摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會
一、等軸晶系
等軸晶系的三個軸長度一樣,且相互垂直,對稱性最強。這個晶系的晶體通俗地說就是方塊狀、幾何球狀,從不同的角度看高低寬窄差不多。如正方體、八面體、四面體、菱形十二面體等,它們的相對晶面和相鄰晶面都相似,這種晶體的橫截面和豎截面一樣。此晶系的礦物有黃鐵礦、螢石、閃鋅礦、石榴石,方鉛礦等。請看這種晶系的幾種常見晶體的理論形態:
此主題相關圖片如下:
請看等軸晶系的晶體實物圖:
二、四方晶系
四方晶系的三個晶軸相互垂直,其中兩個水平軸(x軸、y軸)長度一樣,但z軸的長度可長可短。通俗地說,四方晶系的晶體大都是四棱的柱狀體,(晶體橫截面為正方形,但有時四個角會發育成小柱面,稱「複四方」),有的是長柱體,有的是短柱體。再,四方晶系四個柱面是對稱的,即相鄰和相對的柱面都一樣,但和頂端不對稱(不同形);所有主晶面交角都是九十度交角。請看模型圖:
四方晶系的晶體如果z軸發育,它就是長柱狀甚至針狀;如果兩個橫軸(x 、y)發育大於豎軸z軸,那麼該晶體就是四方板狀,最有代表性的就是鉬鉛礦。
請看常見的一些四方晶系的晶體模型:
這個晶系常見的礦物有錫石、魚眼石、白鎢礦、符山石、鉬鉛礦等。請看實物圖片:
錫石的長柱狀晶體。請注意看,柱體的棱角發育成窄小晶面,此種晶體又叫「複四方」——四個主柱面,四個小柱面。
錫石的膝狀雙晶常見,這種四方柱狀單晶體反倒不多。
三,斜方晶系
斜方晶系的晶體中三個軸的長短完全不相等,它們的交角仍然是互為90度垂直。與正方晶系直觀相比,區別就是:x軸、y軸長短不一樣。如果圍繞z軸旋轉,四方晶系旋轉九十度即可使x軸y軸重合,旋轉一周使x軸y軸重合四次(使另兩軸重合的次數多於兩次,該軸稱「高次軸」),四方晶系有一個高次軸,也叫「主軸」。斜方晶系圍繞z軸旋轉,需180度才可使x軸y軸重合,旋轉一周只重合兩次,屬低次軸。也就是說,斜方晶系的對稱性比四方晶係要低。
其實,斜方晶系的晶體如果圍繞x軸或y軸旋轉, 情況與圍繞z軸旋轉相同。換句話說,斜方晶系沒有高次軸,或曰沒有理論上的主軸。
從模型上看,四方晶系的x軸和y軸所指向的晶面完全都是對稱相同的,斜方晶系的x軸和y軸所指向的晶面卻是各自對稱相等的。請看基本模型圖:
斜方晶系晶體兩個軸(如x軸、y軸)構成的平面,即晶體橫截面是長方形,也可以是菱形,或者兩者的複合形,請看下圖:
這塊標本很能說明斜方晶系的晶體特徵。
這是俄羅斯產的漂亮黃玉晶體,我們看到的是頂端。它發育的相當標準,請看上下的對稱和左右的對稱,它的橫截面是菱形和長方形的複合形。
礦物晶體的理論晶型與實際晶型是有差距的,地質化學和成礦過程極其複雜,不可能形成與理論模式完全一樣的晶體。礦物晶體沒有絕對理想的狀態,任何一顆晶體都是有缺陷的,只不過多少而已。
本文的晶體模型都是基本的框架,實際晶體大都是在這樣的基本框架上進行擴展、單型聚合等,所以我們看到的實際晶體晶型比理論模型多得多。
四、單斜晶系
單斜晶系晶體的的三個晶軸長短皆不一樣,z軸和y軸相互垂直90度,x軸與y軸垂直,但與z軸不垂直(x軸與z軸的夾角是β ,β>90度)。作一個形象的比喻:把斜方晶系模型順著z軸方向推壓一下,使前後的晶面上、下錯位,這就是單斜晶系的模型。
如果圍繞z軸旋轉180度,可以使y軸指向的晶面對稱;而圍繞x軸旋轉。則不能產生任何晶面的重合對稱(除非旋轉一周,但無意義)。通俗地說:斜方晶系晶體(模型)的兩個晶面可以通過y軸旋轉180度達到重合,而左右晶面和前後晶面卻不能通過旋轉達到重合,它們只能順y軸和x軸平移才能達到重合。所謂「單斜」,可以聯想為晶體有一個軸所頂的面是斜的。
