第七章 实际晶体的形态和规则连生

1、第第7 7章章 实际晶体实际晶体的形的形态态和规和规则则连生连生第第7 7章章 实际晶体的形态和规则连生实际晶体的形态和规则连生School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 晶体的规则连晶体的规则连生生* * 平平行连行连晶晶 双双晶和晶和双双晶晶要要素素 实际晶体的形态实际晶体的形态 晶面花纹晶面花纹 晶体的定向附生晶体的定向附生School of Materials Science and Engineering主主要教学要教学内内容容：第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和

2、规则则连生连生 晶晶体在生体在生长长过程中过程中或或生长以生长以后后，会发，会发生生多个晶多个晶体体 之之间间的的连连生生现象。现象。本本章涉及章涉及的的是是有规有规则则的连生现的连生现 象象，即有，即有一一定的几定的几何何规则，规则，包包括括同种同种晶体晶体连生与连生与 不不同种晶同种晶体体连生。连生。 不不规则的规则的连连生生叫叫多多晶晶集合集合体体，不在本不在本章章范围内范围内。School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生7.1晶体的规则连生晶体的规则连生School of Mate

3、rials Science and Engineering第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生7.1晶体的规则晶体的规则连连生生 平行连晶平行连晶若干个同种晶体连生在一起，每个晶体对应的 晶面和晶棱都互相平行，这种连生体称为平行连晶。八面体（左八面体（左） 立方体（右）的平行连晶立方体（右）的平行连晶卤钠石(sulphohalite )的平 行连生体School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 平行连晶平行连晶特特征征：内内部部格子构格子构造造平行、平行、连连续续

4、。所所有有对应的对应的结结晶晶 学学方向（方向（包包括各个括各个对对应的结应的结晶晶轴、对轴、对称称要素、要素、晶晶面面 及及晶棱的晶棱的方方向）全向）全都都相互平相互平行行的的。School of Materials Science and Engineering第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 双晶双晶 概念两个或两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则 连生体，相邻两个个体对应的晶面、晶棱和角并非完全平行， 但可借助于对称操作（旋转、反映或反伸）使两个个体彼此 重合或平行。School of Materials Science and Engineeri

5、ng第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 双晶双晶 构成双晶的两个单体的格子构造互不平行连续。 这是区别双晶与平行连晶的根本不同之处。此外， 在外形上双晶虽也经常具有凹入角，但这并无必 然性，双晶也常不具有凹入角的。School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 双晶要素双晶要素School of Materials Science and Engineering概念：概念：要使双晶相邻的两个个体重合或平行，需要进行一要使双晶相邻的两个个体重合或平行，需要进行一

6、定的操作，操作时所凭借的几何要定的操作，操作时所凭借的几何要素素点线面等，称点线面等，称为为双双 晶要晶要素素。双晶双晶中相中相邻单体邻单体之之间存在间存在的的双晶要双晶要素素包包括括双双晶晶面、面、双双 晶轴、晶轴、双双晶中晶中心心。 双晶双晶要素要素与对称与对称要要素之间素之间的的区别区别：双双晶要晶要素素是是存在存在于于两两 个单体个单体之之间的，间的，而而对称要对称要素素是存在是存在于于一个单一个单体体内部的内部的。双双 晶要素晶要素决决不可能不可能平平行单体行单体中中相类似相类似的的对称要对称要素素！（即！（即双双晶晶 面不能面不能平平行对称行对称面面，双晶，双晶轴轴不能平不能平行行

7、偶次轴偶次轴）第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 双晶面双晶面 为一假想平面，通过它的反映，可以使双晶的两为一假想平面，通过它的反映，可以使双晶的两个相邻个体个相邻个体 重合或平行。重合或平行。双晶面双晶面 双晶要素双晶要素School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生尖晶石：尖晶石： 双晶面双晶面(111)方解石：方解石：双晶双晶面面(0001)双晶面的表示方法双晶面的表示方法石膏：石膏：双晶面双晶面(100)School of Materials Scienc

