晶體的規(guī)則連生

1、 以上各章討論的內(nèi)容只限于以上各章討論的內(nèi)容只限于單晶體單晶體，但晶體在，但晶體在生長(zhǎng)過(guò)程中或生長(zhǎng)以后，會(huì)發(fā)生生長(zhǎng)過(guò)程中或生長(zhǎng)以后，會(huì)發(fā)生多個(gè)晶體之間的連多個(gè)晶體之間的連生現(xiàn)象生現(xiàn)象。 晶體的連生分為晶體的連生分為規(guī)則連生規(guī)則連生和和不規(guī)則連生不規(guī)則連生兩類(lèi)。兩類(lèi)。本章涉及的是有規(guī)則的連生現(xiàn)象，本章涉及的是有規(guī)則的連生現(xiàn)象， 即即有一定的幾有一定的幾何規(guī)則何規(guī)則，包括，包括同種晶體連生同種晶體連生與與不同種晶體的連生不同種晶體的連生。 不規(guī)則的連生叫不規(guī)則的連生叫多晶集合體多晶集合體， 不在本章范圍內(nèi)。不在本章范圍內(nèi)。主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容一、平行連生一、平行連生二、雙晶二、雙晶三、浮生與交生

2、三、浮生與交生一、平行連生（晶）一、平行連生（晶）parallel grouping同種晶體，彼此平行同種晶體，彼此平行地連生在一起，連生著的地連生在一起，連生著的每一個(gè)每一個(gè)單晶體（單體）單晶體（單體）的的相對(duì)應(yīng)的晶面相對(duì)應(yīng)的晶面和和晶棱晶棱都彼此平行，這種都彼此平行，這種連生稱為連生稱為平行連生平行連生。明礬八面體晶體明礬八面體晶體的平行連晶的平行連晶 螢石立方體晶體螢石立方體晶體的平行連生的平行連生圖圖 7 - 1 自然銅立方體晶體的樹(shù)枝狀平行連生自然銅立方體晶體的樹(shù)枝狀平行連生自然銅立方體晶體的樹(shù)枝狀平行連生自然銅立方體晶體的樹(shù)枝狀平行連生 各各單體單體之間所有的之間所有的結(jié)晶方向結(jié)晶

3、方向(包括各個(gè)對(duì)應(yīng)的包括各個(gè)對(duì)應(yīng)的晶軸、對(duì)稱要素、晶面及晶棱的方向晶軸、對(duì)稱要素、晶面及晶棱的方向)都一一對(duì)應(yīng)、都一一對(duì)應(yīng)、相互平行。相互平行。 各單體間的格子構(gòu)造是連續(xù)的各單體間的格子構(gòu)造是連續(xù)的，它們實(shí)際上，它們實(shí)際上是是外形上象多晶體而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是連續(xù)完整的單晶外形上象多晶體而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是連續(xù)完整的單晶體體。平行連生的特點(diǎn)平行連生的特點(diǎn): : 單體之間總是存在單體之間總是存在凹入角凹入角。明礬八面體晶體明礬八面體晶體的平行連晶的平行連晶 螢石立方體晶體螢石立方體晶體的平行連生的平行連生 1雙晶的概念雙晶的概念 雙晶也叫孿晶，是雙晶也叫孿晶，是兩個(gè)以上兩個(gè)以上的的同種晶體按一定的對(duì)稱規(guī)律同種晶

