1、中国海洋大学结晶学与矿物学期末复习题答案“结晶学及矿物学”复习题一、判断下面说法的正确与错误（正确者划，错误者划）1、自然铜（Cu）和自然金（Au）属于等轴晶系矿物，但无解理。 （ ）2、萤石的晶体结构中，Ca2+和F-的配位数均为4。 （ ）错、萤石配位数Ca=8、F=43、层状结构矿物的离子吸附性能在于二八面体和三八面体结构的不同 （ ）错4、长石族系列矿物中不存在类质同象的替代现象。 （ ）错，长石就是一系列的类质同像5、同质多象的不同变体属于同一种矿物。 （ ）错，同质多象是同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构的晶体的现象，称为同质多象。6、磁黄铁矿是主要用于提取铁
2、的矿物。 （ ）错，提取铁的矿物主要是黄铁矿和赤铁矿7、鲕状赤铁矿是赤铁矿的粒状集合体。 （ ）错，鲕状赤铁矿是一种胶态集何体8、氯化钠晶体结构中，Na+和Cl-的配位数均为6。 （ ）9、钟乳石为方解石的柱状集合体。 （ ）错，是钟乳状集合体10、斯石英属于石英族矿物。 （ ）错，斯石英虽是SiO2，但是是金红石族矿物。11、磁铁矿属于正尖晶石族矿物，铬铁矿属于反尖晶石族矿物。 （ ）错，磁铁矿是反尖晶石型，铬铁矿是正尖晶石型。12、铝在硅酸盐中的配位数只能为4。 （ ）错，铝做硅的类质同像代替时配位数是4，做阳离子时配位数是313、白榴石常与碱性辉石、霞石共生，而不常与石英共生。 （ ）1
3、4、软玉和硬玉属于同一种矿物的不同变种或亚种。 （ ）错，软玉是阳起石、角闪石族单斜角闪石亚族，硬玉是辉石族单斜辉石亚族15、菱形十二面体的对称型为3L44L36L29PC。 （ ）16、天然的刚玉不是矿物，而人造红宝石则为矿物。 （ ）错，矿物是在各种地质作用中所形成的天然单质或化合物，人造宝石不可能为矿物二、名词解释1、晶体：具有格子构造的固体非晶质体：不具格子构造的则称非晶质体2、空间格子：内部质点在三维空间做周期性的平移重复3、对称型：结晶多面体中，全部对称要素的组合，称为该结晶多面体的对称型4、对称要素：在进行对称操作时所凭借的辅助几何要素5、对称要素组合规律：在结晶多面体中，若干个
4、对称要素组合在一起共存所遵循的规律（1）如果有一个二次轴L2垂直n次轴Ln则必有n个L2垂直Ln（2）如果有一个对称面P垂直欧次对称轴Ln（偶），则在其交点存在对称中心C（3）如果有一个对称面P包含对称轴Ln则必有n个P包含Ln（4）如果有一个二次轴垂直于旋转反伸轴Lin，或者有一个对称面P包含Lin，当n为奇数时必有nL2垂直Lin和n个对称面包含Lin6、晶体定向：在晶体中确定坐标系统7、整数定律（有理指数定律）：晶体上任意而晶面，在相交于一点且不在同一平面内的晶棱上的截距的比值之比为简单整数比8、类质同象：晶体结构中某种质点为它种类类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构形式
5、并不改变，这种现象称为类质同像。9、同质多象：同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构的晶体的现象，称为同质多象。10、双晶：双晶是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生11、平行连生：同种晶体，彼此平行地连生在一起，凉生者的每一个晶体的相对应的晶面和晶棱都相互平行，这种连生称为平行连生。12、矿物的概念：在各种地质作用中所形成的天然单质或化合物，它们具有一定的化学成分和内部结构，从而有一定的形态、物理性质和化学性质，它们在一定的地质和物理化学条件下稳定，是组成岩石和矿物的基本单位13、矿物学的概念：是以矿物为研究对象的一门地质基础学科，它是研究地壳物质成分的学科之一