8、e and Engineering 实际双晶中，双晶面平行于单体的实际晶面（或可能晶 面），所以双晶面可以用晶面符号来表示。第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生双晶结合面双晶结合面双晶结合面：是双晶相邻两个个体相接触的面，是属于两 个个体共用的面网。 双晶结合面不是双晶要素，只是描述双晶中两单体之间的界面，可以是平面，也可以是有规律的折面。尖晶石双晶: 结合面平直萤石双晶: 结合面不规则School of Materials Science and Engineering石英道芬双晶:结合面不规则曲线状第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生

9、特点：双晶接合面的两侧格子构造不连续，两者的取向亦不 一致。双晶结合面双晶结合面School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 双晶轴：双晶轴：为一假想直线，设想双晶中的一个个体不动，另 一个体饶此直线旋转一定的角度后，可使两个个体重合、平 行或连成一个完整的单晶体。 实际双晶中双晶轴常与结晶轴或奇次对称轴的方向一致， 并与晶体的一个实际的或可能的晶面垂直，因此，常用与它 垂直的晶面的晶面符号来表示。 双晶要素双晶要素石膏燕石膏燕 尾双晶尾双晶School of Materials Scie

10、nce and Engineering卡斯巴双晶卡斯巴双晶第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生Science and Engineering石膏的燕尾双晶透明燕尾双晶方解石School of Materials第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生双晶轴的表示方法石膏：石膏： 双晶轴双晶轴(100)，或：，或：双晶轴双晶轴100School of Materials Science and Engineering尖晶石：尖晶石：双晶轴双晶轴(111) ，或：，或： 双晶轴双晶轴111第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连

11、生连生石膏 gypsum双晶面 P双晶轴石膏的双晶要素School of Materials Science and Engineering第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 为一假想的几何点，通过它的反伸变换后，构成双晶的两 个单体可相互重合或达到彼此平等一致的方位。 双晶中心只有在没有对称中心的晶体中出现。 双晶的单体存在对称中心时，双晶轴和双晶面同时存在且互 相垂直。 存在多个双晶轴和双晶面时，描述时只采用其中的一种。注：双晶中心在实际的双晶分析中很少用到。School of Materials Science and Engineering双晶中心第第7 7

12、章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生双双晶律的晶律的概概念和命念和命名名 双晶结合的规律称为双晶律（twin law）。双晶律可用双晶要 素及其方向来表征，并可命名。 以双晶的特征矿物命名：尖晶石律、云母律、钠长石律等。 以双晶初次发现的地点命名：长石双晶的卡斯巴律，石英双晶的道芬律、 巴西律等。 以双晶的形态命名：石膏的燕尾双晶、锡石的膝状双晶、方解石的蝴蝶 双晶等。 以双晶面或接合面命名：正长石的底面双晶、方解石的负菱面双晶等。 还有根据双晶轴与接合面的关系来划分双晶律的，当双晶轴垂直于接合 面时，称面律双晶；当双晶轴平行于某一晶轴时，称轴律双晶；双晶轴平 行接合面同时垂

13、直于某一晶轴时，称混合律双晶。School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 双晶类型双晶类型 接触双晶：双晶个体接触双晶：双晶个体以以简单简单平平面面接接触连生触连生简单接触双晶简单接触双晶聚片双晶聚片双晶环状双晶环状双晶School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生简单双晶之接触双晶School of Materials Science and Engineering考察： 双晶面 双

14、晶轴 双晶中心 接合面接触双晶第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生石英的接触双晶School of Materials Science and Engineering接触双晶第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生接触双晶(聚片双晶和环状双晶)School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实实际际晶体的形态晶体的形态和规和规则连则连生生School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生cb

