硅酸盐矿物中的过渡性晶体结构

6.1　硅酸盐矿物中的过渡性晶体结构

按结构特点分类，固体物质可分为有序结构和无序结构。有序结构又分为周期结构和无公度结构，无公度结构中又进一步分为:周期调幅结构、准周期调幅结构(统计意义上的无规自相似性)及准周期结构(数学上严格有规自相似性)。具有准周期的准晶结构与具有平移周期的晶体结构既有明显的不同，又有着密切的关系。所以，可以认为自然界中的一些矿物及它们具有的结构是某一物理化学条件下非周期、准周期与平移周期竞争的结果。

具有平移周期的晶体是大量存在的，从理论和结构分析上都有成熟的模式。而以往对凡与此矛盾的矿物都采取不予研究的态度。如X射线矿物结构分析时预先要求的重要条件之一，就是矿物应尽可能地接近理想的周期结构。

透射电子显微镜，特别是高分辨率透射电子显微镜在矿物结构研究方面取得的成果，不仅拓宽了矿物晶体研究的范围，而且打破了准周期、非周期矿物结构研究的禁区。

在一些研究中，可以把矿物晶体看成理想具有平移周期的点阵加以研究。但在另一些研究中则着重研究矿物晶体缺陷、矿物的调制结构、矿物的准周期、非周期结构等。实际晶体是由一种或数种具有相同或极为相似晶胞结构和晶胞化学的空间格子堆积而成的。每一种晶胞常可以分为几种相对独立的结构单位，结构单位连接规律也常有不同变化。由于参加堆积的晶胞结构和晶胞化学的变化，它们的堆积方式的变化，以及它们堆积过程中的物理化学环境变化等使得自然界形成千姿百态的矿物世界。因为这些变化是不可避免的，所以，矿物晶体结构中的有规自相似准周期和无规自相似准周期、非周期等复杂结构现象发生、形成也同样是不可避免的。

国内外已有人将自然界矿物种类最多、晶体结构复杂、分布范围最广、与地质领域各学科关系最密切的硅酸盐矿物作为精细结构研究分析的对象。高分辨率分析透射电子显微深入研究表明，岛状、岛链状、链状、链层状、层状、层架状之间过渡性、交生性的有规自相似准周期或无规自相似准周期及随机非周期硅酸盐矿物结构是客观存在的，先前只是没有从有规或无规准周期、非周期角度分析这些现象。矿物中准周期、非周期结构研究不仅开拓了矿物学结构理论、对称理论研究的新领域，而且对促进地质学各个领域的发展也是很有必要的。