6、14、矿物的结晶习性：15、文象结构：薇斜长石与石英组成的规则连生体，从断面上可见到它宛如古代的象形文字，故称“文象结构”16、面角守恒定律：同种物质的各个晶体大小和形态虽然不同，但它们对应晶面间的夹角是守恒的。17、布拉维法则：实际晶体的晶面常常平行网面节点密度最大的面网18、晶面符号：表征晶面空间方位的符号19、配位数：每个原子或离子周围与之最临近（呈配位关系）的原子或异号离子的数目就称之为该原子或离子的配位数。20、配位多面体：以任一原子或离子为中心，将其周围与之称配位关系的原子或异号离子的中心连线所形成的几何图形称配位多面体21、标型矿物：只在某种特定的地质作用中形成的矿物22、晶格缺
7、陷：在晶体结构中的局部范围内，质点排列偏离了格子构造规律的现象23、（矿物）种的概念：矿物分类的基本单位是“种”，应理解为具有一定的晶体结构和一定的化学成分的独立单位。24、（矿物的）标型特征：不同成因的同种矿物其成分、结构、形态、物性等常因生成条件不同而有差异，这些能反应生成条件的特征被称为矿物的标型特征25、（矿物的）颜色：矿物在吸收白光中某种波长的光之后显示的颜色26、（矿物的）光泽：矿物表面对光的反射能力27、（矿物的）透明度：矿物可以透过可见光的程度28、（矿物的）解理：矿物在受外力作用后，沿着一定的结晶方向发生破裂，并能裂出光滑平面的性质称解理29、（矿物的）硬度：矿物抵抗外来刻划
8、、压入或研磨等机械作用的能力30、一般型和特殊型：凡是单形晶面处于特殊位置，即晶面垂直或平行于任何对称要素，或者与相同的对称要素以等角相交，则称特殊型，反之，单形晶面处于一般位置，即不与任何对称要素平行，也不与相同的对称要素等角相交，则称为一般型。31、开型和闭型：凡是单形的晶面不能封闭一定空间者称开型，反之，凡是其晶面可以封闭一定空间者，称为闭型32、左型和右型：互为镜像，但不能以旋转操作使之重合的两个图形互称左右型。三、简答题1、十四种空间格子三斜原始格子，单斜原始格子，单斜底心格子，斜方原始格子，斜方底心格子，斜方体心格子，斜方面心格子，四方原始格子，四方体心格子，三方原始格子，六方原始
9、格子，等轴原始格子，等轴体心格子，等轴面心格子。2、从晶体结构和物理性质上说明紫色萤石和紫色石英的区别？1、萤石是氟化物类，萤石族，CaF2；石英是氧化物类，石英族，SiO22、萤石是等轴晶系，六八面体晶类；石英是三方晶系，三方偏方面体晶类3、萤石配位数Ca=8、F=4，Ca离子在立方体晶胞的角顶与面中心； 石英中Si成4次配位，以SiO4为单位在空间无限延伸，呈架状结构4、紫色萤石是Ca原子呈胶粒形式进入萤石晶格；紫色石英是由于Fe3+代替Si引起的5、均是玻璃光泽，加热后均会褪色6、萤石有111解理完全，硬度4，性脆，相对密度3.18； 石英无解理，贝壳状断口，断口油脂光泽，硬度7，相对密
10、度2.657、萤石有热发光性；石英有压电性和焦电性3、常见矿物晶体上的晶面，其网面密度较大还是较小？为什么？由布拉维法则可知，实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网。对于同一晶体的三个晶面A、B、C，晶面A的网面上结点密度最大，网面间距也最大，网面对外来质点的引力小，生长速度慢，晶面横向扩展，最终保留在晶面上；晶面B次之；晶面C网面上结点密度最小，网面间距也就小，网面对外来质点引力大，生长速度最快，横向逐渐缩小，以致晶面最终消失。因此，实际晶体上的晶面常是网面结点密度较大的面。4、47种单形及对应的对称型。聚形分析方法及实例。5、六方和立方最紧密堆积中堆积层的重复规律是什么？当N个球作最
11、紧密堆积时，其四面体和八面体空隙的数目各占多少？阳离子的配位多面体是四面体和八面体或立方体时，其配位数各多少？同种阳离子在不同的晶体结构中，其配位数是否相同？为什么？ABAB，n个球做六方最紧密堆积时，其四面体空隙为2n个，八面体空隙为n个。阳离子的配多面体为四面体时配位数为4，八面体时为6。同种阳离子在不同的晶体结构中，其配位数不一定相同。原因：1：离子的配位数取决于阳离子和阴离子的半径之比。2：离子的极化导致离子的变形和离子间距的缩短，是配位数降低。3：具有共价键的晶体，配位数和配位形式取决于共价键的方向性和饱和性。4：同种元素的离子，在不同的外界条件下形成的晶体具有不同的配位数，温度上升