4、體按一定的對(duì)稱規(guī)律形成形成的的規(guī)則連生。規(guī)則連生。相鄰兩個(gè)個(gè)體的相對(duì)應(yīng)的面、棱、角并非完全平行，相鄰兩個(gè)個(gè)體的相對(duì)應(yīng)的面、棱、角并非完全平行，但它們可以借著但它們可以借著對(duì)稱要素的操作對(duì)稱要素的操作（旋轉(zhuǎn)、反映、反伸）使兩個(gè)個(gè)體（旋轉(zhuǎn)、反映、反伸）使兩個(gè)個(gè)體彼此重合或平行。彼此重合或平行。雙晶區(qū)別于平行連晶的根本不同之處是：雙晶區(qū)別于平行連晶的根本不同之處是： 構(gòu)成雙晶的兩單體的格子構(gòu)造是互不構(gòu)成雙晶的兩單體的格子構(gòu)造是互不平行連續(xù)的平行連續(xù)的。 此外，在此外，在外形上外形上雙晶雖也經(jīng)常具有雙晶雖也經(jīng)常具有凹凹入角入角，但這并無(wú)必然性，雙晶也常有不具，但這并無(wú)必然性，雙晶也常有不具凹入角的。凹

5、入角的。 2雙晶要素（雙晶要素（twin element） 雙晶中相鄰單體之間存在的對(duì)稱要素雙晶中相鄰單體之間存在的對(duì)稱要素。注意注意雙晶要素與對(duì)稱要素之間的區(qū)別雙晶要素與對(duì)稱要素之間的區(qū)別, 雙晶雙晶要素是存在于兩個(gè)單體之間的要素是存在于兩個(gè)單體之間的, 而對(duì)稱要素而對(duì)稱要素是存在于一個(gè)單體內(nèi)部的。是存在于一個(gè)單體內(nèi)部的。 在實(shí)際雙晶中，在實(shí)際雙晶中，雙晶面總是平行于單晶體中具簡(jiǎn)單指雙晶面總是平行于單晶體中具簡(jiǎn)單指數(shù)的晶面，或是垂直于重要的晶帶軸（常為晶軸）。數(shù)的晶面，或是垂直于重要的晶帶軸（常為晶軸）。因此，因此，雙晶面的方向均采用雙晶面的方向均采用平行于某晶面或垂直于某晶棱的方式平行于某

6、晶面或垂直于某晶棱的方式來(lái)表示來(lái)表示。例圖尖晶石雙晶中的雙晶面中的雙晶面為。例圖尖晶石雙晶中的雙晶面中的雙晶面為(111) 。 雙晶面不可能平行于單晶體中的對(duì)稱面，否則就會(huì)使雙晶面不可能平行于單晶體中的對(duì)稱面，否則就會(huì)使兩個(gè)單體的取向平行一致，成為平行連生。兩個(gè)單體的取向平行一致，成為平行連生。 尖晶石雙晶中的雙晶面尖晶石雙晶中的雙晶面 為為一假想的平面一假想的平面，通過(guò)它的，通過(guò)它的反映反映，可使雙晶相鄰的兩個(gè)個(gè)體，可使雙晶相鄰的兩個(gè)個(gè)體重合或平行。重合或平行。（1） 雙晶面雙晶面(twinning-plane) （2） 雙晶軸雙晶軸 （twinning-axis) 為一為一假想直線假想直線

7、，雙晶中一單體圍繞它旋轉(zhuǎn)一定角度后，雙晶中一單體圍繞它旋轉(zhuǎn)一定角度后(一般都為一般都為180)，可與另一單體重合、平行或連成一個(gè)完，可與另一單體重合、平行或連成一個(gè)完整的晶體（整的晶體（一般來(lái)說(shuō)雙晶軸都是二次軸一般來(lái)說(shuō)雙晶軸都是二次軸） 。石膏晶體的雙晶軸垂石膏晶體的雙晶軸垂直（直（100）面）面正長(zhǎng)石雙晶的雙晶軸正長(zhǎng)石雙晶的雙晶軸平行于平行于C軸軸尖晶石雙晶中的雙晶軸尖晶石雙晶中的雙晶軸 螢石雙晶中的雙晶軸螢石雙晶中的雙晶軸 雙晶軸決不可能平行于單晶體中的偶次對(duì)稱軸雙晶軸決不可能平行于單晶體中的偶次對(duì)稱軸(因?yàn)殡p因?yàn)殡p晶軸一般都為二次軸晶軸一般都為二次軸)，否則就會(huì)使兩個(gè)晶體的取向平行一，否

