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七大晶系图解

  七大晶系图解_化学_自然科学_专业资料。晶体的七大晶系是十分专业的问题,它有时是鉴别晶体的关键, 鉴藏矿晶的人多少应该知道一些。 概 论 已知晶体形态超过四万种,它们都是按七种结晶模式发育生长, 即七大晶系。晶体是以三维方向发育的几何体,

  晶体的七大晶系是十分专业的问题,它有时是鉴别晶体的关键, 鉴藏矿晶的人多少应该知道一些。 概 论 已知晶体形态超过四万种,它们都是按七种结晶模式发育生长, 即七大晶系。晶体是以三维方向发育的几何体,为了表示三维空间, 分别用三、四根假想的轴通过晶体的长、宽、高中心,这几根轴的交 角、 长短不同而构成七种不同对称、 不同外观的晶系模式: 等轴晶系, 四方晶系,三方晶系,六方晶系,斜方晶系,单斜晶系,三斜晶系。 请 看 图 : 上图是七大晶系的理论模型,在同一水平面上,请大家仔细分辨它们 的区别。 面向观众的轴称 x 轴,与画面平行的横轴称 y 轴,竖直的 轴称 z 轴,也可叫“主轴” 一,等 轴 晶 系 简 介 等轴晶系的三个轴长度一样,且相互垂直,对称性最强。这个晶 系的晶体通俗地说就是方块状、几何球状,从不同的角度看高低宽窄 差不多。如正方体、八面体、四面体、菱形十二面体等,它们的相对 晶面和相邻晶面都相似,这种晶体的横截面和竖截面一样。此晶系的 矿物有黄铁矿、萤石、闪锌矿、石榴石,方铅矿等。请看这种晶系的 几种常见晶体的理论形态: 等轴晶系的三个晶轴(x 轴 y 轴 z 轴)一样长,互相垂直。 常见的等轴晶系的晶体模型图 金刚石晶体 八面体和立方体的聚形的方铅矿 黄铁矿 二, 四 方 晶 系 简 介 四方晶系的三个晶轴相互垂直,其中两个水平轴(x 轴、y 轴) 长度一样,但 z 轴的长度可长可短。通俗地说,四方晶系的晶体大都 是四棱的柱状体, (晶体横截面为正方形,但有时四个角会发育成小 柱面,称“复四方”),有的是长柱体,有的是短柱体。再,四方晶 系四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都一样,但和顶端不对称 (不同形);所有主晶面交角都是九十度交角。请看模型图: 四方晶系的晶体如果 z 轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横 轴(x 、y)发育大于竖轴 z 轴,那么该晶体就是四方板状,最有代 表性的就是钼铅矿。 请看常见的一些四方晶系的晶体模型: 这个晶系常见的矿物有锡石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等。 请看实物图片: 符山石的晶体 锡石的长柱状晶体(顶端另有斜生的小晶体)。请注意看柱体的棱角 发育成窄小晶面,此种晶体又叫“复四方”——四个主柱面,四个小 柱面。 这是短柱状锆石,柱体几乎不发育。象个四方双锥体或假八面体 钼铅矿的晶体是四方板状, 也就是两个横轴的发育程度大大超越竖轴 (z 轴) 鱼眼石晶体 晶体在实际生长中有许多因素影响它的正常形状,如 z 轴“平 移”或平行连生等,四方晶系的晶体横截面有时不是正方形,会略带 长方形。这种情况在各种晶系中常见。有时我们说的“歪晶”就属此情 况之一。 三,斜 方 晶 系 的 简 介 斜方晶系的晶体中三个轴的长度完全不相等,它们的交角仍然是互 为 90 度垂直。与正方晶系直观相比,区别就是:x 轴、y 轴长短不一 样。