa是Ng还是Np，
5、光波在均质体、非均质体中的传播特点
光波在均质体中传播时，向任何方向振动其传播速度相同，折射率大小不发生改变。均质体的折射率不因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变， 其折射率值只有一个。
光波射入非均质体中，除了光轴方向上不发生双折射，其他方向都要发生双折射，分解成振动方向互相垂直、传播速度不同、折射率不等的两种偏光。
6、碱性高炉渣的矿物组成及对炉渣粘度的影响
硅酸二钙是碱性高炉渣中常出现的矿物，硅酸二钙为高熔点矿物(2130。c)，高温时呈a 、a’、ß型出现，通常以ß型为主。当炉渣熔融体从炉缸流出后，很容易立即结晶而使粘度急增，造成炉渣的粘度过大，流动性变坏，同样尖晶石出现在富含MgO及A12O3的碱性炉渣中，它和硅酸二钙一样为高熔点矿物，并且有很强的结晶能力。因此它在炉渣中最早结晶出来，以固体质点状态存在于炉渣熔体中造成炉渣流动性变坏，影响高炉冶炼顺利进行。
7、酸性高炉渣的矿物组成及对炉渣粘度的影响
钙长石是酸性渣中的矿物相，它属于架状结晶构造的铝硅酸盐。炉渣熔融体的粘度主要决定于硅酸盐内部Si—O的构造类型。架状构造硅酸盐与其它类型硅酸盐相比对炉渣粘度影响最大。炉渣熔融体中有钙长石存在，促使炉渣粘度增大，使炉渣流动性变坏，影响高炉正常冶炼。
8、碱性转炉渣的矿物成分和其工艺性能的关系
硅酸三钙和硅酸二钙和方镁石组成，构成炉渣的主要骨架。RO相和铁酸钙组成，填充在这个骨架的晶隙之中。前者都是些熔点高的化合物，后者的熔点则较低。当这两种矿物处在出钢温度(如1600度)下，高熔点的矿物迅速冷却变为固相析出，低熔点的矿物仍处于液相。如果前者的趋势加剧，炉渣变稠，如果后者的趋势增加，炉渣具有一定的流动性和较小的粘度。粘稠渣在出钢时会在炉衬上粘一层炉渣，对炉衬起保护作用。炉渣中的早期方镁石不宜析出太多，否则会使过程渣变得粘稠。要控制终渣中的Fe2O3的含量。 Fe2O3含量愈高，炉渣中的铁酸钙就会增多，这时即使炉渣中的Mgo很高，也不容易成为粘稠渣
9、一轴晶斜交光轴干涉图的形象特点及应用
(1)形象特点 在斜交光轴的切片中， 光轴在矿片中的位置是倾斜的，光轴在矿片平面上的出露点(只十字交点)不在视域中心。所以斜交光轴切片的干涉图是由不完整的黑十字与不完整的干涉色色圈组成。
(2)斜交光轴切片干涉图的应用 当光轴倾斜角度不太大时，可以确定轴性及切片方向；测定光性符号。在一轴晶任何斜交光轴的椭圆切面的长短半径中，始终有一个No。当光性为正时，短半径为No；光性为负时，长半径为No。

10、烧结矿的矿物组成和显微结构对其强度的影响
1．烧结矿个各种矿物自身强度对烧结矿强度的影响；烧结矿中的磁铁矿、赤铁矿、铁酸一钙、铁橄榄石有较高的抗压强度，其次则为钙铁橄榄石及铁酸二钙，在钙铁橄榄石中，当x小于等于1．0时，钙铁橄榄石的抗压性、耐磨性及脆性的指标均与前一类接近或超过，当x＝1．5时，钙铁橄榄石强度相当低，而且易产生裂纹。其中玻璃质具有最低的强度
2．冷却结晶过程中产生的内应力对烧结矿强度的影响 ；烧结矿在冷却过程中，产生不同的内应力
(1)由于烧结矿块表面与中心存在温差而产生的热应力。
(2)烧结矿中各种矿物相具有不同热膨胀系数，因而引起各矿物相之间的应力
(3)硅酸二钙在冷却过程中的多晶转变所引起的相变应力。
而这些应力都是引起矿物粉化的主要原因
3．烧结矿中矿物组分的多少对烧结矿强度的影响

11 烧结矿的矿物组成和显微结构对其还原性的影响
赤铁矿、二铁酸钙、铁酸一钙及磁铁矿容易还原，铁酸二钙、铁铝酸四钙还原性稍低，而玻璃质、钙铁橄榄石、钙铁辉石、特别是铁橄榄石是难还原的矿物。非熔剂性烧结矿的气孔壁大部分是由铁橄榄石与玻璃质组成的，而熔剂性烧结矿的气孔壁则由钙铁橄榄石、玻璃质及铁酸钙等所组成，所以在同样的气孔度条件下，非熔剂性烧结矿的还原性要比熔剂性烧结矿差。另一个原因是由于硅酸盐产生低熔点液相，使气孔率降低。随着碱度的提高，烧结矿的气孔率增加，难还原的铁橄榄石为钙铁橄榄石所代替，因而烧结矿的还原性也变好。烧结料中提高配碳量时，烧结矿的熔化性增加，气孔度降低，难还原的粘结相矿物增多，因而烧结矿的还原性降低
烧结矿的结构对于还原性也有很大的影响。如当磁铁矿晶粒细小，在晶粒间粘结相很少时，这种烧结矿在800 度容易还原，而大颗粒的磁铁矿或者被硅酸盐包裹时，则难还原或者只是表面还原。另外，气孔率高，晶体嵌布松弛以及裂纹多的结构虽容易破坏但却容易还原。

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