8、則就會(huì)使兩個(gè)晶體的取向平行一致，形成平行連晶了。致，形成平行連晶了。 對(duì)于一個(gè)雙晶來(lái)說(shuō)，可有多個(gè)雙晶面或雙晶軸，對(duì)于一個(gè)雙晶來(lái)說(shuō)，可有多個(gè)雙晶面或雙晶軸，只需描述只需描述其中一個(gè)雙晶面或雙晶軸就可以確定兩單體間的取向關(guān)系了其中一個(gè)雙晶面或雙晶軸就可以確定兩單體間的取向關(guān)系了，其他雙晶要素往往省略。其他雙晶要素往往省略。 類(lèi)似于雙晶面，類(lèi)似于雙晶面，雙晶軸常采用平行于單晶體中重要的雙晶軸常采用平行于單晶體中重要的晶帶軸（常為晶軸）或垂直于某晶面的方式來(lái)表示晶帶軸（常為晶軸）或垂直于某晶面的方式來(lái)表示。例如。例如正長(zhǎng)石晶體的雙晶軸為正長(zhǎng)石晶體的雙晶軸為c軸或軸或001001。（3） 雙晶中心雙晶中

9、心 ：在實(shí)際的雙晶分析中很少用到。在實(shí)際的雙晶分析中很少用到。 雙晶要素決不可能平行單體中的相類(lèi)似的對(duì)稱要素雙晶要素決不可能平行單體中的相類(lèi)似的對(duì)稱要素?。矗。措p晶面不能平行對(duì)稱面，雙晶軸不能平行偶次軸）雙晶面不能平行對(duì)稱面，雙晶軸不能平行偶次軸） 為什么？為什么？舉例說(shuō)明：舉例說(shuō)明：3 3雙晶接合面（雙晶接合面（composition plane)composition plane) 兩單體之間的接觸面，屬于兩個(gè)個(gè)體之間的共用面網(wǎng)。兩單體之間的接觸面，屬于兩個(gè)個(gè)體之間的共用面網(wǎng)?？梢允瞧矫?，也可以是不規(guī)則曲面，并形成可以是平面，也可以是不規(guī)則曲面，并形成縫合線縫合線。例例1：尖晶石雙晶：

10、尖晶石雙晶接合面平直接合面平直 例例2：螢石雙晶：螢石雙晶接合面不規(guī)則接合面不規(guī)則 例例3：石英道芬雙晶：石英道芬雙晶接合面不規(guī)則曲線狀接合面不規(guī)則曲線狀可與雙晶面重合（石膏），也可不重合（正長(zhǎng)石）?？膳c雙晶面重合（石膏），也可不重合（正長(zhǎng)石）。 描述單體構(gòu)成雙晶的具體規(guī)律描述單體構(gòu)成雙晶的具體規(guī)律叫叫雙晶律雙晶律 。用。用雙晶要素雙晶要素及及結(jié)合面結(jié)合面來(lái)表征，并可命名來(lái)表征，并可命名(礦物名稱、發(fā)現(xiàn)地、形態(tài)、結(jié)合面）。礦物名稱、發(fā)現(xiàn)地、形態(tài)、結(jié)合面）。4 4雙晶律雙晶律(twin law)(twin law)的概念的概念鈉長(zhǎng)石律：雙晶軸鈉長(zhǎng)石律：雙晶軸 （010），雙晶），雙晶面面/（01

