《结晶学》第6章晶体的规则连生

注意:格子构造不连续 注意 格子构造不连续
2、双晶要素
使双晶中相邻的两个个体重合、 使双晶中相邻的两个个体重合、平行而进行操 作时所凭借的辅助几何要素(面 作时所凭借的辅助几何要素 面、线、点)称为双晶 称为双晶 要素。 要素。 （1）双晶面 ） （2）双晶轴 ） （3）双晶中心 ）
(1） 双晶面(tp) ）
晶核取向受基底 晶体取向控制
§6.2双晶 6.2双晶
1．双晶的概念 ．
双晶（挛晶）是两个以上的同种单体， 双晶（挛晶）是两个以上的同种单体，彼此 间按一定的对称关系相互取向而形成的规则 连生体. 连生体
两个单体间相应结晶方向并非完全平行， 两个单体间相应结晶方向并非完全平行，但 它们可借助对称操作——反映、旋转或反伸， ——反映 它们可借助对称操作——反映、旋转或反伸， 使两个个体彼此重合或平行。 使两个个体彼此重合或平行。
钠长石平行交生于钾长石中形成条纹长石
石英嵌生于钾长石晶体中
3、浮生或交生成因
主要取决于相互浮生或交生的晶体间具有相似的面网 成因类型：原生、离溶、 成因类型：原生、离溶、次生
（1）原生：两种晶体同时结晶，相互结合而成的浮生或交生； 原生：两种晶体同时结晶，相互结合而成的浮生或交生； 或一种晶体先形成，而后另一种晶体按一定规律浮生其上 或一种晶体先形成， （2）离溶：由高温形成的固溶体，当温度降低发生离溶时形成 离溶：由高温形成的固溶体， （3）次生：一种物质的晶体被另一种物质交代时形成的 次生：
燕尾石膏双晶
5、双晶类型
根据单体间的接合方式分类
接触双晶(contact twin) (1) 接触双晶
由两个单体以简单的平面相接触而构成的双晶。 由两个单体以简单的平面相接触而构成的双晶。 ① 简单接触双晶 ② 聚片双晶 ③ 环状双晶 ④ 复合双晶
① 简单接触双晶 (simple contact twin) 两个单体间只以一个明显而规则的接合面相 接触。如上述的尖晶石双晶、石膏双晶。 接触。如上述的尖晶石双晶、石膏双晶。
聚片双晶(polysynthetic ② 聚片双晶(polysynthetic twin)
由若干单体按同一种双晶律所组成， 由若干单体按同一种双晶律所组成，表现为一系列 接触双晶的聚合，所有接合面均相互平行。 接触双晶的聚合，所有接合面均相互平行。
环状双晶(cyclic twin) ③ 环状双晶
（3）双晶缝合线 ）
双晶的接合面在晶体表面( 双晶的接合面在晶体表面(包括晶 解理面、断口)表现为“ 面、解理面、断口)表现为“缝合 缝合线可以是直线、 线”。缝合线可以是直线、折线或 曲线。 曲线。
缝合线的两侧因为是属于两个个体，所 缝合线的两侧因为是属于两个个体， 以晶面性质有差异
（4）双晶条纹(聚片双晶纹) 双晶条纹(聚片双晶纹)
注意：双晶接合面不是一种双晶要素。 注意：双晶接合面不是一种双晶要素。
4、双晶律概念 、
描述单体构成双晶的具体规律叫双晶律(twin law)。 描述单体构成双晶的具体规律叫双晶律(twin law)。 双晶律命名原则： 双晶律命名原则：
（1）以该双晶的特征矿物来命名。如钠长石律、 以该双晶的特征矿物来命名。如钠长石律、 尖晶石律等 以最初发现的地名来命名。如巴西律、 （2）以最初发现的地名来命名。如巴西律、日本律等 （3）以双晶面和接合面的性质来命名。如底面双晶、 以双晶面和接合面的性质来命名。如底面双晶、 负菱面双晶等 （4）以双晶的形状来命名。如膝状双晶、十字双晶等 以双晶的形状来命名。如膝状双晶、
又称外延生长(epitaxial growth)，是指一种晶 又称外延生长 ， 体以一定的结晶学取向关系附生于另一种晶体表面， 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。 或同种晶体以不同的面网附生在一起。
2、交生(intergrowth) 、交生
亦称互生， 亦称互生，是指两种不同的晶体彼此间以一 定的结晶学取向关系交互连生， 定的结晶学取向关系交互连生，或一种晶体嵌生 于另一种晶体之中的现象。 于另一种晶体之中的现象。
转变双晶—无序转变双晶—无序-有序转变
第一种变形
P的关系 的关系
第二种变形
钾长石高温无序（单斜）转变为低温有序（三斜） 钾长石高温无序（单斜）转变为低温有序（三斜）结构
机械双晶(mechanical twin) (3) 机械双晶
晶体受到应力的作用，导致晶格发生均匀滑移， 晶体受到应力的作用，导致晶格发生均匀滑移， 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。 相互取向关系。
由两个以上的单体彼此间按不同的双晶律所组成的双晶。 由两个以上的单体彼此间按不同的双晶律所组成的双晶。
斜长石卡-钠复合双晶 斜长石卡 钠复合双晶
(2) 贯穿双晶