12、，配位数下降，压力上升，配位上升。6、简述矿物分类原则。据化合物类型或化学键分为各大类又据阴离子或络阴离子种类分为各类又据络阴离子结构分为各亚类又据晶体结构性和阳离子性质分为各族又据阳离子种类分为各亚族再据一定的晶体结构和一定的化学成分分各种再在完全类质同像系列中居其所含端元组分的比例划分亚种若晶体结构相同，成份或物性稍异则划分异种或变种。7、为什么自然金、自然铜无解理？因为自然金和自然铜都是单质，金原子和铜原子以等大球体做立方最紧密堆积个方向键强相同，则受到外力时不会顺着一定的方向裂开，所以无解理8、黄铁矿、磁铁矿、黄铁矿和赤铁矿四种矿物分别属于哪一大类矿物，并简要说明其主要用途。黄铁矿：复
13、硫化物类，黄铁矿-白铁矿族。提取硫，是制硫酸的主要原料，含金、钴、镍的黄铁矿应注意综合利用。可用于寻找金矿，一般认为含砷高的黄铁矿与金矿关系密切。黄铁矿的晶型、晶习、颗粒大小对找金矿有指示意义。磁黄铁矿：简单硫化物类，磁黄铁矿族。主要用于提取硫，制作硫酸等，当磁黄铁矿中含有Cu、Ni时，可考虑综合应用，在超基性或基性岩地区磁黄铁矿与镍黄铁矿、黄铜矿等密切共生，可作为寻找硫化铜、镍矿床的找矿标志磁铁矿：氧化物类，尖晶石族。为最重要最常见的铁矿石矿物之一。含钛、钒、镍、钴时应注意综合利用。赤铁矿：氧化物类，刚玉族。最重要的铁矿石矿物之一，含钛、镓、钴时应考虑综合利用。9、自然金的化学键和键强度如何
14、？化学键性质如何决定其相关物理性质？金属键，键强较大，金属键不具方向性和饱和性，因而晶格做最紧密堆积，具最高的配位数，所以无解理。由于自由电子的存在，自然金威良导体，不透明，反射率高，金属光泽，有高密度和延展性，硬度较低。10、何谓晶体的自限性、结晶均一性与异向性？如何用空间格子理论来解释晶体的这些性质？自限性：晶体在适当条件下可以自发的形成几何多面体的性质。晶体的多面体形态，使其格子构造在外形上的反映，晶面、晶棱和角顶分别与格子构造中的面网、行列及节点相对应，其多面体形态受格子构造制约，所以服从于一定的结晶学规律。均一性：晶体各部分物理化学性质相同。因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的
15、各个不同部分，质点的分布是一样的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。异向性：晶体的性质随方向的不同而有所差异。在同一格子构造中，在不同的方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。11、胶体矿物主要有哪些特点？1.胶体矿物中微粒的排列和分布是不规则和不均匀的2.外型上不能自发的形成规则的几何多面体。3.光学性质上具有非晶质体的特点。4.胶体质点带有电荷。5.胶体对介质中离子的吸附具有选择性。6.胶体微粒具有巨大的表面能。7.绝大部分形成与表生作用12、黄铜矿和黄铁矿的次生产物是什么？有何地质意义？答：黄铜矿（CuFeS2）的次生矿物有孔雀石、蓝铜矿也
16、可形成褐铁矿铁帽，均可做找矿标志。黄铜矿在次生富集带可转变为斑铜矿和辉铜矿。黄铁矿（FeS2）的次生矿物有褐铁矿，在氧化带酸度较强条件下可形成钾铁矾，均为多金属硫化物找矿标志。13、硫化物的主要成因有哪些？在你学过的硫化物矿物中，哪些可作标型矿物？成因：岩浆型、接触交代型、热液型、氧化作用、沉积作用。标型矿物：辰砂低温矿床；雌黄低温热液14、铝土矿、褐铁矿是独立的矿物“种”吗？为什么？不是，硬水铝矿、一水软铝矿、三水铝矿被含水氧化铁、含水铝的硅酸盐、赤铁矿、蛋白石等矿物所胶结的产物称为铝土矿；针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿和氢氧化铁胶凝体以及铝的氢氧化物、泥质物质的混合物统称和铁矿。它们都