11、0），雙晶結(jié)合面），雙晶結(jié)合面/（010） （只針對(duì)鈉長(zhǎng)石）（只針對(duì)鈉長(zhǎng)石）卡斯巴律：雙晶軸卡斯巴律：雙晶軸/001 ，結(jié)合面以結(jié)合面以/（010）為主）為主（只針對(duì)正長(zhǎng)石）（只針對(duì)正長(zhǎng)石）表表 I-7-1 列出了一些常見(jiàn)雙晶的雙晶律列出了一些常見(jiàn)雙晶的雙晶律(參見(jiàn)教材參見(jiàn)教材P89-92)。 5 5雙晶類(lèi)型雙晶類(lèi)型 a. 兩個(gè)單體以一個(gè)兩個(gè)單體以一個(gè)明顯而規(guī)則的接合明顯而規(guī)則的接合面相接觸。面相接觸。 b.由若干單體按同一種雙晶由若干單體按同一種雙晶律所組成，表現(xiàn)為一系列簡(jiǎn)律所組成，表現(xiàn)為一系列簡(jiǎn)單接觸雙晶的聚合，所有接單接觸雙晶的聚合，所有接合面均相互平行合面均相互平行 c. 多個(gè)單體以相

12、同的多個(gè)單體以相同的雙晶律、不平行的結(jié)雙晶律、不平行的結(jié)合面形成。合面形成。（1）接觸雙晶接觸雙晶：a. 簡(jiǎn)單接觸雙晶簡(jiǎn)單接觸雙晶 、b. 聚片雙晶聚片雙晶、 c. 環(huán)狀雙晶、環(huán)狀雙晶、d、復(fù)合雙晶、復(fù)合雙晶 根據(jù)雙晶個(gè)體的連接方式，可將雙晶劃分為根據(jù)雙晶個(gè)體的連接方式，可將雙晶劃分為接觸雙晶接觸雙晶和和穿插雙穿插雙晶晶兩種類(lèi)型。兩種類(lèi)型。斜長(zhǎng)石的聚片雙晶斜長(zhǎng)石的聚片雙晶d、例如斜長(zhǎng)石的、例如斜長(zhǎng)石的卡卡鈉復(fù)合雙晶鈉復(fù)合雙晶，就是按，就是按3種不同的雙晶律種不同的雙晶律結(jié)合在一起結(jié)合在一起而成的，接合面均為而成的，接合面均為/(010)，其中，其中單體單體1和和2以及以及單體單體3和和4彼此間

13、按彼此間按鈉長(zhǎng)鈉長(zhǎng)石律石律接合，雙晶軸接合，雙晶軸(010)；單體單體2和和3之間按之間按卡斯巴律卡斯巴律接合，雙晶軸接合，雙晶軸c軸，于是軸，于是單體單體1和和4之間也成之間也成卡斯巴律卡斯巴律的關(guān)系，的關(guān)系，單體單體1和和3以及以及2和和4雖然雖然都未直接相連，但它們之間的相對(duì)方位都構(gòu)成了另一雙晶律，這一雙晶都未直接相連，但它們之間的相對(duì)方位都構(gòu)成了另一雙晶律，這一雙晶律可由鈉長(zhǎng)石律與卡斯巴復(fù)合而得，所以稱為律可由鈉長(zhǎng)石律與卡斯巴復(fù)合而得，所以稱為鈉長(zhǎng)石卡斯巴律復(fù)合雙鈉長(zhǎng)石卡斯巴律復(fù)合雙晶律晶律。（2）穿插雙晶（貫穿雙晶）：）穿插雙晶（貫穿雙晶）：兩個(gè)單體貫穿形成兩個(gè)單體貫穿形成（正長(zhǎng)石）

