矿物结晶学基础：晶体定向和各晶系特点
晶体定向晶体定向，就是在晶体中建立一个三维空间坐标系，然后我们需要选择坐标轴(又称为晶轴)、确定各晶轴上的单...
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晶体定向
晶体定向，就是在晶体中建立一个三维空间坐标系，然后我们需要选择坐标轴(又称为晶轴)、确定各晶轴上的单位长(轴长)及其比率(轴率)。晶体定向的作用，就为了确切地描述和表达构成晶体的晶面、晶棱以及对称要素在空间的展布方位。
正如几何学中的一样，我们需要有一定的规则来给晶体定向，从而体现不同晶系的晶体的各项特征。
如何确定晶轴？
1. 晶体中心作原点；2. 晶轴：即坐标轴x轴、y轴和z轴，交于晶体中心三条直线，对于三方和六方晶系需要增加一个u轴（晶轴的展布和正负方向与几何学中的规定相同）；
3. 轴角：晶轴正端之间的夹角，它们分别以α(y^z)、β(z^ x)、γ(x^ y)来表示；
4. 轴率 ：晶轴实际上是格子构造中的行列（直线），该行列上的结点间距称为轴长或轴单位，xyz轴上的轴单位分别以a0、b0和c0表示。只根据晶体外形的宏观研究是不能确定轴长的，但我们可以根据几何结晶学的方法可以确定出它们之间的比率a：b：c，这一比率称为轴率。
晶轴一般与对称轴或对称面的法线重合，或与某个晶棱方向平行。晶轴的选择要遵循一定的结晶学规律，各晶系的选轴原则如下表。
不同晶系，对应的晶体常数也是不一样的，具体如下表：
七大晶系的晶格常数特征介绍
等轴晶系
等轴晶系的三个轴长度一样，且相互垂直，对称性最强，即a=b=c，α=β=γ=90۫۫。该晶系最高对称型为3L44L36L29PC。三个结晶轴相当于该晶系中三个相互垂直的L4或L2。
属于等轴晶系的矿物有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等；属于等轴晶系的宝石矿物有钻石、石榴石、尖晶石、萤石和方钠石等。
最简单的等轴晶系晶形，立方体黄铁矿。
八面体黄铁矿
四方晶系
等轴晶系的三个轴长度一样，且相互垂直，对称性最强，即a=b=c，α=β=γ=90۫۫。该晶系最高对称型为3L44L36L29PC。三个结晶轴相当于该晶系中三个相互垂直的L4或L2。
属于等轴晶系的矿物有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等；属于等轴晶系的宝石矿物有钻石、石榴石、尖晶石、萤石和方钠石等。
最简单的等轴晶系晶形，立方体黄铁矿。
八面体黄铁矿
四方晶系
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，即a=b≠c，α=β=γ=90۫۫。该晶系最高对称型为L44L25PC。通俗地说，四方晶系的晶体大都是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体。
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。
属于四方晶系的宝石矿物有锆石、金红石、锡石、方柱石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等。
斜方晶系
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=90۫۫。z轴处于直立状态，x、y轴穿过晶体侧面。斜方晶系的对称性比四方晶系要低。斜方晶系没有高次轴，没有理论上的主轴。斜方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。属于该晶系的矿物、宝石有：白铅矿、辉锑矿、橄榄石、白铁矿、文石、黄玉、黝帘石、堇青石、金绿宝石、红柱石、柱晶石、赛黄晶等。
单斜晶系
单斜晶系晶体的的三个晶轴长短皆不一样，y轴垂直于x轴和z轴，x轴斜交于包含z轴和y轴的平面，即a≠b≠c，α=γ=90۫۫，β>90 。 该晶系最高对称型为L2PC。唯一的一个二次轴(L2)或对称面(P)的法线相当于y轴。
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。
属于该晶系的矿物、宝玉石有：石膏、蓝铁矿、雄黄雌黄、黑钨矿、锂辉石、正长石、翡翠(硬玉)、透辉石、软玉(透闪石)、孔雀石及锂辉石等，其中翡翠、软玉、孔雀石呈多晶集合体形式产出。
石膏晶体
三斜晶系
三斜晶系具三个互不相等且互相斜交的结晶轴，即a≠b≠c，α≠β≠γ≠90۫۫ 。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。该晶系无对称轴或对称面，只有一个对称中心(C)或L2。以不在同一平面内的三个主要晶棱的方向为x、y、z轴。
属于该晶系的矿物、宝石包括蔷薇辉石、钠长石、胆矾、斧石、斜长石、绿松石(常以多晶集合体形式产出)、蔷薇辉石和斧石等。
钠长石
三方/六方晶系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。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。
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。
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、蓝锥矿等。
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