晶体的规则连生

3.3　晶体的规则连生

晶体的“连生”，是从研究自然界多晶集合体之间的生长关系出发而产生的概念，两个以上的晶体连接着生长在一起就叫做晶体的连生。如果连生着的晶体之间不存在任何规律，则称为一般连生。但在天然晶体和硅酸盐成品中，也常常见到具有一定规律的晶体连生，这种连生，则称为晶体的规则连生。

晶体的规则连生主要有三种现象，即浮生、平行连生和双晶。

浮生是两种不同化学组成的晶体的连生，是一种晶体长在另一种晶体的晶面上，这两种晶体的结合面具有相同或相近的晶体的常数，亦即，当两种晶体具有相同或相近的面网构造时，便可产生晶体的浮生。

两种晶体浮生，在晶体生长过程中有所谓先后之分，即先有一种晶体，然后，另一种晶体由于有和先有晶体相近的面网，故浮生于先有晶体之上。

浮生现象也就是本节第一点所讨论的非均匀成核即异性衬底成核后晶体生长的结果。在此不再赘述。

平行连生是化学组成构造相同的晶体彼此间在一定的结晶学方向上平行地连生在一起的现象。

另外在铸石中，纤维状辉石晶体的集合——纤维束等，实际上也是一种晶体的平行连生现象。

双晶是同种化学组成的晶体的一种规则连生，双晶中的一个个体是另一个个体的镜像或者是其中一个个体旋转180°以后可与另一个个体重合或平行。使双晶个体重合或平行的平面或直线分别称为双晶面或双晶轴。

简单的双晶，其结合面是平面，这是一种接触型双晶，这种双晶个体的结合面称为双晶界面。双晶界面是组成双晶的两个个体所共有的面网，以此面网为界，双晶个体的构造单位向相反的方向对称排列，双晶界面如图3.5所示。

另一种类型的双晶是双晶个体互相穿插，双晶结合面已不是一个简单的平面了。如图3.6所示的萤石(CaF₂)即属于穿插双晶。

双晶面、双晶轴、双晶界面统称为双晶律。双晶律可以用一种晶体的名称命名，如尖晶石律。

双晶反映到外形上的另一个特点是双晶结合面的外露处(表现为双晶缝合线)一般都具有凹入角，如图3.7所示。

图3.5　双晶界面示意图

图3.6　萤石的穿插双晶

图3.7　金红石曲膝状双晶

现将各晶系主要双晶列述如下:

等轴晶系:如图3.6所示为萤石的穿插双晶，双晶轴为双晶个体的方向。又如尖晶石，当两个八面体沿八面体的一个面平行连生时，双晶轴也是，这两种双晶的双晶律都称为尖晶石律。

四方晶系:如图3.7所示为金红石(TiO₂)的接触双晶，这种双晶状似曲膝，故名曲膝状双晶，双晶面平行于四方双锥的(011)。

三方晶系:如图3.8所示为方解石聚片双晶，在方解石菱面体的晶面上，可见聚片双晶纹，聚片双晶中的单个晶体呈片状，是多个片状晶体的连生，双晶中的每个个体与相邻的个体间均以相同的双晶律连生起来，并且双晶结合面互相平行。方解石聚片双晶结合面和双晶面平行于和长对角线方向。

斜方晶系:图3.9所示为霰石(CaCO₃)双晶的横断面，霰石虽属斜方晶系，但其双晶却构成假六方柱状，双晶面和双晶结合面平行于(110)，霰石以此双晶律形成环状双晶。

单斜晶系:图3.10所示为石膏(CaSO₄·2H₂O)的燕尾形双晶，石膏双晶的双晶律是结合面和双晶面平行于(100)，双晶轴垂直于(100)。

图3.8　方解石的聚片双晶

图3.9　霰石环状双晶横截面

图3.10　石膏的燕尾双晶

图3.11　钠长石的聚片双晶及凹入角

三斜晶系:图3.11所示为钠长石Na［AlSi₃O₈］的聚片双晶及凹入角，钠长石聚片双晶的结合面平行于(010)，双晶轴垂直于(010)。

六方晶系晶体连生为双晶者罕见，原为六方晶系的晶体如果发生相变，则可能转变为属于其他晶系的双晶。

如属于六方晶系的高温石英在573℃转变为属三方晶系的低温石英时，可产生三方晶系的石英双晶。

低温石英晶体双晶的外形有的和单晶体的外形相同，但在双晶横断面上可显示出缝合线来，如横断面所显示的缝合线(即双晶结合面与断面的交线)为直线的“巴西律”双晶以及缝合线为弯曲线的“道芬律”双晶。而如“日本律”双晶，其双晶结合面平行于(1121)，两个个体的L³交角为84°34'。

晶体的规则连生是多结晶体之间生长关系的特殊表现，各种晶体连生现象是鉴别晶体的重要标志，鉴别连生晶体除可通过外形做出初步判断外，在偏光显微镜下利用双晶个体所具有的独自的光性方位可以非常容易地达到识别双晶的目的。