結晶學及礦物學(中國地質大學（武漢）建設的慕課)

結晶學及礦物學課程是中國地質大學（武漢）建設的慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程，於2017年02月20日在中國大學MOOC首次開課，授課教師為趙珊茸、鐘玉芳、余淳梅、邊秋娟、劉嶸。據2021年8月中國大學MOOC官網顯示，該課程已經開課10次。

課程共22章，分為“結晶學”和“礦物學”兩篇去講授，“結晶學”以晶體為研究對象，主要研究的是晶體的巨觀形態與微觀結構的對稱規律；“礦物學”以礦物晶體（即由地質作用形成的天然晶體）為研究對象，主要研究的是礦物的成分、結構、形態、物理性質、成因。

基本介紹

• 中文名：結晶學及礦物學
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
• 授課平台：中國大學MOOC
• 建設院校：中國地質大學（武漢）
• 授課教師：趙珊茸、鐘玉芳、余淳梅、邊秋娟、劉嶸
• 開課時間：2017年02月20日（首次）

課程性質

• 課程背景

晶體，晶瑩剔透絢麗多彩的外形內卻蘊含了數學之美；礦物晶體，大自然賜予的天然寶庫，也隱藏了地球演化規律信息。 中國地質大學（武漢）的“結晶學及礦物學”課程歷史悠久，它將帶你探究礦物晶體世界。

• 課程定位

結晶學及礦物學課程是地質、資源、材料、珠寶等專業的專業基礎課，套用面廣。

課程簡介

結晶學及礦物學課程包含結晶學和礦物學兩部分內容，課程共分為22章，介紹了晶體對稱理論知識，包括：晶體的內部本質-晶體對稱-晶體定向-單形與聚形，了解晶體巨觀形態與內部結構的關係；理解晶體中原子離子成鍵與形成晶體結構的規律；掌握礦物的成分、結構、形態、物理性質、成因等的基礎知識，以及礦物的成分與結構對礦物物理性質的影響，礦物成分、結構、物理性質隨形成條件的變化規律；學會鑑定50-60種常見礦物等內容。

課程大綱

第1章	實習十 典型結構分析
1.1 晶體與空間格子	第11章
1.2 空間格子要素	11.1 礦物及礦物學
1.3 晶體的基本性質	第12章
第2章	12.1 元素的克拉克值及離子類型與礦物種類的關係
2.1 面角守恆定律與晶體測量	12.2 礦物化學成分變化的影響因素
2.2 晶體的極射赤平投影	12.3 礦物中的水
2.3 吳氏網及其套用	12.4 礦物的晶體化學式及其計算
實習一 晶體測量與投影	第13章
第3章	13.1 礦物單晶體形態
3.1 晶體的巨觀對稱要素和對稱操作	13.2 礦物集合體形態
3.2 晶體的對稱特點與晶體的對稱定律	實習一 礦物的形態
實習二 晶體的對稱（一）	第14章
3.3 對稱要素組合定理	14.1 礦物的顏色
3.4 對稱型及其推導	14.2 礦物的條痕、光澤、透明度、發光性
3.5 晶體的對稱分類	14.3 礦物的解理、裂開、斷口
實習三 晶體的對稱（二）	14.4 礦物的硬度、脆性-延展性、彈性-撓性
第4章	14.5 礦物的相對密度、磁性、壓電性、熱釋電性
4.1 晶體的定向	實習二 礦物的光學性質
4.2 對稱型的國際符號	實習三 礦物的解理、裂開、斷口
4.3 晶面符號與晶棱符號	實習四 礦物的硬度、相對密度等
4.4 整數定律與晶帶定律	弟15章
實習四 晶體的定向、國際符號	15.1 形成礦物的地質作用
第5章	15.2 礦物的成因信息
5.1 單形和聚形的概念	15.3 礦物的變化
5.2 單形的推導	第16章
5.3 單形符號	16.1 礦物的研究方法簡介
5.4 結晶單形與幾何單形	第17章
5.5 單形的分類	17.1 礦物的分類和命名
5.6 聚形分析	第18章
實習五 認識重點單形	18.1 自然元素大類
實習六 等軸、四方晶系聚形分析	第19章
實習七 三方、六方晶系聚形分析	19.1 硫化物及類似化合物大類（1）
實習八 低級晶族聚形分析	19.2 硫化物及類似化合物大類（2）
第7章	實習五 自然元素與硫化物礦物
7.1 平行六面體的選擇	第20章
7.2 平行六面體的形狀、大小與格子類型	20.1 氧化物和氫氧化物大類（1）
7.3 十四種布拉維格子	20.2 氧化物和氫氧化物大類（2）
7.4 晶體內部結構的對稱要素	20.3 氧化物和氫氧化物大類（3）
7.5 空間群	實習六 氧化物和氫氧化物礦物
7.6 等效點系	第21章
7.7 巨觀與微觀對稱對比總結	21.1 含氧鹽大類矽酸鹽類-概述（1）
實習九 晶體內部結構的對稱要素	21.2 含氧鹽大類矽酸鹽類-概述（2）
第8章	21.3 島-環狀矽酸鹽亞類（1）
8.1 晶體生長理論簡介	21.4 島-環狀矽酸鹽亞類（2）
8.2 晶體生長實驗方法	21.5 鏈狀矽酸鹽亞類
8.3 影響晶體生長形態的內因	21.6 層狀矽酸鹽亞類
第9章	21.7 架狀矽酸鹽亞類
9.1 平行連晶	實習七 島狀矽酸鹽礦物
9.2 雙晶（孿晶）	實習七 島狀矽酸鹽礦物
9.3 浮生與交生	實習九 層狀矽酸鹽礦物
第10章	實習十 架狀矽酸鹽礦物
10.1 等大球最緊密堆積原理	第22章
10.2 配位數與配位多面體	22.1 含氧鹽大類碳酸鹽類
10.3 化學鍵與晶格類型	22.2 含氧鹽大類硫酸鹽類
10.4 典型結構分析	22.3 含氧鹽大類磷酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽
10.5 類質同像	第23章
10.6 同質多像	23.1 鹵化物大類
10.7 多型	實習十一 其他含氧鹽與鹵化物礦物
10.8 有序-無序	（註：課程大綱排版從左到右列）

