矿物晶体学：七大晶系图解和晶体标本.doc

晶体的七大晶系图解和晶体标本
概  论    
晶体都是按七种结晶模式发育生长，即七大晶系。
晶体是以三维方向发育的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四根假想的轴通过晶体的长、宽、高中心，这几根轴的交角、长短不同而构成七种不同对称、不同外观的晶系模式：
等轴晶系，四方晶系，三方晶系/六方晶系，斜方晶系，单斜晶系，三斜晶系。
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上图是七大晶系的理论模型， 面向观众的轴称x轴，与画面平行的横轴称y轴，竖直的轴称z轴，也可叫“主轴”。在同一水平面上，请大家仔细分辨它们的区别。

一，等 轴 晶 系 简 介       
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。
等轴晶系的三个晶轴(x轴y轴z轴)一样长,互相垂直。请看这种晶系的几种常见晶体的理论形态：

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常见的等轴晶系的晶体模型图
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金刚石晶体
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聚形的方铅矿
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黄铁矿

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二， 四 方 晶 系 简 介      
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：

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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：
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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

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锡石的长柱状晶体（顶端另有斜生的小晶体）。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。 这是短柱状锆石，柱体几乎不发育。象个四方双锥体或假八面体.
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钼铅矿的晶体是四方板状，也就是两个横轴的发育程度大大超越竖轴（z轴）
鱼眼石晶体
晶体在实际生长中有许多因素影响它的正常形状，如z轴“平移”或平行连生等，四方晶系的晶体横截面有时会略带长方形。有时我们说的“歪晶”就属此情况之一。
三，斜 方 晶 系 的 简 介          
斜方晶系的晶体中三个轴的长度完全不相等，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：
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斜方晶系晶体两个轴（如x轴、y轴）构成的的平面即通常说的晶体横截面是长方形，也可以是菱形，或者两者的复合形，看下图：
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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：
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菱形柱状的重晶石
菱形板状的白铁矿
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菱形板状的重晶石
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晶体横截面为菱形的白铅矿

横截面为菱形的黄玉晶体，（想象x、y、z三个轴是在晶体内部的）
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晶体横截面为长方形的白铅矿 菱形长柱状的天青石晶体

四，单 斜 晶 系 简 介      
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：
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单斜晶系的晶体横截面与斜方晶系相似。
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。 请观赏真实晶体： 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。
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石膏晶体
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柱状绿帘石晶体
雄黄晶体。 注意观看三个晶轴的坐标与实际晶体的对比。
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黑钨矿晶体，它的顶端斜面较小。
长柱型蓝铜矿晶体2008215202829886.jpg(47.57 K)
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紫锂辉石晶体

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辉沸石晶体

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五，三 斜 晶 系 简 介        
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：
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  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。 请观看实际晶体：
斧石晶体，典型的菱形立方体结构
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斧石的菱面体使它的晶型象斧头，故名。
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蔷薇辉石晶体
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微斜长石晶体，注意看所有的晶面交角没有相互垂直的，全是菱形面，这就是三斜晶系晶体的特征。
微斜长石与烟晶 阿根廷产
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钠长石晶簇

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胆矾晶体
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蓝晶石晶簇
以上将等轴、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。            
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。

三 方 /六 方 晶 系 简 介      
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。
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      三方晶系和六方晶系以严格的矿物学理论而言是不应该混淆的，但作为非矿物学家的我们，没有必要去探究那些高深的理论或从专业研究角度去区分它们的理论差异，那没有太大的实际用途。如果一定要我用一句通俗的话来描述三方和六方的区别，可以这样说：三方晶系的矿物既能长成三棱柱、三角板片的晶型，也能长成六棱柱、六角板片的晶型与六方晶系晶体混淆，但六方晶系的矿物通常不会长成三棱柱或三角板片等与三方晶系混淆（仅有一个三方双锥例外）。    
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。请看实际晶体：

六方晶系的高温β石英，又叫无腰水晶
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三方晶系的α 石英，即低温水晶，最为普遍常见。
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方解石是三方晶系的矿物，晶体形态超过六百种。这是厚板状晶体（共生有黄铁矿晶粒）

六棱柱状的方解石晶体
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电气石属三方晶系，晶体横截面为带圆弧的三角形。
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电气石

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三方晶系的刚玉晶体

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赤铁矿（三方晶系）的柱状晶体

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赤铁矿的六方片状晶簇，又叫铁玫瑰
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磷氯铅矿的晶体也常呈木捅状的六棱柱体，这是美国爱达荷州出产的。
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哥伦比亚的铬绿柱石（即祖母绿）晶体，这颗晶体呈复六方柱状，也就是十二棱柱体。

三方晶系的蓝锥矿（上图）和六方板状辰砂晶体（下图）。
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Appreciating crystal Rock

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