结晶学与矿物学课件-06-晶体形貌和连生

1,2,第七章. 晶体的规律连生,7-1.平行连生7-2. 双晶7-2.1 双晶的概念7-2.2 双晶要素7-2.3 双晶接合面7-2.4 双晶律7-2.5 双晶类型7-2.6 常见矿物双晶7-3. 浮生和交生,结晶学与矿物学,3,7-1.平行连晶和梳状构造,平行连晶 (parallel grouping)由若干个同种的单晶体，按所有对应的结晶方向(包括各个对应的结晶轴、对称要素、晶面及晶棱的方向)全都相互平行的关系而组成的规则连生体。,第七章. 晶体的规律连生,平行连生体的外形呈现多个晶体连生状，且晶体间有凹角出现。但是，各晶体间的格子构造是连续的，属同一单晶体。,卤钠石(sulphohalite )的平行连生体,4,明矾八面体的平行连生,萤石立方体的平行连生,自然铜立方体的树枝状平行连生,5,双晶 (twin, twinned crystal) 的概念亦称孪晶, 指由两个或两个以上互不平行的同种单体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。,7-2.1 双晶,第七章. 晶体的规律连生,金刚石的双晶,6,用来表征双晶中单体间之对称取向关系的几何要素, 包括:(1)双晶面(twinning-plane)：为一假想的平面，通过它的反映变换后，可使构成双晶的两个单体重合或达到彼此平行一致的方位，用 tp 来表示;(2)双晶轴(twinning-axis)：为一假想直线，双晶中一单体围绕它旋转180后，可与另一单体重合或达到彼此平行一致的方位，用 tl 来表示;(3)双晶中心(twinning-center)：为一假想的几何点，通过它的倒反变换后，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。,7-2.2 双晶要素 (twin element),第七章. 晶体的规律连生,7,双晶面 P,双晶轴 L,7-2.2 双晶要素 (twin element),第七章. 晶体的规律连生,石膏 gypsum,双晶面 tp（100）；,双晶轴 tl（100）,表示方法：,L,8,双晶接合面 (composition surface) 是指：双晶中相邻单体间彼此接合的实际界面。其两侧的二单体以接合面为界面晶格互不平行连续，两者的取向亦不一致。,第七章. 晶体的规律连生,7-2.3 双晶结合面,9,石英的双晶,尖晶石双晶,正长石的卡斯巴双晶,萤石双晶,黄铁矿双晶,/(110) Pyritohedra,tp/(11-22),10,7.2.4 双晶律,双晶律 (twin law)构成双晶的具体规律，除可由双晶要素来表征以外，还可用专门的术语来代表双晶律的命名原则，大致有以下几种：(1) 以该双晶的特征矿物来命名。例如钠长石律、尖晶石律、云母律、文石律等等;(2) 以最初发现的地名来命名。例如卡尔斯巴律(根据捷克斯洛伐克的Carlsbad)、道芬律(根据法国的Dauphine)、巴西律、日本律等等;(3) 以双晶的形状来命名。例如膝状双晶(亦称肘状双晶)、十字双晶、燕尾双晶、铁十字律等等;(4) 以双晶面和接合面的性质来命名。例如底面双晶、负菱面双晶等。,第七章. 晶体的规律连生,11,钠长石律双晶,石英的日本律双晶,7.2.4 双晶律,第七章. 晶体的规律连生,黄铁矿的铁十字双晶,燕尾双晶,金红石,12,石英双晶有三种类型：道芬双晶、巴西双晶和日本双晶。石英晶体有左形晶和右形晶之分，由两个左形晶或两个右形晶形成道芬双晶，一个左形晶和一个右形晶形成巴西双晶，他们的晶轴都是平行的。日本双晶晶轴互相交角8443，由两个三方双锥晶体接合而成。日本双晶在自然界中比较少见。,7.2.4 双晶律,第七章. 晶体的规律连生,13,7-2.5 双晶类型 (1) 接触双晶(contact twin)：双晶单体间呈简单的平面接触。 (a) 简单接触双晶(simple contact twin)：两单体简单面接触。锡石膝状双晶。 (b) 聚片双晶(polysynthetic twin)：多个晶体依同种双晶律呈简单面接触关 系。斜长石聚片双晶。,第七章. 晶体的规律连生,14,7-2.5 双晶类型 (1) 接触双晶(contact twin)：双晶单体间呈简单的平面接触。 (c) 环状双晶(cyclic twin)：多个晶体依同种双晶律呈简单面接触关系，且各 结合面等角度排列，使双晶的各单体呈环状排列。