14、（正長(zhǎng)石）多個(gè)單體以相同的雙晶律多個(gè)單體以相同的雙晶律貫穿形成（文石三連晶）貫穿形成（文石三連晶）多個(gè)單體以不同的雙晶律多個(gè)單體以不同的雙晶律貫穿形成。貫穿形成。 （十字石）（十字石）兩個(gè)或多個(gè)單體相互穿插，接合面常曲折而復(fù)雜。兩個(gè)或多個(gè)單體相互穿插，接合面常曲折而復(fù)雜。多個(gè)單體以不同的雙晶律貫穿形成多個(gè)單體以不同的雙晶律貫穿形成 （十字石穿插雙晶）（十字石穿插雙晶）（1）生長(zhǎng)雙晶）生長(zhǎng)雙晶 原生雙晶原生雙晶 晶體生長(zhǎng)初期兩個(gè)小晶芽以雙晶的方位接合在一起晶體生長(zhǎng)初期兩個(gè)小晶芽以雙晶的方位接合在一起,然后長(zhǎng)大形成雙晶然后長(zhǎng)大形成雙晶. 小晶芽以雙晶的方位接合小晶芽以雙晶的方位接合,比任意方比任意

15、方位接合能量低位接合能量低, 易穩(wěn)定易穩(wěn)定. 為什么為什么? 因?yàn)槭枪餐木Ы缫驗(yàn)槭枪餐木Ы?界面能要低一些。界面能要低一些。（2）轉(zhuǎn)變雙晶）轉(zhuǎn)變雙晶 次生雙晶次生雙晶 晶體形成后晶體形成后, 因外界條件要發(fā)生相變因外界條件要發(fā)生相變, 結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致雙晶形成。致雙晶形成。6 6雙晶的成因及成因分類(lèi)雙晶的成因及成因分類(lèi) 雙晶的成因分類(lèi)，雙晶的成因分類(lèi)，按雙晶的產(chǎn)生相對(duì)于晶體形成按雙晶的產(chǎn)生相對(duì)于晶體形成的時(shí)間先后的時(shí)間先后而分為以下兩類(lèi)：而分為以下兩類(lèi)：原生雙晶原生雙晶、次生雙晶次生雙晶。（3）機(jī)械雙晶）機(jī)械雙晶 次生雙晶次生雙晶 在外界應(yīng)力作用在外界應(yīng)力作用下晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移下

16、晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移形成雙晶。形成雙晶。例如例如: -石英因溫度下石英因溫度下降轉(zhuǎn)變?yōu)榻缔D(zhuǎn)變?yōu)?-石英時(shí)形石英時(shí)形成雙晶（成雙晶（轉(zhuǎn)變雙晶轉(zhuǎn)變雙晶 ）（0112） 雙晶的分布很不均衡，有的礦物基本上都以雙雙晶的分布很不均衡，有的礦物基本上都以雙晶的形式出現(xiàn)，如斜長(zhǎng)石；而有的礦物基本上不見(jiàn)晶的形式出現(xiàn)，如斜長(zhǎng)石；而有的礦物基本上不見(jiàn)雙晶，如磷灰石。雙晶，如磷灰石。 另外，偶次對(duì)稱越多的越不易出現(xiàn)雙晶，如六另外，偶次對(duì)稱越多的越不易出現(xiàn)雙晶，如六方晶系、四方晶系，出現(xiàn)雙晶的概率較小。雙晶軸方晶系、四方晶系，出現(xiàn)雙晶的概率較小。雙晶軸往往平行往往平行3次軸產(chǎn)生。次軸產(chǎn)生。為什么？為什么？(請(qǐng)同學(xué)們思考請(qǐng)

17、同學(xué)們思考)7 7礦物中雙晶分布的概況礦物中雙晶分布的概況8 8雙晶的識(shí)別雙晶的識(shí)別肉眼識(shí)別實(shí)際晶體的雙晶時(shí)，常依據(jù)以下標(biāo)志：（1）凹入角：?jiǎn)尉Ф酁橥苟嗝骟w，而多數(shù)雙晶都有凹入角。）凹入角：?jiǎn)尉Ф酁橥苟嗝骟w，而多數(shù)雙晶都有凹入角。（2）雙晶縫合線：兩個(gè)單體之間的接合縫，縫合線兩邊）雙晶縫合線：兩個(gè)單體之間的接合縫，縫合線兩邊反光不同或晶面花紋不連貫。反光不同或晶面花紋不連貫。（3）蝕像：蝕像是鑒別雙晶的一種非常有效的方法，因?yàn)椋┪g像：蝕像是鑒別雙晶的一種非常有效的方法，因?yàn)殡p晶縫合線兩端的結(jié)晶方位不同，所形成的蝕坑方位則完雙晶縫合線兩端的結(jié)晶方位不同，所形成的蝕坑方位則完全不同。全不同。 a.

