系统宝石学——部分

晶体与非晶体

晶体是指具有格子构造的固体。如水晶、红宝石、祖母绿。基本性质：1自限性，指晶体在适当的条件下可以自发地形成几何多面体的性质。2均一性，晶体是具有格子构造的固体，因此在同一晶体的不同部分，质点的分布是相同的。3异向性，在晶体格子构造中，除对称原因外，往往不同方向上质点的排列是不一样的，因此晶体的性质也会随方向的不同而有所差异，这就是晶体的各向异性。如不同方向上硬度和解理的差异等都是晶体异向性的表现。4对称性，晶体具有格子构造本身就是对称的表现，从外部形态来看，晶体的晶面、晶棱和角顶在晶体的不同方向和部位有规律地重复出观便是晶体对称的直观体观。5最小内能，指在相同的热力学条件下，晶体与同种成分物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小。5稳定性，,晶体具有最小内能，因而结晶状态是一种相对稳定的状态，这就是晶体的稳定性。6晶体可分为单晶体和多晶体。大部分是单晶体，如钻石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石、紫晶。部分是多晶体，如玉石是由许多细小同种或不同种晶体构成的集合体。根据构成集合体矿物颗粒的大小，可将其分为显晶质和隐晶质；隐晶质分为显微显晶质和显微隐晶质。显晶质，直接用肉眼或10倍放大镜可辨认其中单个矿物晶体颗粒的集合体，如结构比较粗松的翡翠和石英岩等。隐晶质，用肉眼或10倍放大镜不能观察分辨出单个矿物颗粒的集合体。如果隐晶质在光学显微镜下可以观察到其颗粒，可称其为显微显晶质，如部分软玉和结构比较细腻的翡翠如在光学显微镜下也不能观察其颗粒或只有微弱的光性显示，则称其为显微隐晶质，如玉髓和软玉等。

非晶质体

与晶体相反有些物质内部质点不作规则排列不具格子构造，没有规则几何外形。称非晶质体。内部结构看，非晶质体中质点分布类似于液体。这类宝石材料包括火山玻璃、蛋白石和琥珀。非晶质体不具晶体所具有的自限性各向异性对称性最小内能和稳定性等基本性质。

晶体的对称对称面(P) 对称轴(L) 对称中心(C)

晶体分类根据晶体对称性特点，可把晶体分成七大晶系。低、中、高级三个晶族。低级晶族没有高次轴，它包括三斜晶系(无对称轴和对称面)、单斜晶系(二次轴或对称面不多于一个)和斜方晶系(二次轴或对称面多于一个，无高次轴)，中级晶族(只有一个高次轴)包括四方晶系(有一个四次轴)、三方晶系(有一个三次轴)和六方晶系(有一个六次轴)，高级晶族只有等轴晶系，它有一个以上的高次轴(如都具有四个三次轴)。

等轴晶系有三个等长且相互垂直的结晶轴，即a=b=c，α=β=γ=90。最高对称型3L44L36L29PC。常见单形为立方体、八面体、菱形十二面体、五角十二面体、四角三八面体和四面体。等轴晶系有钻石、石榴石、尖晶石、萤石和方钠石等。四方晶系有三相互重直的结晶轴，两个水平轴(x，r)等长，与纵轴(z)不等长，即a=b±c，α=β=γ=90。最高对称型L44L25PC。唯一的一个高次轴四次轴(L4)相当于纵轴(Z轴)，另两竹目互重直的二次轴(L2)或对称面的法线(若无L2或P，X、Y轴平行晶棱选取)分别相当于X轴和Y轴。常见单形为四方柱和四方双锥。有锆石、金红石、锡石、方柱石和符山石等。六方晶系有四个结晶轴，纵轴(Z)与其他三个水平轴(X、Y、U)不相等；三个水平轴等长且呈120°交角，a=b±c，α=β=90°，γ=120°。最高对称型L66L27PC。唯一一个高次轴六次轴(L6)相当于纵轴(Z)，三个彼此相交为120°角L2或P的法线相当于三个水平轴。若无L2，P，则三个水平轴平行晶棱选取。常见单形为六方柱和六方双锥。有磷灰石、绿柱石，蓝锥矿。三方晶系有四个结晶轴，纵轴(Z)与其他三个水平轴(X、Y、U)不相等；三个水平轴等长呈120交角，a=b±c，α=β=90，γ=120。高对称型L33L23PC。高次轴，三次轴(L3)相当于纵轴(Z)，三个相交成120角的二次轴(L3)或P的