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2017年02月20日~2017年06月11日	趙珊茸、鐘玉芳、余淳梅、邊秋娟、劉嶸	4-5小時/周	4020
第2次開課	2017年09月04日~2017年12月24日		3-5小時/周	2811
第3次開課	2018年03月05日~2018年06月17日			3012
第4次開課	2018年09月03日~2018年12月22日			3377
第5次開課	2019年02月25日~2019年06月16日			2896
第6次開課	2019年09月02日~2019年12月30日			4235
第7次開課	2020年02月10日~2020年06月14日		4-6小時/周	7070
第8次開課	2020年09月07日~2020年12月26日		3-5小時/周	2579
第9次開課	2021年03月01日~2021年06月23日			2915
第10次開課	2021年08月30日~2021年12月12日			待定

教學目標

要求學生掌握晶體對稱的基礎理論，學會從晶體的巨觀形態分析晶體的對稱及晶體定向、單形名稱及符號；初步分析巨觀對稱與微觀對稱的對應關係。掌握礦物成分、結構、形態、物性、成因的基礎知識及其它們之間的相互聯繫，熟悉五十~六十種常見礦物的鑑定特徵及成因類型；了解一些礦物的主要用途。

學習預備

• 預備知識

數學中的立體幾何、解析幾何、三角函式等；化學中的原子、離子的性質、化學鍵及其與物理性質的關係等；物理學中的光學、力學性質的基本概念等。

• 學習資料

教材

書名	作者	出版時間	出版社
《結晶學及礦物學（第二版）》	趙珊茸	2011年	高等教育出版社
《結晶學及礦物學（第三版）》		2017年
《結晶學及礦物學實習指導》		2011年

參考書

書名	作者	出版時間	出版社
《結晶化學》	何涌、雷新榮	2008年	化學工業出版社
《晶體學基礎》	秦善	2004年	北京大學出版社
《結晶學導論（第三版）》	羅谷風	2015年	地質出版社
《結晶學與礦物學》	李勝榮	2008年	地質出版社
《結構礦物學》	秦善	2010年	北京大學出版社
《礦物學基礎》	秦善, 王長秋	2006年	北京大學出版社
《礦物學簡明教程（第二版）》	劉顯凡、孫傳敏	2010年	地質出版社
《簡明礦物學》	趙珊茸	2014年	中國地質大學出版社
《晶體魔方》	趙珊茸，譚希原	2013年	中國地質大學出版社
Introduction to mineral sciences	Putnis. A.	1992年	Cambridge University Press
Mineralogy---A Geologist’s Point of View	Hibbard M. J.	2002年	McGraw-Hill Higher Education

所獲榮譽

2019年1月8日，結晶學及礦物學課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

2020年11月24日，結晶學及礦物學課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家級一流本科課程”。

教師介紹

趙珊茸，中國地質大學（武漢）教授、博導，研究方向：晶體對稱理論、礦物晶體化學、晶體生長與形貌。

鐘玉芳，中國地質大學（武漢）副教授， 研究方向：岩石地球化學、成因礦物學。

邊秋娟，中國地質大學（武漢）副教授。

余淳梅，中國地質大學（武漢）副教授，研究方向：橄欖岩捕虜體與地幔演化、硫化物Re-Os同位素。

劉嶸，中國地質大學（武漢）副教授，研究方向：變質流體與變質作用、混合岩化作用。