如：文石三连晶，金红石的环状连晶。,第七章. 晶体的规律连生,15,第七章. 晶体的规律连生,（1）1,2; 3,4 之间为钠长石双晶 tl （010）；（2）2,3 之间 是卡斯巴双晶 tlZ,7-2.5 双晶类型,(d) 复合双晶(compound twin)：多个晶体依不同的双晶律组成双晶接触关系。如：卡钠复合双晶。,16,7-2.5 双晶类型 (2) 穿插双晶(penetrate twin)：多个晶体相互穿插呈双晶关系，一般结合面曲折 而复杂。卡斯巴双晶，十字石穿插双晶。,第七章. 晶体的规律连生,17,7-2.5 双晶类型 (1) 接触双晶(contact twin)：双晶单体间呈简单的平面接触。 (a) 简单接触双晶(simple contact twin)：两单体简单面接触。锡石膝状双晶。 (b) 聚片双晶(polysynthetic twin)：多个晶体依同种双晶律呈简单面接 触关系。斜长石聚片双晶。 (c) 环状双晶(cyclic twin)：多个晶体依同种双晶律呈简单面接触关系，且各 结合面等角度排列，使双晶的各单体呈环状排列。如：文石三 连晶，金红石的环状连晶。 (d) 复合双晶(compound twin)：多个晶体依不同的双晶律组成双晶接触关系。如：卡钠复合双晶。(2) 穿插双晶(penetrate twin)：多个晶体相互穿插呈双晶关系，一般结合面曲折 而复杂。卡斯巴双晶，十字石穿插双晶。,第七章. 晶体的规律连生,18,19,根据形成双晶的机理，通常可将双晶分为以下三种不同的成因类型: (1) 生长双晶(growth twin)：在晶体生长过程中形成的双晶; (2) 转变双晶(transformation twin)：在同质多象转变的过程中所产生的双晶。 (3) 机械双晶 (mechanical twin)：又称滑移双晶(gliding twin)或形变双晶(deformation twin)。晶体在生成以后，由于受到应力的作用，导致部分晶格中的一连串相邻原子面之间依次发生均匀滑移，即其中任二毗邻原子面间的相对位移量均为定值t，结果使已滑移部分与未滑移部分的晶格间处于双晶的相互取向关系，从而形成的双晶。,第七章. 晶体的规律连生,7.2.6 双晶成因分类,20,生长双晶 growth twin 斜长石(Plagioclase) 聚片双晶,第七章. 晶体的规律连生,7.2.6 双晶成因分类,21,石英相变结构变形示意图,第七章. 晶体的规律连生,转变双晶 (transformation twin)：,道分双晶,22,第七章. 晶体的规律连生,转变双晶 (transformation twin)：,钾长石高温无序(单斜)转变为低温有序(三斜),7.2.6 双晶成因分类,23,第七章. 晶体的规律连生,机械双晶(mechanical twin)：,7.2.6 双晶成因分类,24,shear stress.,方解石（Calcite）,第七章. 晶体的规律连生,7.2.6 双晶成因分类,机械双晶(mechanical twin)：,25,第七章. 晶体的规律连生,7-2.8 常见矿物双晶,双晶律的表示方法:双晶要素、结合面与晶面之间的关系,26,尖晶石,萤石,闪锌矿,锡石,闪锌矿,金刚石,27,第七章. 晶体的规律连生,7-2.8 常见矿物双晶,方解石,28,第七章. 晶体的规律连生,7-2.8 常见矿物双晶,文石,十字石,29,第七章. 晶体的规律连生,7-2.8 常见矿物双晶,30,正长石,斜长石,31,双晶的识别标志（1）凹角：（2）双晶纹和缝合线：缝合线两边晶面微形貌等特征不连续。（3）双晶纹：晶面或解理面显示细密双晶纹。（4）蚀像：蚀像的出现显示双晶的存在。（5）假对称：出现与该晶体单晶固有对称型不一致的对称关系。,第七章. 晶体的规律连生,32,双晶的识别标志,第七章. 晶体的规律连生,斜长石,33,研究双晶的意义（1）鉴定矿物有意义。（2）构造存在的标志。（如机械双晶的出现）。（3）影响矿物的应用。 如：石英有双晶者不可以作压电材料； 方解石 有双晶者不能作光学材料。,第七章. 晶体的规律连生,34,7-3. 浮生和交生,浮生 (overgrowth) 指两种不同的晶体以一定的结晶学取向关系附生于另一种晶体表面, 或同种晶体以不同的面网附生在一起。交生 (intergrowth) 指两种不同的晶体以一定的结晶学取向关系交互结晶生长现象，或一种晶体嵌生于另一种