法线相当于三个水平轴(X、Y、U)，若无L2和P，则三个横轴平行晶棱选取。常见单形为三方柱、三方双锥、菱面体和六方柱。有蓝宝石、红宝石、电气石、石英(水晶、紫晶、黄晶、烟晶、芙蓉石)和菱锰矿。斜方晶系具三个相互垂直但互不相等的结晶轴，即a±b±c，α=β=γ=90纵轴(Z)处于直立状态，水平轴(X、Y)穿过晶体侧面。最高对称型3L23PC。三个结晶轴分别相当于三个互相垂直的二次轴(在L22P对称型中以L2为Z轴，以两个P的法线为X、Y轴)。常见单形为斜方柱和斜方双锥。有橄榄石、黄玉、黝帘石、堇青石、金绿宝石、红柱石、柱晶石、赛黄晶和顽火辉石。单斜晶系具三个互不相等结晶轴，Y轴垂直于X轴和Z轴，X轴斜交于包含Z轴和Y轴平面，a±b±c，α=γ=90，β>90。常见单形斜方柱和平行双面。有翡翠(硬玉)、透辉石、软玉(透闪石)、孔雀石、正长石及锂辉石，其中翡翠、软玉、孔雀石呈多晶集合体形式产出。三斜晶系具三个互不相等且互相斜交的结晶轴，a ±b±c，α±β±γ±90。单形只有平行双面一个完整的晶体至少由3组平行双面组成。有

斜长石、绿松石(常以多晶集合体形式产出)、蔷薇辉石和斧石。

1单形对称要素联系起来的一组晶面的总和。分开形和闭形。闭形指晶面可包围成一个封闭空间的单形，如立方体和八面体单形。开形指晶面不能包围成一个封闭空间单形，如柱类、单锥类单形和平行双面。2聚形单形聚合称为聚形。是两个或两个以上单形组成。单形聚合不是任意的，必须属于同一对称型单形才能相聚。

平行连生指同种晶体个体彼此平行连生在一起，连生的两个晶体相对应的晶面和晶棱相

互平行。从外形来看是多晶体连生，但它们内部格子构造都是平行而连续的，它与单晶没什么差异。

双晶是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，相邻两个个体相应

的面、棱并非平行，但可借助对称操作——反映、旋转或反伸使两个个体彼此重合或平行。对称操作辅助几何要素称为双晶要素包括双晶面、双晶轴和双晶中心。

接触双晶由两个个体组成，以简单的平面相接触，如尖晶石双晶、水晶膝状双晶。

聚片双晶即一系列接触双晶，由多个个体以同一双晶律连生，接合面相互平行，以薄板状产出，薄板与其直接相邻的薄板呈相反方向排列，相间薄板则有相同结构取向，如钠长石的聚片双晶。

穿插双晶(贯穿双晶)两个个体相互穿插而形成，如萤石的立方体穿插双晶和长石卡

氏双晶，穿插双晶的接合面往往不是一个连续的平面。

轮式双晶两个以上单体，按同一种双晶律组成，表现为若干组接触双晶或贯穿双晶组合，各接合面互不平行而依次呈等角度相交，双晶总体呈环状或辐射状，按单体个数可分别称为三连晶、四连晶等。如金绿宝石的三连晶。

双晶的形成方式：①在晶体生长过程中形成，它可以由双晶晶芽发育而成，也可以由小晶体按双晶的位置相互接触连生而成②在同质多象转变过程中形成，例如化学成分同为SiO2的高温变体β石英(六方晶系)单晶转变成低温变体α石英(三方晶系)时，经常可以形成双晶③机械作用形成，在机械作用的影响下，晶体一部分沿着一定方向面网滑动可以形成“机械双晶”。形成条件很复杂，晶体内部结构是形成双晶的内因，但不是每一种矿物晶体都可呈双晶出现，双晶可能会是宝石矿物的一个鉴别标志。如钾长石的卡氏双晶、钠长石的聚片双晶、金绿宝石的三连晶、尖晶石的接触双晶等。晶体生长时外界条件对双晶的形成起重要作用，理想生长条件是不利于双晶形成的。人工宝石的双晶比天然宝石少得多。