15、mrccmr 双晶类型双晶类型 穿插双晶穿插双晶（贯穿双晶）由两个或多个个体相互穿由两个或多个个体相互穿插插而形而形成成的双的双晶晶。School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生贯穿双晶考察： 双晶面 双晶轴 双晶中心 接合面穿插双晶School of Materials Science and Engineering第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生（1）凹入角：有些双晶有凹入角，但并不是都有；有凹入角的一定不是单晶体。（2）假对称：有些贯穿双晶形似一个单晶

16、体，但所表现出来的对称要比 该晶体的单晶体对称程度高， 例如石英：本应为三方对称， 如果两个单体贯穿在一起形成 双晶，就有可能表现为六方对 称。 (巴西双晶)双晶的识别School of Materials Science and Engineering第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则连则连生生双晶的识别(3)双晶缝合线：两个单体之间的接合缝 缝合线两边反光不同或 晶面花纹不连贯。(4)聚片双晶纹：一系列密集的缝合线。(5)蚀像：a. 缝合线两边因结晶方位不同导致的蚀像花纹不同;b. 缝合线本身是一个晶格缺陷，容易被腐蚀而突出的表现出来。School of Material

17、s Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 石英柱面上的双晶缝合线及两边的蚀像坑 石英横截面的蚀像花纹（可区分道芬双晶或巴西双晶）双晶的识别School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生双晶的识别 存存在在凹凹入入角的天角的天然然双双晶晶。School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生(1) 生长双晶 （growth

18、twin）原生双晶 晶体生长初期两个小晶芽以双晶的方位接合在一起，然后长 大形成双晶。小晶芽以双晶的方位接合，比任意方位接合能 量低，易稳定。为什么? 因为是共同的晶界，界面能要低一些。氯铜银铅矿(Boleite)双晶School of Materials Science and Engineering双晶的识别第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生双晶的成因（1）生长双晶）生长双晶 斜长石(Plagioclase) 聚片双晶School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生

19、连生(2) 转变双晶（转变双晶（Transformation twin）次生双晶次生双晶晶体形成后，因外界条件要发生相变，结构的变化导致双晶形成。例如: -石英因温度下降转变为-石英时形成双晶双晶的成因School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生(3) 机械双机械双晶晶 次生双晶次生双晶 在外界应力作用下晶体结构发生滑移形成双晶。例如：方解石的聚片双晶School of Materials Science and Engineering双晶的成因第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态

20、和规和规则则连生连生（3）机械双晶 斜长石(Plagioclase)双晶的成因School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生（3）机械双晶）机械双晶 方解方解石石(Calcite)School of Materials Science and Engineering双晶的成因第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生矿物中双晶分布的概况双双晶的分晶的分布布很不均很不均衡衡，有的，有的矿矿物基本物基本上上都以双晶都以双晶 的的形形式式出出现现，如如斜斜长石长石；而；而有有

21、的矿的矿物物基基本上不本上不见见双双 晶晶，如如磷灰磷灰石石。另另外外，偶偶次次对称越对称越多多的越不的越不易易出现双出现双晶晶，如六方，如六方晶晶系、四系、四方方晶系，晶系，出出现双晶现双晶的的概率较概率较小小。双晶双晶轴轴往往往平往平行行3次轴产次轴产生生。School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生7.2实际晶体的形态实际晶体的形态School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生7.

22、2 实际晶体的实际晶体的形形态态 歪歪晶晶：偏离理偏离理想想形态的形态的晶晶体体。 同同一单形一单形的的各个晶各个晶面面不同形不同形等等大大； 部部分晶面分晶面可可能缺能缺失失。八面体理想形态及其歪晶八面体理想形态及其歪晶School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 晶体沿晶棱和角顶方向特别发育，晶面中心相对凹陷， 晶体不呈凸多面体形态，而是成为某种形式的骨架，称 为骸晶。 形态：漏斗状、树枝状、羽毛状等。 形成条件：熔体快速冷却或者是介质粘度过大。NaCl晶体及骸晶 骸晶骸晶School