17、是混合物，所以不能作为独立的矿物种。15、致密块状的赤铁矿、磁铁矿、铬铁矿、褐铁矿如何区分？赤铁矿具特征的樱红色或红棕色条痕，无磁性磁铁矿条痕黑色，具强磁性，八面体晶形，无解理铬铁矿为褐色条痕，弱磁性褐铁矿颜色、条痕均为黄褐色，在闭管中加热生水16、什么叫机械混入物和类质同象混入物？举例说明。机械混入物是指晶体中一些以显微(超显微)包裹体形成存在的混入物。如自然铜中的自然银包裹物。类质同象混入物：晶体结构中某种质点（原子,离子或分子）为它种类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变，这种现象成为类质同象；代替原质点存在的它种类似质点成为类质同象混入物。例如：闪锌矿ZnS中
18、的锌部分被铁代替，铁被称为类质同象混入物。17、属于同一族和同一种的矿物分别必须满足什么样的条件？族 具有一定的晶体结构和一定的阳离子性质。种 具有一定的晶体结构和一定的化学成分。18、为什么岛状结构硅酸盐一般硬度较高、比重较大？因为岛状结构硅酸盐的晶体结构中，络阴离子之间不直接相连，而靠其它阳离子来联系；硅氧骨干中的SiO4四面体一般不被或很少被AlO4四面体替代，岛状结构硅酸盐的结构比较紧密。其化学建在硅氧骨干内部以共价键为主，而硅氧骨干于其它阳离子之间的化学键则以离子键为主，所以具有高硬度和高比重。19、锆石的形态有什么标型意义？可供综合利用的类质同象混入物是什么？橄榄石颜色变化的原因何
19、在？Hf的含量具有标型意义：碱性岩中的锆石ZrO2/HfO260，基-中-酸依次降低。1碱性岩，偏碱性花岗岩中，锆石四方锥发育，四方柱不发育，晶体整个外貌呈锥状。酸性花岗岩中，锆石的四方锥、四方柱均较发育。基性、中性、偏基性花岗岩中，锆石柱面发育而锥面相对不发育，有时可出现复四方双锥。2晶体延长系数沉积岩中，锆石长宽比大都小于或等于2；岩浆岩中，基性岩中一般4-5；碱性岩中一般为2左右或小于23磨圆系数和表面结构特点岩浆岩磨圆系数低，沉积岩高。沉积的晶面上有磨蚀痕迹4晶体的至轴线斜率值：复合体岩中值大者为早期岩浆产物，值小者为晚期。橄榄石中随成分中Fe2+含量的增高颜色加深而呈深黄色之墨绿色或
20、黑色20、何谓角闪石石棉？有何用途？角闪石族中成纤维状的矿物统称角闪石石棉。角闪石石棉主要应用在石棉纺织工业，纺成石棉布和各种石棉绳；失眠水泥工业，石棉板、石棉纸、电木和绝缘材料的生产上由于蓝石棉质地柔软，劈分性好，细度小，过滤性能好，对于各种低放射性尘埃和毒气具有特效的过滤性能，所以被作为战备物资看待。石棉制作成各种过滤瓷器还用于空气的超净化，药物、病毒过滤，液体过滤等，在作为橡胶、粘结剂的填料方面也显出重要的作用。21、为什么辉石族和角闪石族解理夹角不同？在辉石族矿物的晶体结构中，sio4四面体各以两个角顶与相邻的sio4四面体共用，形成沿C轴方向的单链，沿a轴方向为底对底、顶对顶，沿b轴
21、方向si2o6链以相反取向交替排列成行，所以在c轴方向上的投影即其横截面为假四边形或八边形，辉石晶体沿其边发育解理，所以解理为87或93。在角闪石的晶体结构中，硅氧骨干可看成是由两个辉石单链连接成的双链，si4o11平行c轴，沿a轴方向为底对底、顶对顶，沿b轴方向以相反取向交替排列，结构中以底面相对的si4o11链联系力最弱，易发育解理，夹角为124或56。22、什么叫粘土矿物？有哪些共同特征和有效的鉴定方法？粘土矿物都是层状硅酸盐。它们颗粒细微，比表面积巨大和存在特征的机构层间域等，具有吸附性，膨胀性，可塑性和离子交换等特殊性能。主要常见的粘土矿物有：叶腊石，高岭石。物理性质上，一般具一组极