如果围绕 z 轴旋转,四方晶系旋转九十度即可使 x 轴 y 轴重合, 旋转一周使 x 轴 y 轴重合四次(使另两轴重合的次数多于两次,该轴 称“高次轴”),四方晶系有一个高次轴,也叫“主轴”。斜方晶系 围绕 z 轴旋转, 需 180 度才可使 x 轴 y 轴重合, 旋转一周只重合两次, 属低次轴。也就是说,斜方晶系的对称性比四方晶系要 低。 其实,斜方晶系的晶体如果围绕 x 轴或 y 轴旋转, 情 况与围绕 z 轴旋转相同。换句话说,斜方晶系没有高次轴,或曰没有 理论上的主轴。 从模型上看,四方晶系的 x 轴和 y 轴所指向 的晶面完全都是对称相同的, 斜方晶系的 x 轴和 y 轴所指向的晶面却 是各自对称相等的。请看基本模型图: 斜方晶系晶体两个轴(如 x 轴、y 轴)构成的的平面即通常说的晶体 横截面是长方形,也可以是菱形,或者两者的复合形,看下图: 这个晶系的实际晶体多显示为菱形长柱体、菱形板状体、或长方型柱 状体。 常见的斜方晶系矿物有重晶石、 黄玉、 白铅矿辉锑矿、 白铁矿、 文 石 、 橄 榄 石 、 异 极 等 。 请 看 晶 体 图 : 菱形板状的重晶石 菱形柱状的重晶石 菱形板状的白铁矿 横截面为菱形的黄玉晶体,(想象 x、y、z 三个轴是在晶体内部的) 晶体横截面为菱形的白铅矿 晶体横截面为长方形的白铅矿 墨西哥产的黄玉晶体,横截面为菱形,经典的菱形长柱状晶型 菱形长柱状的天青石晶体 四,单 斜 晶 系 简 介 单斜晶系晶体的的三个晶轴长短皆不一样,z 轴和 y 轴相互垂直 90 度,x 轴与 y 轴垂直,但与 z 轴不垂直(x 轴与 z 轴的夹角是 β , β >90 度)。作一个形象的比喻:把斜方晶系模型顺着 z 轴方向推 压一下,使前后的晶面上、下错位,这就是单斜晶系的模型。 如果围绕 z 轴旋转 180 度,可以使 y 轴指向的晶面对称;而围绕 x 轴旋转。则不能产生任何晶面的重合对称(除非旋转一周,但无意 义)。通俗地说:斜方晶系晶体(模型)的两个晶面可以通过 y 轴旋 转 180 度达到重合,而左右晶面和前后晶面却不能通过旋转达到重 合,它们只能顺 y 轴和 x 轴平移才能达到重合。所谓“单斜”,可以 联想为:晶体有一个轴所顶的面是斜的。 单斜晶系只有一个对称轴和对称面,和斜方晶系相比,它的对 称 程 度 又 低 了 一 级 。 请 看 模 型 图 : 单斜晶系的晶体横截面与斜方晶系相似。 常见的单斜晶系矿物有石 膏、蓝铜矿、雄黄雌黄、黑钨矿、锂辉石、正长石等。 请观赏真实 晶体: 石膏晶体。 请注意看三轴坐标:z 轴指向的晶面(也就是与 x 轴平行的顶端、 底部的晶面)是斜的,这个斜的晶面是单斜晶系最大特点 。 石膏晶体 柱状绿帘石晶体 雄体。 注意观看三个晶轴的坐标与实际晶体的对比。 黑钨矿晶体,它的顶端斜面较小。 长柱型蓝铜矿晶体 紫锂辉石晶体 辉沸石晶体 五,三 斜 晶 系 简 介 三斜晶系的“三斜”,指的是三根晶轴的交角都不是九十度直角, 它们所指向的三对晶面全是钝角和锐角角构成的平行四边形 (菱形) , 相互间没有垂直交角。作个形象比喻:把一个砖头形的长方块朝着一 个角的方向斜推压,形成一个全是菱形面的立方体,这就是三斜晶系 的模型。看图: 三斜晶系的晶轴长短不一,斜角相交,没有晶轴能作重合对称 的旋转,前后、左右、上下的三组晶面只能顺晶轴作平移重合(平面 对称),在七大晶系中,三斜晶系的对称性最低。三斜晶系的晶体给 人的感觉多是“拧、 扁、 歪、 斜”的, 有些板状晶体被喻为“刀片状”。 常见矿物有蔷薇辉石、微斜长石、钠长石、胆矾、斧石等。 请观看 实际晶体: 斧石晶体,典型的菱形立方体结构 斧石的菱面体使它的晶型象斧头,故名。 