23、 of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生 骸晶骸晶School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生H2O的骸晶的骸晶School of Materials Science and Engineering第第7 7章章玻玻璃中树璃中树枝枝状斜锆状斜锆石石骸骸晶晶实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生School of Materials Science and Engineering第第7

24、 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生透透石膏中石膏中树树枝状的枝状的自自然铜骸然铜骸晶晶School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生金刚石的菱形十二面体凸晶金刚石的菱形十二面体凸晶 凸晶凸晶 各晶面中心均相对凸起各晶面中心均相对凸起 成曲面，晶棱则弯曲呈成曲面，晶棱则弯曲呈 弧线的晶体称弧线的晶体称为为凸晶凸晶。 形态形态外形浑圆，晶棱弯曲。外形浑圆，晶棱弯曲。 成因成因 溶（熔）蚀。溶（熔）蚀。School of Materials Science and Engi

25、neering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生7.3晶面花纹晶面花纹School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生7.3 晶面花纹晶面花纹 晶面条纹晶面条纹 在许多晶体的晶面上可以见到在许多晶体的晶面上可以见到一一系系列列平平行行或或交叉交叉 的条纹，称的条纹，称为为晶面条晶面条纹纹。 形态形态：晶面上直的或交晶面上直的或交叉叉的纹的纹理理。 成因：成因：聚形纹；聚形纹；生长纹；生长纹；解理纹；解理纹；聚片双晶纹。聚片双晶纹。School of Materia

26、ls Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生黄黄铁矿的铁矿的晶晶面条面条纹纹School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生School of Materials Science and Engineering石石榴石晶榴石晶体体的晶面的晶面条条纹纹 第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的

27、形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生电电气石的气石的晶晶面条面条纹纹三方柱与复三方柱的聚形纹School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生石石英的晶英的晶面面条条纹纹School of Materials Science and Engineering第第7 7章章实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生石石墨墨0001晶面上的生长螺纹晶面上的生长螺纹 螺旋纹螺旋纹是由于晶体的螺旋生长而在晶体上留下的螺旋状线纹。是由于晶体的螺旋生长而在晶体上留下的螺旋状线纹。 常见的有常见的有圆形

28、圆形螺旋纹螺旋纹、多角形多角形螺旋纹及螺旋纹及偏心偏心螺旋纹等。螺旋纹等。 晶晶面面螺螺旋旋纹纹School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生（3 3）生生长长丘和蚀丘和蚀像像 在晶面上常可见在晶面上常可见具有规则外具有规则外形形、微微高出晶面微微高出晶面的小丘，由的小丘，由 于它们是在晶体生长过程中形成的，所以称于它们是在晶体生长过程中形成的，所以称为为生长生长丘丘。 晶体形成以后，如果遭受溶蚀，除了角顶、晶棱处溶蚀较晶体形成以后，如果遭受溶蚀，除了角顶、晶棱处溶蚀较 快之外，往往还会在晶

29、面上沿面网内的某些薄弱部位首先溶快之外，往往还会在晶面上沿面网内的某些薄弱部位首先溶 解成一些带有斜坡的凹坑，这些受到溶蚀而在晶面上形成的解成一些带有斜坡的凹坑，这些受到溶蚀而在晶面上形成的 凹坑（溶蚀坑）称凹坑（溶蚀坑）称为为蚀像蚀像。石英横截面的蚀像花纹（可区分道芬双晶或巴西双晶）School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生铁铝榴石铁铝榴石(almandine)钙铁榴石钙铁榴石(翠榴石翠榴石)- andraditeSchool of Materials Science and Engi

30、neering实实际晶体际晶体图图片片第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生黄铁矿黄铁矿FeS2School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生萤石萤石(CaF2)与闪锌矿与闪锌矿(ZnS)School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生锆石锆石(Zircon)-ZrSiO4School of Materials Science and Engineering第第7 7章章 实际晶体的形态实际晶体的形态和规和规则则连生连生绿柱石绿柱石Be3Al2Si6O18School of Materials Science and Engin