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矿物|矿物晶体七大晶系图解(整理版)

2016-10-14 矿业在线

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一、等轴晶系


 等轴晶系的三个轴长度一样,且相互垂直,对称性最强。这个晶系的晶体通俗地说就是方块状、几何球状,从不同的角度看高低宽窄差不多。如正方体、八面体、四面体、菱形十二面体等,它们的相对晶面和相邻晶面都相似,这种晶体的横截面和竖截面一样。此晶系的矿物有黄铁矿、萤石、闪锌矿、石榴石,方铅矿等。请看这种晶系的几种常见晶体的理论形态:

 
此主题相关图片如下:


 
等轴晶系的三个晶轴(x轴y轴z轴)一样长,互相垂直。

  

  

 
常见的等轴晶系的晶体模型图

请看等轴晶系的晶体实物图:

最简单的等轴晶系晶形,立方体黄铁矿。
 八面体黄铁矿
 萤石
 

湖南产方铅矿与闪锌矿
 晶面结构复杂的黄铁矿,加拿大产。
 
立方体与八面体聚形方铅矿


二、四方晶系


四方晶系的三个晶轴相互垂直,其中两个水平轴(x轴、y轴)长度一样,但z轴的长度可长可短。通俗地说,四方晶系的晶体大都是四棱的柱状体,(晶体横截面为正方形,但有时四个角会发育成小柱面,称“复四方”),有的是长柱体,有的是短柱体。再,四方晶系四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都一样,但和顶端不对称(不同形);所有主晶面交角都是九十度交角。请看模型图:

 
 



四方晶系的晶体如果z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(x 、y)发育大于竖轴z轴,那么该晶体就是四方板状,最有代表性的就是钼铅矿。


请看常见的一些四方晶系的晶体模型:


 

  


这个晶系常见的矿物有锡石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等。请看实物图片:


 
符山石的晶体
  

锡石的长柱状晶体。请注意看柱体的棱角发育成窄小晶面,此种晶体又叫“复四方”——四个主柱面,四个小柱面。

锡石的膝状双晶常见,这种四方柱状单晶体反倒不多。

短柱妆锡石晶体(四川产)
 
z轴较发育的长柱状钼铅矿。
 
x、y轴超长发育的板状钼铅矿。
 板状的大冶鱼眼石,z轴发育弱。
 
印度鱼眼石,z轴较发育。四方柱与八面体聚形。
 白钨矿


三,斜方晶系      


斜方晶系的晶体中三个轴的长短完全不相等,它们的交角仍然是互为90度垂直。与正方晶系直观相比,区别就是:x轴、y轴长短不一样。如果围绕z轴旋转,四方晶系旋转九十度即可使x轴y轴重合,旋转一周使x轴y轴重合四次(使另两轴重合的次数多于两次,该轴称“高次轴”),四方晶系有一个高次轴,也叫“主轴”。斜方晶系围绕z轴旋转,需180度才可使x轴y轴重合,旋转一周只重合两次,属低次轴。也就是说,斜方晶系的对称性比四方晶系要低。

其实,斜方晶系的晶体如果围绕x轴或y轴旋转, 情况与围绕z轴旋转相同。换句话说,斜方晶系没有高次轴,或曰没有理论上的主轴。


从模型上看,四方晶系的x轴和y轴所指向的晶面完全都是对称相同的,斜方晶系的x轴和y轴所指向的晶面却是各自对称相等的。请看基本模型图:

 


斜方晶系晶体两个轴(如x轴、y轴)构成的平面,即晶体横截面是长方形,也可以是菱形,或者两者的复合形,请看下图:


 


这个晶系的实际晶体多显示为菱形长柱体、菱形板状体、或长方型柱状体。常见的斜方晶系矿物有重晶石、黄玉、白铅矿辉锑矿、白铁矿、文石、橄榄石、异极等。请看晶体图:


 

黄玉  

   


红柱石  

  

辉锑矿

     

重晶石

           

白铁矿
      


请观赏晶体实物:


 
菱形板状的重晶石

 
黄玉是典型的斜方晶系晶体。

 
x、y、z三个轴在黄玉晶体内的分布。

z轴的发育情况决定黄玉是长柱状或短柱状。
 
呈平行连生的白铁矿。

 
菱形长柱状的天青石晶体,z轴超长发育。
 


德国产重晶石,可以看作是狭长的菱面体厚板状。

三个轴的长短差别很大。

 
       自然硫晶体。红箭头所指的晶体顶端朝观众,

可以看出是明显的菱形与长方形的复合形(菱形为主),

蓝箭头所指的晶体顶端朝上。

这块标本很能说明斜方晶系的晶体特征。

 
         这是俄罗斯产的漂亮黄玉晶体,我们看到的是顶端。

它发育的相当标准,请看上下的对称和左右的对称,

它的横截面是菱形和长方形的复合形。

 

斜方晶系的晶体形状与四方晶系的晶体形状有时很接近,需仔细辨别。下面将两种晶系中常见的晶体放在一起作比较,以帮助大家进一步认知:


 
带锥头的长柱状晶体的比对

 
平头的长柱状晶体的比对

 
板状晶体的比对

 
双锥、类双锥状晶体的对比。


矿物晶体的理论晶型与实际晶型是有差距的,地质化学和成矿过程极其复杂,不可能形成与理论模式完全一样的晶体。矿物晶体没有绝对理想的状态,任何一颗晶体都是有缺陷的,只不过多少而已。


本文的晶体模型都是基本的框架,实际晶体大都是在这样的基本框架上进行扩展、单型聚合等,所以我们看到的实际晶体晶型比理论模型多得多。




四、单斜晶系


单斜晶系晶体的的三个晶轴长短皆不一样,z轴和y轴相互垂直90度,x轴与y轴垂直,但与z轴不垂直(x轴与z轴的夹角是β,β>90度)。作一个形象的比喻:把斜方晶系模型顺着z轴方向推压一下,使前后的晶面上、下错位,这就是单斜晶系的模型。

如果围绕z轴旋转180度,可以使y轴指向的晶面对称;而围绕x轴旋转。则不能产生任何晶面的重合对称(除非旋转一周,但无意义)。通俗地说:斜方晶系晶体(模型)的两个晶面可以通过y轴旋转180度达到重合,而左右晶面和前后晶面却不能通过旋转达到重合,它们只能顺y轴和x轴平移才能达到重合。所谓“单斜”,可以联想为:晶体有一个轴所顶的面是斜的。

单斜晶系只有一个对称轴和对称面,和斜方晶系相比,它的对称程度又低了一级。请看模型图:



 


单斜晶系的晶体横截面与斜方晶系相似。但晶体顶端的晶面是斜的。 

常见的单斜晶系矿物有石膏、蓝铜矿、雄黄雌黄、黑钨矿、锂辉石、正长石等。 请观赏实际晶体:


  

石膏晶体。  请注意看三轴坐标:z轴指向的晶面(也就是与x轴平行的顶端、底部的晶面)是斜的,这个斜的晶面是单斜晶系最大特点。 

 

柱状绿帘石晶体。请看晶体顶端的倾斜晶面,这就是单斜——一个晶轴不是垂直交角。

 


雄黄晶体。 注意观看三个晶轴的坐标与实际晶体的对比。

 
黑钨矿晶体,它的顶端斜面较小。


 
长柱型蓝铜矿晶体

 
蓝铁矿晶体,与石膏晶体很相似。

 
紫锂辉石晶体

 
辉沸石晶体



五,三斜晶系


三斜晶系的“三斜”,指的是三根晶轴的交角都不是九十度直角,它们所指向的三对晶面全是钝角和锐角角构成的平行四边形(菱形),相互间没有垂直交角。作个形象比喻:把一个砖头形的长方块朝着一个角的方向斜推压,形成一个全是菱形面的立方体,这就是三斜晶系的模型。看图: 

    

