宝石的结晶学性质

?宝石鉴定与贸易?第三章宝石的晶体结构和形状7/3/20231GIAColorGrade:D(colorless)

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Owner:TheSteinmetzGroupThisisoneofthelargestcutdiamondsintheworld.SplendorofDiamondsexhibitionhasbeenextendedtoSeptember30th7/3/20232第三章宝石的晶体结构和形状一、晶体分类1.晶体概念但凡天然〔非人工雕琢而成的〕具有几何形体的固体，称之为晶体。例如石英、食盐、方解石、磁铁矿等7/3/20233祖母绿六方晶体无色水晶电气石晶体7/3/20234黄铁矿方铅矿黑钨矿方解石7/3/20235近代应用X射线分析的方法，具体揭示了大量晶体的内部结构。现已证明，一切晶体不管其外形如何，它的内部质点〔原子、离子或分子〕在三维空间上都是作有规律排列的，这种规那么主要表现在质点的周期重复，从而构成了所谓格子构造。因此，按照现代的概念，物质中但凡质点作规律排列，即具有格子构造者均称为结晶质。7/3/2023614种空间格子7/3/20237体心格子晶胞参数特征：a＝b＝c；α＝β＝γ＝90°等轴晶系六方原始格子（P）

结点分布于平行六面体的八个角顶上。晶胞参数特征：a=b≠c；α=β=90°，γ＝120°六方晶系代表性空间格子7/3/20238原始格子（P）：结点分布于平行六面体的八个角顶。晶胞参数特征：a＝b≠c；α＝β＝γ＝90°三方晶系菱面体格子（R）：

结点分布于平行六面体的八个角顶上晶胞参数特征：a＝b＝c；α＝β＝γ＝90°四方晶系代表性空间格子7/3/20239原始格子（P）：

结点分布于平行六面体的八个角顶上。晶胞参数特征：a≠b≠c；α＝γ＝90°，β≠90°代表性空间格子底心格子（C）

结点分布于平行六面体的角顶和平行（001）一对平面的中。晶胞参数特征：a≠b≠c；α＝γ＝90°，β≠90单斜晶系单斜晶系7/3/202310原始格子（P）：结点分布于平行六面体的八个角顶上。晶胞参数特征：a≠b≠c；α≠β≠γ≠90°面心格子：结点分布于平行六面体的角顶和平行三对平面的中心。晶胞参数特征：a≠b≠c，α=β=γ=90°三斜晶系斜方晶系代表性空间格子7/3/202311玉燧绿松石欧泊孔雀石7/3/202312有些看起来像晶体的物质如玻璃、琥珀、等，它们内部质点的排列，不具有格子构造，而被称之为非晶质或非晶质体。琥珀7/3/202313矿物通常所呈现的晶体形态称之为结晶习性。

2.结晶习性金刚石八面体晶体常见的结晶习性：〔1〕金刚石：八面体的〔2〕方解石：菱面体的〔3〕蓝宝石：双锥的或、柱-板状〔4〕电气石：柱状的〔5〕石榴石：菱形十二面体〔6〕祖母绿：六方柱7/3/202314祖母绿六方晶体尖晶石八面体晶体石榴石：菱形十二面体金刚石四面体晶体7/3/202315蓝宝石晶体红宝石晶体红宝石晶体刚玉六面柱晶体7/3/202316蓝宝石晶体红宝石晶体刚玉六面柱晶体红宝石晶体7/3/202317晶体的对称取决于它内在的格子构造。在进行对称操作时所应用的辅助几何要素〔点、线、面〕称为对称要素。这样我们就可以用对称面、对称轴(线)和对称中心〔点〕来进行。二、对称7/3/2023181.点-对称中心

对称中心(C)也是一个假想的点。如果通过此点作任意直线那么在此直线上。距对称中心等距离的两端上必定可以找到对应点。7/3/2023192.线-对称轴

对称轴(L)是一根假想的直线。当图形围绕此直线旋转一定角度后，可使相等局部重复。旋转一周重复的次数称为轴次。例如：旋转180度可使图形相等局部重复，因为360度有两个180度，所以此对称轴称为二次对称轴。依此类推，在晶体中，对称轴可能在晶面的中心、晶棱的中点、角顶上等位置出现。如：2、3、4、6次。4次6次7/3/2023203.平面-对称面

这里所说的对称面(P)，是一个假想的平面，它将图形平分为互为镜像的两个相等局部。就如同我们照镜子一样，以镜子为根本面，在镜子的两边，各有一个完全相同的我。我和镜子里的我的影像来说，镜子就是对称面。晶体中的对称面的数目在0-9之间变化，立方体有9个对称面。7/3/202321以下图:EF、MNOP为对称面7/3/2023224.晶轴

为了描述晶体的形态，必须有某些固定线作为描述晶面相对位置的坐标系统。这个坐标可认为是无限长的假想线，沿着与晶体对称性有关的某些限定方向穿过理想晶体。它们相交在晶体内部称为原点的一的点上

。abcβαγ7/3/202323由于理想晶形在自然界中极少形成，故结晶轴交会的原点不一定和晶体中心重合。

7/3/2023244.七个晶系

晶体可分为7个独立的晶系，进一步系分为32晶类。本文只讨论7个晶系。这7个晶系是全部晶体研究的根底，并音它们对晶体的光学和物理性质有直接影响，所以是最重要的。7/3/202325