蔷薇辉石晶体 微斜长石晶体, 注意看所有的晶面交角没有相互垂直的, 全是菱形面, 这 就 是 三 斜 晶 系 晶 体 的 特 征 。 微斜长石与烟晶 阿根廷产 钠长石晶簇 胆矾晶体 蓝晶石晶簇 以上将等轴、四方、斜方、单斜、三斜五个晶系简单介绍了,之 所以先介绍这五个,是因为它们都是三个晶轴构成的三维立体,描述 它们的外形渐变比较方便。可以作一个这样形象描述:等轴晶系的最 基本形是正正方方的立方体(为方便且不用八面体等) ,四方晶系的 基本形是把这个立方体拉长了(偶然压扁) ,斜方晶系是把拉长的立 方体再拉宽,变成象砖块一样的长方体,单斜晶系则把砖块形长方体 顺一个方向(长边方向)推压一下,使一对晶面平行错位,两侧晶面 变成菱面形,而三斜晶系则是再朝一个角方向继续推压,使所有的晶 面都平行错位,且全变成菱面形。 这里说的晶系基本型是理论上的基本结构, 在实际晶体中情况要 复杂得多,因为实际晶体大都是聚型,对基本形的判断有干扰。这就 需要将理论形和实际形结合看,多看,多比较,对一些常见的矿物晶 体,应牢记它们的几种典型晶型,把它们作为“范本”熟记于心,在鉴 别新晶体时可用以比照。 三 方 /六 方 晶 系 简 介 三方晶系和六方晶系有许多相似之处, 一些矿物专著和科普书刊往往 将二者合并在一起,或干脆就称晶体有六大晶系。 与前面讲的五个晶系最大的不同是三方/六方晶系的晶轴有四根, 即一根竖直轴(z 轴)三根水平横轴(x、y、u 轴)。竖轴与三根横 轴的交角皆为 90 度垂直,三根横轴间的夹角为 120 度(六方晶系为 60 度,也可说成三横轴前端交角 120 度。)。如果围绕 z 轴旋转一 周,三方晶系晶体的横轴可以重合三次,六方晶系晶体的横轴则重合 六次,故,三方/六方晶系晶体的对称度都高,z 轴是高次轴,也就是 主轴。 三方晶系常见的晶体有三棱柱状、三角片状等,有时呈六棱柱、 六角片状(复三方、复三角面)及它们的各种聚形;六方晶系晶体常 见有六棱柱状、六方板(片)状以及它们的各种聚形,偶然会出现十 二棱柱体(复六方柱)。有时候三方/六方晶系会出现菱形六面体晶 型 , 较 容 易 同 三 斜 晶 系 的 晶 体 混 同 。 三方晶系和六方晶系以严格的矿物学理论而言是不应该混淆 的,但作为非矿物学家的我们,没有必要去探究那些高深的理论或从 专业研究角度去区分它们的理论差异,那没有太大的实际用途。如果 一定要我用一句通俗的话来描述三方和六方的区别,可以这样说:三 方晶系的矿物既能长成三棱柱、三角板片的晶型,也能长成六棱柱、 六角板片的晶型与六方晶系晶体混淆, 但六方晶系的矿物通常不会长 成 三 棱 柱或 三角板 片 等 与三 方晶系 混 淆 (仅 有一个 三 方 双锥 例 外)。 一般说来,三方/六方晶系的晶体外观比较好认。常见的矿物有水晶、 方解石、电气石、绿柱石、刚玉、辰砂、赤铁矿、磷灰石等。请看实 际晶体: 六方晶系的高温 β 石英,又叫无腰水晶 三方晶系的 α 石英,即低温水晶,最为普遍常见。 方解石是三方晶系的矿物, 晶体形态超过六百种。 这是厚板状晶体 (共 生有黄铁矿晶粒) 六棱柱状的方解石晶体 电气石属三方晶系,晶体横截面为带圆弧的三角形。 电气石 三方晶系的刚玉晶体,晶形总是木桶形的六棱柱状。 赤铁矿(三方晶系)的柱状晶体 赤铁矿的六方片状晶簇,又叫铁玫瑰 三方晶系的蓝锥矿(上图)和六方板状辰砂晶体(下图)。 磷氯铅矿的晶体也常呈木捅状的六棱柱体,这是美国爱达荷州出产 的。 哥伦比亚的铬绿柱石(即)晶体,这颗晶体呈复六方柱状,也 就是十二棱柱体。

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