22、完全解理；低的硬度；薄片具弹性或挠性，少数具脆性；相对密度较小。23、层状硅酸盐矿物的硅氧骨干大多呈六方网孔，为什么不呈六方晶系而以单斜晶系居多？ 为什么滑石、叶腊石具挠性而云母族矿物具弹性？上下两层四面体片，以顶氧相对，并相互以最紧堆积的位置错开叠置，在其间形成八面体空隙，结构单元分为TO型和TOT型。其层状结构决定了形态上多呈单斜晶系。滑石、叶腊石结构单元内电荷是平衡的，层间域无离子充填，结构层以微弱的分子键连接。而云母结构层内原子间的联系力比结构层间紧密的多因而有弹性。24、层状硅酸盐矿物晶体结构特征及其对形态、物性的影响？晶体结构特征如下1 四面体片T和八面体片O。2 三八面体和二八面
23、体结构。3 结构单元层的基本形式。T与O组合成层状硅酸盐的结构单元层。有两种1：1型（TO）；2：1型（TOT）4 层间域。 如果结构单元层内部电荷已达平衡，则层间域中无须有阳离子存在，也很少吸附水分子或有机分子；如果结构单元层内部电荷未达平衡，则导致在层间域中有一定的阳离子，还可以吸附一定的水分子或有机分子，。5 多型性、间层矿物影响：在形态上，多成单斜晶系，假六方板、片状或短柱状。物理性质上，一般具有极完全的底面解理；低的硬度；薄片具挠性，少数具脆性；相对密度较小。25、文象结构是怎样形成的？有何指示意义？文象结构是岩浆在结晶的晚期，发生了伟晶作用，石英和正长石或薇斜长石规则连生，从断面上
24、看宛如古代的象形文字，故称文象结构，它是由残余熔体中同时结晶形成的。代表了该岩石为火成岩且产于结晶末期。26、已知两种矿物的化学式分别为Ca2(Mg, Fe)5Si4O11(OH)2、 CaSO42H2O，问两种矿物的中文名称分别是什么？水在两种矿物中以何种形式存在？阳起石，结构水；石膏，结晶水27、已知两种矿物的化学式分别为Al4Si4O10(OH)8、 CuSO4 5H2O，问：两种矿物的中文名称分别是什么？水在这两种矿物中分别以什么形式存在？高岭石，结构水；胆矾，结晶水。29、硅酸盐类矿物可以分哪几个亚类？各亚类矿物在结晶习性、硬度、比重方面有何不同？为什么？硅酸盐类矿物可进一步分为4个
25、亚类：架状硅酸盐亚类、层状硅酸盐亚类、链状硅酸盐亚类和岛状硅酸盐亚类。岛状硅酸盐亚类：本亚类一般具有完好的晶形。物理性质上多呈无色或浅色，透明至半透明，具玻璃光泽或金刚光泽；高的硬度（一般均大于5.5）；相对密度和折射率也都较大；链状硅酸盐亚类：一般均为平行链状硅氧骨干延伸方向的板状、柱状、针状甚至纤维状的晶体形态；发育平行链延伸方向的解理及含惰性气体性阳离子的矿物一般为无色或浅色，而含过渡型阳离子者表现为深彩色；具玻璃光泽；层状硅酸盐亚类：架状硅酸盐亚类：形态上有粒状、片状、板状等。某些方向具解理。又因架状结构的结合力较强；矿物具有较高的硬度（仅次于岛状结构硅酸盐矿物）。由于含有少量Fe2+
26、、Mn2+等色素离子，一般呈浅色。因结构中存在着较大的空隙，相对密度较小，折射率也较低。30、简要说明形成矿物的几种地质作用。哪些地质作用形成矿物的晶格能高？哪些地质作用形成矿物的晶格能低？按照作用的性质和能量来源的不同分为内生作用、外生作用与变质作用。内生作用：1.岩浆作用：岩浆在地壳深处的高温高压下直接结晶的作用，是岩浆冷却结晶的最初阶段。2.伟晶作用：岩浆伟晶作用是在岩浆作用的晚期，在侵入体冷凝的最后阶段，由于熔体中富含挥发组分，在外压大于内压的封闭条件下缓慢结晶，结晶粗大，具文象结构和带状构造。变质伟晶作用：作用在混合岩化晚期阶段。3.接触交代作用：主要发生在中酸性岩浆侵入体同碳酸盐类