三斜晶系的晶轴长短不一,斜角相交,没有晶轴能作重合对称的旋转,前后、左右、上下的三组晶面只能顺晶轴作平移重合(平面对称),在七大晶系中,三斜晶系的对称性最低。


三斜晶系的晶体给人的感觉多是“拧、扁、歪、斜”的,有些板状晶体被喻为“刀片状”。常见矿物有蔷薇辉石、微斜长石、钠长石、胆矾、斧石等。请观看晶体模型:


 

长石    

斧石   


 

蔷薇辉石 
 
      微斜长石晶体,注意看所有的晶面交角没有直角,全是菱形面。这是因为x、y、z三根轴都不是90度直角相交。这就是三斜晶系晶体的特征。

 
这件微斜长石的晶体也是完全的菱面体晶型,三轴倾斜交角。

  
斧石晶簇

 
蔷薇辉石的晶簇

            

钠长石晶簇


至今已经将等轴、四方、斜方、单斜、三斜五个晶系简单介绍了,之所以先介绍这五个,是因为它们都是三个晶轴构成的三维立体,描述它们的外形渐变比较方便。


可以作一个这样形象比喻描述:

等轴晶系的最基本形是正正方方的立方体(为方便且不用八面体等);四方晶系的基本形是把这个立方体拉长了(偶然压扁);斜方晶系是把拉长的立方体再拉宽,变成象砖块一样的长方体;单斜晶系则把砖块形长方体顺一个方向(长边方向)推压一下,使一对晶面平行错位,两侧晶面变成菱面形;而三斜晶系则是再朝一个角方向继续推压,使所有的晶面都平行错位,且全变成菱面形。

又,这里说的晶系基本型是理论上的基本结构,在实际晶体中情况要复杂得多,因为实际晶体大都是聚型,对基本形的判断有干扰。这就需要将理论形和实际形结合看,多看,多比较,对一些常见的矿物晶体,应牢记它们的几种典型晶型,把它们作为“范本”熟记于心,在鉴别新晶体时可用以比照。



六,三 方 /六 方 晶 系  


三方晶系和六方晶系有许多相似之处,一些矿物专著和科普书刊往往将二者合并在一起,或干脆就称晶体有六大晶系。


与前面讲的五个晶系最大的不同是三方/六方晶系的晶轴有四根,即一根竖直轴(z轴)三根水平横轴(x、y、u轴)。竖轴与三根横轴的交角皆为90度垂直,三根横轴间的夹角为120度(六方晶系为60度,也可说成三横轴前端交角120度。)。如果围绕z轴旋转一周,三方晶系晶体的横轴可以重合三次,六方晶系晶体的横轴则重合六次,故,三方/六方晶系晶体的对称度都高,z轴是高次轴,也就是主轴。


三方晶系常见的晶体有三棱柱状、三角片状等,有时呈六棱柱、六角片状(复三方、复三角面)及它们的各种聚形;六方晶系晶体常见有六棱柱状、六方板(片)状以及它们的各种聚形,偶然会出现十二棱柱体(复六方柱)。有时候三方/六方晶系会出现菱形六面体晶型,较容易同三斜晶系的晶体混同。



 

三方晶系模型图             

    

六方晶系模型图


一般说来,三方/六方晶系的晶体外观比较好认。常见的矿物有水晶、方解石、电气石、绿柱石、刚玉、辰砂、赤铁矿、磷灰石等。请看晶体模型:
 
三方晶系的晶体模型


请鉴赏实际晶体

 
水晶是最常见的三方晶系的矿物

 
方解石也是典型的三方晶系,这是z轴发达的假六方柱状晶体

 
片状方解石,z轴发育不如另三个横轴。

 
假六方板状方解石。

 
六方片状的辉钼矿晶体



z轴非常发达的长柱状赤铁矿晶体。南非产

 
z轴不发育的片状赤铁矿,又名铁玫瑰。

 
三方晶系的辰砂,这是矛状晶体

 
辰砂的假六方板状晶体。

 
三方晶系的电气石.

 
广西产磷氯铅矿


本文来源:pig1983yk的博客,版权归原作者所有,致谢!



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