(penetrate twin，interpenetrate twin，亦称穿插双晶 ， ，亦称穿插双晶)：
两个或多个单体相互穿插，接合面常曲折而复杂。 两个或多个单体相互穿插，接合面常曲折而复杂。
聚片双晶中,一系列相 聚片双晶中 一系列相 互平行接合面在晶面, 互平行接合面在晶面 解理面上的迹线
斜长石的聚片双晶纹
（5）蚀像 ）
双晶缝合线两侧结晶方位不同， 双晶缝合线两侧结晶方位不同， 所形成蚀坑方位完全不同
α－石英柱面上的蚀像示意图 －
§6.3浮生与交生 6.3浮生与交生
1、浮生(overgrowth) 、浮生
3、成因
(1)母液中晶核或正在成长中小晶体相互间按完 (1)母液中晶核或正在成长中小晶体相互间按完 全平行方位结合, 全平行方位结合,继续成长而成
减少界面,降低表面能 故晶核或晶 减少界面 降低表面能,故晶核或晶 降低表面能 体间会自发调整取向平行
(2)在存在的同种晶体上发生二次成核 (2)在存在的同种晶体上发生二次成核
萤石的穿插双晶
贯穿双晶也可以由不同的多个双晶律组成。 贯穿双晶也可以由不同的多个双晶律组成。
例如，十字石复杂贯穿双晶，个体 与 之间是一个双 例如，十字石复杂贯穿双晶，个体A与B之间是一个双 晶律，个体C与 、 之间是另一种双晶律 之间是另一种双晶律。 晶律，个体 与A、B之间是另一种双晶律。
A
B
∆t 2∆t 3∆t
A
B
C
原子面产生机械滑移而产生双晶过程示意图
机械双晶—方解石 机械双晶 方解石
双晶的成因分类， 双晶的成因分类，还可以按双晶的产生相对于晶 体形成的时间先后而分为以下两类： 体形成的时间先后而分为以下两类： 原生双晶(primary twin)： (1) 原生双晶(primary twin)：在晶体的生长过 程中同时形成的双晶。生长双晶都属于原生双晶。 程中同时形成的双晶。生长双晶都属于原生双晶。 次生双晶(secondary twin)： (2) 次生双晶(secondary twin)：在晶体已经形 成之后才产生的双晶。 成之后才产生的双晶。机械双晶一般属于典型的次 生双晶。 生双晶。
C
十字石复杂贯穿双晶
6、双晶的成因类型
根据形成双晶的机理，通常可将双晶 根据形成双晶的机理， 分为以下三种不同的成因类型： 分为以下三种不同的成因类型： (1) 生长双晶 (2) 转变双晶 (3) 机械双晶
（1） 生长双晶 ） 生长双晶(growth twin)
在晶体生长过程中形成的双晶。 在晶体生长过程中形成的双晶。 其形成的具体方式： 其形成的具体方式： 在晶体生长的过程中，晶核 或小晶体 或小晶体)即 在晶体生长的过程中，晶核(或小晶体 即 已按照双晶关系连生，然后成长为双晶。 已按照双晶关系连生，然后成长为双晶。
一假想的平面， 一假想的平面，可使构成双晶的两个单体中的一个通过 它的反映变换后与另一个单体重合或平行 。
双晶面方向表示 双晶面的方向均采用平行 于某晶面或垂直于某晶棱的方 式来表示。 式来表示。
tp⊥［rst］ 即tp//(hkl) tp⊥［rs双晶轴(tl) (2)双晶轴(tl) 双晶轴
3、双晶接合面
双晶中相邻单体间彼此接合的实际界面。 双晶中相邻单体间彼此接合的实际界面。两侧单体以 接合面为界而晶格互不连续，两者取向亦不一致。 接合面为界而晶格互不连续，两者取向亦不一致。 接合面可以为不规则的曲折面，也可为一平面。 接合面可以为不规则的曲折面，也可为一平面。
尖 萤 石 双 晶 晶 石 双 晶
石膏双晶中的双晶轴
（3）双晶中心(tc) 双晶中心(tc)
双晶中心为假想的点，双晶的一个单体通 双晶中心为假想的点， 过此点的反伸可与另一个单体重合。 过此点的反伸可与另一个单体重合。
注意： 注意： 双晶面决不可能平行于单晶体中的对称面； 双晶面决不可能平行于单晶体中的对称面； 双晶轴决不可能平行于单晶体中的偶次对称 轴(因为双晶轴一般都为二次轴)； 因为双晶轴一般都为二次轴) 双晶中心不可能与单晶体中对称中心共存。 双晶中心不可能与单晶体中对称中心共存。
由两个以上的单体按同一种双晶律所组成， 由两个以上的单体按同一种双晶律所组成，表现为若 干呈接触双晶的单晶体的组合， 干呈接触双晶的单晶体的组合，各接合面依次成等角度相 交，双晶总体呈环状，环不一定封闭，可以是开口的。 双晶总体呈环状，环不一定封闭，可以是开口的。
锡石的环状双晶
复合双晶(compound twin) ④ 复合双晶
注意： 注意：平行连晶与生长双晶区别
A平行连晶
B生长双晶 生长双晶
转变双晶(transformation twin) (2) 转变双晶
在同质多像转变及无序—有序转变的 在同质多像转变及无序 有序转变的 过程中所产生的双晶。 过程中所产生的双晶。
转变双晶——同质多像转变 同质多像转变 转变双晶
β－石英(六方对称 转变为 －石英 三方对称 结构 －石英 六方对称 转变为α－石英(三方对称 六方对称)转变为 三方对称)结构