第三章+宝石的结晶学性质.ppt

1、2020/9/21,1,广州大学公选课宝石鉴定与贸易,第三章 宝石的晶体结构和形状,2020/9/21,2,Splendor of Diamonds exhibition has been extended to September 30th,2020/9/21,3,第三章 宝石的晶体结构和形状,一、晶体分类 1.晶体概念 凡是天然（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,2020/9/21,4,祖母绿六方晶体,无色水晶,电气石晶体,2020/9/21,5,黄铁矿,方铅矿,黑钨矿,方解石,2020/9/21,6,近代应用X射线分析的方法，具体揭示了大

2、量晶体的内部结构。 现已证明，一切晶体不论其外形如何，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，这种规则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，物质中凡是质点作规律排列，即具有格子构造者均称为结晶质。,2020/9/21,7,14种空间格子,2020/9/21,8,等轴晶系,六方晶系,代表性空间格子,2020/9/21,9,三方晶系,四方晶系,代表性空间格子,2020/9/21,10,代表性空间格子,单斜晶系,单斜晶系,2020/9/21,11,三斜晶系,斜方晶系,代表性空间格子,2020/9/21,12,玉燧,绿松石,欧泊,孔雀石,20

3、20/9/21,13,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,2020/9/21,14,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,2020/9/21,15,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,2020/9/21,16,蓝宝石晶体,红宝石晶体,红宝石晶体,刚玉六面柱晶体,2020/9/21

4、,17,蓝宝石晶体,红宝石晶体,刚玉六面柱晶体,红宝石晶体,2020/9/21,18,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,2020/9/21,19,1.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则在此直线上。距对称中心等距离的两端上必定可以找到对应点。,2020/9/21,20,2.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，可使相等部分重复。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

5、部分重复，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。,2020/9/21,21,3.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部分。 就如同我们照镜子一样，以镜子为基本面，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。,2020/9/21,22,下图:EF、MNOP为对称面,2020/9/21,23,4.晶轴,为了描述晶体的形态，必须有某些固定线作

6、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 。,2020/9/21,24,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。,2020/9/21,25,4. 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基础，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 。,2020/9/21,26,7个晶系,2020/9/21,27,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

7、 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,2020/9/21,28,立方晶系,晶胞参数：a=b=c，=90o,2020/9/21,29,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,2020/9/21,30,四方晶系,（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。,2020/9/21,31,四方晶系,晶胞参数： a=bc，=90o,2020/9/21

8、,32,四方晶系: 常见宝石：符山石、方柱石和锆石。,符山石,锆石,四方晶系,2020/9/21,33,六方晶系,（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120 o 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。,2020/9/21,34,六方晶系,晶胞参数： a=bc，=90 o,=120o,2020/9/21,35,六方晶系: 常见宝石：磷灰石、绿柱石,绿柱石晶体,六方晶系,2020/9/21,36,三方晶系,（4）三方晶系 特点： 与六方晶系相同的晶轴，

9、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。,2020/9/21,37,三方晶系,晶胞参数： a=bc，=90 o,=120o,c,2020/9/21,38,三方晶系: 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,2020/9/21,39,三方晶系,蓝宝石晶体,刚玉,水晶,2020/9/21,40,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 。,2020/9/21,41,斜方晶系,晶胞参数： abc, =9

10、0 o,2020/9/21,42,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,2020/9/21,43,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,2020/9/21,44,单斜晶系,晶胞参数：abc，90 o, =90 o,2020/9/21,45,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,2020/9/21,46,三斜晶系

11、,（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 。,2020/9/21,47,三斜晶系,晶胞参数：abc， 90 o, 90 o, 90 o,2020/9/21,48,三斜晶系 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,2020/9/21,49,七大晶系一览表,2020/9/21,50,三、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则连生，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）。,2020/9/21,51,1.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,2020/9/21,52,红宝石漆状双晶,2020/9/21,53,(2)聚片双晶 多个片状个体以同一双晶律连生，接合面相互平行。聚片双晶常可在某些面或解理面上显示聚片双晶纹，如纳长石聚片双晶，它的结合面平行（010）。,斜长石聚片双晶,钻石聚片双晶,2