晶系名称族1立方晶系第一族2四方晶系第二族3六方晶系4三方晶系5斜方晶系第三族6单斜晶系7三斜晶系7个晶系7/3/202326立方晶系〔1〕立方晶系

特点：有三个相等且相互垂直的晶轴。具有：9个对称面6个二次轴4个三次轴3个四次轴1个对称中心理想单形：立方体、八面体、菱形十二面体钙铝榴石7/3/202327立方晶系晶胞参数：a=b=c，α=β=γ=90oabcβαγ7/3/202328立方晶系立方晶系:常见宝石：金刚石、石榴子石、萤石、尖晶石。尖晶石八面体晶体石榴石：菱形十二面体钻石八面体晶体萤石八面体7/3/202329四方晶系〔2〕四方晶系

特点：该晶系有三个相互垂直的晶轴,具有：5个对称面4个二次轴1个四次轴1个对称中心理想单形：立方底面上的四方体或双锥。7/3/202330四方晶系晶胞参数：a=b≠c，α=β=γ=90oabcβαγ7/3/202331四方晶系:

常见宝石：符山石、方柱石和锆石。符山石锆石四方晶系7/3/202332六方晶系〔3〕六方晶系特点：有四个晶轴，其主轴〔c轴〕比其他3个相等轴要长〔或短〕,并与这三个主轴垂直，三个相等的横轴彼此间呈120o具有：7个对称面6个二次轴1个六次轴1个对称中心理想单形：具六边形底面的六方柱或双锥单形。7/3/202333六方晶系晶胞参数：a=b≠c，α=β=90o,γ=120oabcβαγd7/3/202334六方晶系:

常见宝石：磷灰石、绿柱石绿柱石晶体六方晶系7/3/202335三方晶系〔4〕三方晶系

特点：与六方晶系相同的晶轴，但其对称程度较低具有：3个对称面3个二次轴1个六次轴1个对称中心理想单形：三角形底面的三方柱和菱面体。7/3/202336三方晶系晶胞参数：a=b≠c，α=β=90o,γ=120ocabβαγ7/3/202337三方晶系:

常见宝石：方解石、刚玉、石英和电气石。电气石方解石三方晶系7/3/202338三方晶系蓝宝石晶体刚玉水晶7/3/202339斜方晶系〔5〕斜方晶系

特点：三个不等晶轴，彼此互相垂直。具有：3个对称面3个二次轴1个对称中心理想单形：长方形底面的柱和双锥单形。7/3/202340斜方晶系晶胞参数：

a≠b≠c,α=β=90oabcβαγ7/3/202341斜方晶系:

常见宝石：红柱石、金绿宝石、顽火辉石、堇青石、橄榄石、黄玉和黝帘石金绿宝石晶体橄榄石晶体斜方晶系7/3/202342单斜晶系〔6〕单斜晶系

特点：三个不等晶轴，一个轴与其他2个轴所组成的平面相垂直，这两个轴彼此斜交。具有：1个对称面1个二次轴1个对称中心理想单形：柱和平行双面7/3/202343单斜晶系晶胞参数：a≠b≠c，α≠90o,β=γ=90oabcβαγ7/3/202344单斜晶系:常见宝石：透辉石、翡翠、孔雀石〔集合体出现〕、软玉、正长石〔月光石〕和锂辉石。翡翠软玉单斜晶系7/3/202345三斜晶系〔7〕三斜晶系

特点：三个不等晶轴，彼此斜交。具有：1个对称中心理想单形：只有平行双面。7/3/202346三斜晶系晶胞参数：a≠b≠c，α≠90o,β≠90o,γ≠90oabcβαγ7/3/202347三斜晶系常见宝石：斧石、斜长石、蔷薇辉石和绿松石〔集合体出现〕。绿松石斧石三斜晶系7/3/202348晶系名称晶轴数长度轴角对成型立方晶系33轴相等a=b=cα=β=γ=90o3L44L36L29PC四方晶系32轴相等1轴不等a=b≠cα=β=γ=90o1L44L25PC六方晶系43轴相等1轴不等a=b≠c120o与其它3个轴的平面呈90o,α=β=90o,γ=120o1L66L27PC三方晶系43轴相等1轴不等a=b≠c120o与其它3个轴的平面呈90o,α=β=90o,γ=120o1L33L23PC斜方晶系3均不等a≠b≠cα=β=γ=90o3L23PC单斜晶系3均不等a≠b≠c2个轴倾斜1个轴与其它2个轴的平面呈90oα≠90o,β=γ=90o1L2PC三斜晶系3均不等a≠b≠c均倾斜α≠90o,β≠90o,γ≠90oC

七大晶系一览表7/3/202349三、双晶双晶概念：双晶是两个以上的同种晶体，按照一定的对称规律形成的规那么连生，相邻两个个体的相应的面、棱、角并非完全平行，但是，他们可以借助于对称操作〔如反映、旋转或反伸〕使得两个个体彼此重合或者平行。根据双晶个体连生的方式，可分为两类：接触双晶和穿插双晶〔贯穿双晶〕。7/3/2023501.接触双晶

双晶个体以简单的平面相接触而连生的称之为接触双晶。它又可分为：(1)简单的接触双晶:

尖晶石接触双晶锡石漆状双晶7/3/202351红宝石漆状双晶7/3/202352(2)聚片双晶多个片状个体以同一双晶律