單斜晶系只有一個對稱軸和對稱面,和斜方晶系相比,它的對稱程度又低了一級。請看模型圖:
單斜晶系的晶體橫截面與斜方晶系相似。但晶體頂端的晶面是斜的。
常見的單斜晶系礦物有石膏、藍銅礦、雄黃雌黃、黑鎢礦、鋰輝石、正長石等。請觀賞實際晶體:
石膏晶體。請注意看三軸坐標:z軸指向的晶面(也就是與x軸平行的頂端、底部的晶面)是斜的,這個斜的晶面是單斜晶系最大特點。
柱狀綠簾石晶體。請看晶體頂端的傾斜晶面,這就是單斜——一個晶軸不是垂直交角。
雄黃晶體。注意觀看三個晶軸的坐標與實際晶體的對比。
五,三斜晶系
三斜晶系的「三斜」,指的是三根晶軸的交角都不是九十度直角,它們所指向的三對晶面全是鈍角和銳角角構成的平行四邊形(菱形),相互間沒有垂直交角。作個比喻:把一個磚頭形的長方塊朝著一個角的方向斜推壓,形成一個全是菱形面的立方體,這就是三斜晶系的模型。看圖:
三斜晶系的晶軸長短不一,斜角相交,沒有晶軸能作重合對稱的旋轉,前後、左右、上下的三組晶面只能順晶軸作平移重合(平面對稱),在七大晶系中,三斜晶系的對稱性最低。
三斜晶系的晶體給人的感覺多是「擰、扁、歪、斜」的,有些板狀晶體被喻為「刀片狀」。常見礦物有薔薇輝石、微斜長石、鈉長石、膽礬、斧石等。請觀看晶體模型:
微斜長石晶體,注意看所有的晶面交角沒有直角,全是菱形面。這是因為x、y、z三根軸都不是90度直角相交。這就是三斜晶系晶體的特徵。
這件微斜長石的晶體也是完全的菱面體晶型,三軸傾斜交角。
至今已經將等軸、四方、斜方、單斜、三斜五個晶系簡單介紹了,之所以先介紹這五個,是因為它們都是三個晶軸構成的三維立體,描述它們的外形漸變比較方便。 可以作一個這樣的比喻描述: 等軸晶系的最基本形是正正方方的立方體(為方便且不用八面體等);四方晶系的基本形是把這個立方體拉長了(偶然壓扁);斜方晶系是把拉長的立方體再拉寬,變成像磚塊一樣的長方體;單斜晶系則把磚塊形長方體順一個方向(長邊方向)推壓一下,使一對晶面平行錯位,兩側晶面變成菱面形;而三斜晶系則是再朝一個角方向繼續推壓,使所有的晶面都平行錯位,且全變成菱面形。 又,這裡說的晶系基本型是理論上的基本結構,在實際晶體中情況要複雜得多,因為實際晶體大都是聚型,對基本形的判斷有干擾。這就需要將理論形和實際形結合看,多看,多比較,對一些常見的礦物晶體,應牢記它們的幾種典型晶型,把它們作為「範本」熟記於心,在鑑別新晶體時可用以比照。
六,三方 /六方晶系
三方晶系和六方晶系有許多相似之處,一些礦物專著和科普書刊往往將二者合併在一起,或乾脆就稱晶體有六大晶系。
與前面講的五個晶系最大的不同是三方/六方晶系的晶軸有四根,即一根豎直軸(z軸)三根水平橫軸(x、y、u軸)。豎軸與三根橫軸的交角皆為90度垂直,三根橫軸間的夾角為120度(六方晶系為60度,也可說成三橫軸前端交角120度)。如果圍繞z軸旋轉一周,三方晶系晶體的橫軸可以重合三次,六方晶系晶體的橫軸則重合六次,故,三方/六方晶系晶體的對稱度都高,z軸是高次軸,也就是主軸。
三方晶系常見的晶體有三棱柱狀、三角片狀等,有時呈六棱柱、六角片狀(複三方、複三角面)及它們的各種聚形;六方晶系晶體常見有六棱柱狀、六方板(片)狀以及它們的各種聚形,偶然會出現十二棱柱體(複六方柱)。有時候三方/六方晶系會出現菱形六面體晶型,較容易同三斜晶系的晶體混同。
一般說來,三方/六方晶系的晶體外觀比較好認。常見的礦物有水晶、方解石、電氣石、綠柱石、剛玉、辰砂、赤鐵礦、磷灰石等。請看晶體模型:
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