第一节 矿物的基本特性一、矿物的内部结构和晶体形态
(一)晶质体和非晶质体
绝大部分矿物都是晶质体。所谓晶质体,就是化学元素的离子、离子团或原子按一定规则重复排列而成的固体。矿物的结晶过程实质上就是在一定介质、一定温度、一定压力等条件下,物质质点有规律排列的过程。由于质点规则排列的结果,就使晶体内部具有一定的晶体构造,称为晶体格架。这种晶体格架相当于一定质点(离子等)在三度空间所成的无数相等的六面体、紧密相邻和互相平行排列的空间格子构造。如食盐的晶体格架是按正六面体(立方体)规律排列(图 2-1)。不同的矿物,组成其空间格子的六面体的三个边长之比及其交角常不相同。因此,各种矿物具有多种多样的晶体构造。
在适当的环境里,例如有使晶质体生长的足够空间,则晶质体往往表现为一定的几何外形,即具有平整的面,称为晶面;晶面相交称为晶棱。这种具有良好几何外形的晶质体,通称为晶体。但是,大多数晶质体矿物由于缺 少生长空间,如图 2-2 所示,许多个晶体在同时生长,结果互相干扰,不能形成良好的几何外形。实际上,晶质体和晶体除了外表形态有区别外,内部结构并无任何区别,所以二者概念基本相同。
有少数矿物呈非晶质体结构。凡内部质点呈不规则排列的物体都是非晶质体,如天然沥青、火山玻璃等。这样矿物在任何条件下都不能表现为规则的几何外形。
(二)晶形
在一定条件下(如晶体生长较快,生长能力较强,生长顺序较早,或有允许晶体生长的空间——晶洞、裂缝等),矿物可以形成良好的晶体。晶体形态多种多样,但基本可分成两类:一类是由同形等大的晶面组成的晶体, 称为单形,单形的数目有限,只有 47 种。一类是由两种以上的单形组成的晶体,称为聚形。聚形的特点是在一个晶体上具有大小不等、形状不同的晶面。聚形千变万化,种类可以千万计。图 2-3 列举了一部分常见的单形和聚形。应该指出,自然界晶体在结晶过程中因受各种条件限制,往往形成不甚规则或不甚完整的晶形。
在自然晶体中,常发现两个或两个以上的晶体有规律地连生在一起,称为双晶。最常见的有三种类型:
接触双晶——由两个相同的晶体,以一个简单平面相接触而成(图 2-4 左)。
穿插双晶——由两个相同的晶体,按一定角度互相穿插而成(图 2-4
中)。
聚片双晶——由两个以上的晶体,按同一规律,彼此平行重复连生一起而成(图 2-4 右)。
对某些矿物来说,双晶是重要的鉴定特征之一。
(三)结晶习性
虽然每种矿物都有它自己的结晶形态,但由于晶体内部构造不同,结晶环境和形成条件不同,以致晶体在空间三个相互垂直方向上发育的程度也不相同。在相同条件下形成的同种晶体经常所具有的形态,称为结晶习性。大体可以分为三种类型:
有的矿物晶体,如石棉、石膏等常形成柱状、针状、纤维状,即晶体沿一个方向特别发育,称一向延伸型。
有的矿物晶体,如云母、石墨、辉钼矿等常形成板状、片状、鳞片状, 即晶体沿两个方向特别发育,称二向延伸型。
有的矿物晶体,如黄铁矿、石榴子石等常形成粒状、近似球状,即晶体沿三个方向特别发育,称三向延伸型。
熟悉这些特性,对于鉴定矿物有一定用处。此外,还有些矿物晶体的晶面上常具有一定形式的条纹,称晶面条纹。如在水晶晶体的六方柱晶面上具有横条纹,在电气石晶体的柱面上具有纵条纹,在黄铁矿的立方体晶面上, 具有互相垂直的条纹,在斜长石晶面上常有细微密集的条纹(双晶纹)。这些特征对于鉴定矿物也有一定意义。