18、縫合線兩邊因結(jié)晶方位不同導(dǎo)致的蝕像花紋不同。縫合線兩邊因結(jié)晶方位不同導(dǎo)致的蝕像花紋不同。 石英柱面上的雙晶縫合線及兩邊的蝕像坑石英柱面上的雙晶縫合線及兩邊的蝕像坑石英橫截面的蝕像花紋（可區(qū)分道芬雙晶或巴西雙晶）石英橫截面的蝕像花紋（可區(qū)分道芬雙晶或巴西雙晶）b.縫合線本身是一個(gè)晶格缺陷，容易被侵蝕而突出的表現(xiàn)出來(lái)?？p合線本身是一個(gè)晶格缺陷，容易被侵蝕而突出的表現(xiàn)出來(lái)。（4）單晶與雙晶的對(duì)稱性不同。）單晶與雙晶的對(duì)稱性不同。例如石英例如石英： 本應(yīng)為三方對(duì)稱，如果兩個(gè)單體貫穿在一起形成本應(yīng)為三方對(duì)稱，如果兩個(gè)單體貫穿在一起形成雙晶，就有可能表現(xiàn)為六方對(duì)稱。雙晶，就有可能表現(xiàn)為六方對(duì)稱。 有些貫穿

19、雙晶形似一個(gè)單晶體，但所表現(xiàn)出來(lái)的有些貫穿雙晶形似一個(gè)單晶體，但所表現(xiàn)出來(lái)的對(duì)稱要比該晶體的單晶體對(duì)稱程度高。對(duì)稱要比該晶體的單晶體對(duì)稱程度高。石英石英文石文石9 9研究雙晶的意義研究雙晶的意義 雙晶是晶體中的一種較為普遍的現(xiàn)象。雙晶是晶體中的一種較為普遍的現(xiàn)象。（3）礦物工業(yè)及商業(yè)利用）礦物工業(yè)及商業(yè)利用：如：如石英若具雙晶就不石英若具雙晶就不能作為壓電材料；方解石由于雙晶的存在就會(huì)影響其在能作為壓電材料；方解石由于雙晶的存在就會(huì)影響其在光學(xué)儀器中的應(yīng)用，金剛石的雙晶影降低其凈度，從而光學(xué)儀器中的應(yīng)用，金剛石的雙晶影降低其凈度，從而降低其價(jià)值。因此雙晶的研究在理論上和實(shí)際應(yīng)用上都降低其價(jià)值。因此雙晶的研究在理論上和實(shí)際應(yīng)用上都具有頗為重大的意義。具有頗為重大的意義。（1）鑒定礦物）鑒定礦物： 如長(zhǎng)石等。如長(zhǎng)石等。（2）地質(zhì)意義）地質(zhì)意義：機(jī)械雙晶的出現(xiàn)可以作為地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)的：機(jī)械雙晶的出現(xiàn)可以作為地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)的一個(gè)標(biāo)志，因此，它還具有一定的地質(zhì)意義。一個(gè)標(biāo)志，因此，它還具有一定的地質(zhì)意義。1、浮生、浮生(overgrowth)：是指是指不同物質(zhì)不同物質(zhì)的晶體的晶體沿一定方向沿一定方向的規(guī)則連生的規(guī)則連生，或，或同種物質(zhì)同種物質(zhì)的晶體的晶體以不同的面網(wǎng)相結(jié)合以不同的面網(wǎng)相結(jié)合而形