27、演示的接触带。4热液作用：高中温三种类型热液。5.火山作用：地壳深部的岩浆沿地壳脆弱带上升至地表或直接溢出地面，甚至喷向空中的作用过程。外生作用：1.风化作用：包括物理、化学、生物风化，是形成孔隙的最基本过程。2沉积过程：机械沉积、化学沉积、胶体沉积、生物沉积。变质作用：1.接触热变质作用：由于岩浆侵入使围岩受到热的影响而引起的变质作用。2.区域变质：伴随区域构造运动而发生的大面积的变质作用。内生作用和变质作用形成矿物的晶格能高，外生作用生成的矿物晶格能低。31、为什么架状硅酸盐亚类矿物大多数呈浅颜色、且折射率不高？由于很少含有Fe2+，Mn2+等有色离子，一般呈浅色。因结构中存在着较大的空隙
28、，相对密度较小，折射率业较小。33、简述矿物中水的类型。（1）与矿物晶体结构无关：吸附水（2）与矿物晶体结构有关1）、结晶水：以中性分子存在于矿物中，在晶体中有固定的位置，起着构造单元的作用，是矿物化学组成的一部分2）、沸石水：是存在于沸石族矿物中的中型水分子，具有一定的吸附水的性质，但其存在于结构有关3）、层间水：存在于某些层状结构硅酸盐的结构层之间的中性水分子4）、结构水：又称化合水，是以（OH）-，H+，（H3O）+离子形式参加矿物晶格的水。34、矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间有何关系？为什么矿物的条痕比矿物的颜色稳定？矿物的颜色是对可见光选择性的吸收而呈现其互补色，也可以由于光波的
29、反射、干涉等影响其呈色，条痕是矿物粉末的颜色。光泽与条痕和透明度有关，矿物透过光越多即透射系数越大，矿物越透明，根据能量守恒，则反射光强度越小即光泽越弱。光泽越强，条痕通常为深色，反之。因为条痕为矿物粉末的颜色，粉末没有矿物的晶体结构，所以可以消除由于光学效应引起的假色，减弱他色，因此比矿物颜色稳定。35、矿物解理与断口的区别。矿物受外力（敲打、挤压等）作用后，沿着一定的结晶方向发生破裂，并能列出光滑平面的性质称解理，这些平面称解里面。如果矿物受外力作用，在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，则这样的断面称断口。36、试简述尖晶石族矿物的晶体结构与橄榄石族矿物晶体结构的可比性。橄榄石与尖晶石从
30、成分上看，均属AB2X4型化合物。两者的阳离子也均占据结构中1/8的四面体空隙和1/2的八面体空隙，但两者结构不同，最明显的差异是橄榄石的氧成六方最紧密堆积，属斜方晶系；而尖晶石中的氧成立方最紧密堆积，属等轴晶系。其次，两者结构中的四面体与八面体的联结方式也有明显差别。且尖晶石的结构更为紧密。尖晶石族矿物晶体结构：尖晶石族矿物属AB2X4型化合物。A组阳离子主要为二价的Mg2+，Mn2+、Fe2+、Ni2+、Zn2+、Co2+、Cu2+等、B组阳离子则主要为三价（少量四价）的Al3+、Cr3+、Fe3+、V3+、Ti4+等；X为O2-。A组及B组阳离子及A、B组阳离子之间的类质同像替代费城普遍
31、和复杂。尖晶石族矿物的晶体结构为尖晶石型。属等轴晶系。单位晶胞中有32个O2-和24个A、B组阳离子。O2-呈立方最紧密堆积，堆积层与三次轴方向垂直，在单位晶胞中形成64个四面体空隙和32个八面体空隙。24个阳离子，其中8个A组阳离子为四次配位，充填单位晶胞中的1/8的四面体空隙，呈AO4四面体；另外14个B组阳离子为六次配位，充填单位晶胞中1/2的八面体空隙，呈BO6八面体。整个结构有AO4四面体与BO6八面体以一定的方式联结而成。橄榄石族矿物晶体结构：橄榄石族矿物的化学式可表示为R2SiO4。其中R主要为Mg2+、Fe2+、Mn2+；还可有Ni2+、Co2+、Zn2+；三价阳离子如Al3+，Fe3+等基本上不出现或含量甚少。当R中有Ca2+作主要成分是，则形成复盐形式：如CaMgSiO4(钙镁橄榄石)。斜方晶系。晶体结构汇总硅氧骨干为孤立的SiO4四面体，SiO4四面体靠骨干外的阳离子M（Mg，Fe等）联结起来。其结构也可视为氧平行与（100）作近似的六方最紧密堆积，Si充填其中1/8的四面体空隙，骨干外阳离子M充填其中1/2的八面体空隙，呈MO6八面体。且阳离子M在晶格中占据两套等效的晶格位置：即1/2的M
