宝石的结晶学性质

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宝石学1_宝玉石的性质

宝石学1_宝玉石的性质

(2)努普(Knoop)硬度:
–属于一种压入法测试的显微硬度。压入头是 一个用金刚石制成的菱面锥体,压痕的长对 角线为短对角线的7倍,为深度的30倍。以 一定荷重(<1kg)将压头压入试样 ,根据 压痕对角线长度和荷重计算努普硬度(Hkn) 值。
– 计算公式:
Hkn = P / Cp * L (kg/mm2)
• 指由于宝石内部的结构、构造、裂隙、包 裹体等到因素,对光发生物理光学作用而 使宝石呈色。
• 这些作用主要有:
(1)干涉作用致色 (2)衍射作用致色 (3)散射作用致色 (4)有色包体致色
1)干涉作用致色
– 干涉:当两条光线相遇而叠加沿同一路线传播 时,由于彼此的位相原因造成光波相互增强或 抵消的一种光学现象,其效果是产生非纯正光 谱色。
第二章 宝玉石的性质
第一节 宝石的结晶学特征 第二节 宝石的力学性质 第三节 宝石的光学性质 第四节 宝石的其它物理性质 第五节 宝石中的包裹体 第六节 宝石的加工款式
第一节、宝石的结晶学特征
一、 晶体与非晶体
晶体:内部结构原子或 离子在三维定向成周 期性重复有序排列的 固体。
非晶体:内部结构中原 子或离子无序排布, 不能自发形成几何多 面体外形。
– 蜡状光泽:由隐晶质块体或微细颗粒表面对光线漫反 射而呈现出蜡状反光现象,较油脂光泽弱。如绿松石、 玉髓等。
– 常见于有裂隙、薄层包裹体或具不同物质薄层 结构的材料。
• 例一:晕彩石英,由于存在充填于裂隙中 的气、液薄膜,呈现虹彩。
• 例二:珍珠,两种折射率不同的物质(珍 珠层和有机质层)呈同心层状交替构成, 对光层层反射和折射,相互干涉产生晕彩。
2)衍射作用致色
– 衍射:为光干涉的一种特殊类型。

初级宝石各论——五大宝石宝石学性质总结

初级宝石各论——五大宝石宝石学性质总结
假六方三连晶,有内凹角,厚板状、扁平板状,晶面常有条纹。
无结晶外形,致密块状、土状、结核状、薄层状。
4.RI、DR
2.417
1.76-1.78,0.008
1.56-1.59,
0.004-0.009.
1.74-1.75,0.008。
1.45,可低至1.37。
5.光性
I
U-
U-
B+
I
6.颜色
无、黄、褐、灰、蓝、绿、粉红、紫红等。
不完全底面解理;
祖母绿脆性大。
不完全-中等柱面解理。

15.断口
阶梯状断口
贝壳状,有裂理则阶梯状断口
贝壳状断口
贝壳状断口。
贝壳状断口
16.H
10
9
7.25-7.75
8.5
5.5-6.5
17.SG
3.52
4.00
2.7-2.9。
3.72
火欧泊:2.00;
其他:2.10。
18.包裹体
各种晶体包体、生长纹、裂隙等。
红宝:典型Cr谱,红区692nm双线,668线,黄绿区以550nm为中心的宽带,蓝区468、475、476nm三条线,紫区普遍吸收;
蓝宝:典型Fe谱,蓝区450、460、470nm窄带。
祖母绿:典型Cr谱,不同方向略有差异,红区683、680、637nm有线,橙黄区以600nm为中心的弱宽带,蓝区477弱线,紫区全吸收;
澳大利亚、博茨瓦纳、南非等。
缅甸、斯里兰卡、泰国、我国新疆、山东等。
哥伦比亚、巴西、中国云南等。
斯里兰卡(变石猫眼的唯一产地)、巴西、印度;
前苏联乌拉尔(变石的主要产地)。
澳大利亚(闪电岭的黑欧泊)、墨西哥(火欧泊)、巴西(白欧泊)。

宝石鉴赏(第二部分)

宝石鉴赏(第二部分)


红 橙 黄


绿 黄绿
颜 红 橙 黄
色 色 色 色
波 长 范 围 nm 700--640 640--595 595--575 575--550
能量(ev) 1.59-- 1.97 1.97—2.10 2.10—2.17 2.17—2.25
黄 绿 色
绿
青 蓝 紫

色 色 色
550—510
510--480 480--450 450--380



波长(λ) 单位:纳米(nm) 能量(E) 单位:电子伏(ev) E(ev) × λ(nm) ≈ 1240 400nm紫光相当于3.10ev ; 700nm红光相当于 1.77ev 即可见光的能量范围大致为1.77~3.10ev 。 波长越短,能量越大。

宝石的颜色是宝石对不同波长的可见光选择性吸 收的结果。
三、宝石的折射率和色散
(一)折射率 (二)双折射率 (三)色散

一)折射率

i r′


当光线从空气(光疏介质) 传播到宝石(光密介质)表 面时,一部分光线按反射定 律返回空气,一部分光线按 折射定律进入宝石: 反射定律:反射角等于折射 角, r′= i 折射定律:折射角小于入射 角, r = i
了解宝石颜色的致色原因,对宝石的合成、改色、鉴 别等工作都一定的指导意义。
一、宝石的颜色类型
类型:
自色:是矿物固有的颜色(本色),是矿物选择性地吸收一定波长的 光波,余下的互补色光构成矿物的本色。呈色的原因:色素离子(如Ti、 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu等)、晶格缺陷形成“色心” 他色:是由混入物引起的颜色; 假色:是由於某种物理光学过程所致,如斑铜矿新鲜面为古铜红色, 氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈现蓝紫色的锖色,矿物内部 含有定向的细微包体,当转动矿物时可出现颜色变幻的变彩,透明矿物 的解理或裂隙有时可引起光的干涉而出现彩虹般的晕色等。

宝玉石的结晶学特征

宝玉石的结晶学特征
• 葡萄状、肾状集合体 指胶体成因的逐层堆 积而成的,外形呈钟乳状或肾状的集合体,如 孔雀石葡萄状集合体(见图1-1-26(e))(其横断面 常具层状和放射状构造,也称其具皮壳状构造) 和赤铁矿肾状集合体等。
第一节:晶体的基本特征
一:晶体与非晶质体 1、晶体-------具有格子状构造的固体。
气体
物质 {液体 晶体
固体 { 非晶体 准晶体
• 格子构造---------是指晶体的内部质点(原子、离子) 作规律排列,而且这种排列可在三维空间作周期 性重复(见图1-1-1)。

每种宝石矿物晶体都具有其个性特征,并通
相接触,如尖晶石双晶、水晶膝状双晶(见图11-19(a)(c))。
2、聚片双晶
即一系列接触双晶,板则有相同的结 构取向,如钠长石的聚片双晶(见图1-1-19(b))。
3、穿插双晶(贯穿双晶)
由两个个体相互穿插而形成,如萤石的 立方体穿插双晶和长石卡氏双由多个个体以同 一双晶律连生,接合面相互平行,常以薄板状 产出,每个薄板与其直接相邻的薄板呈相反方 向排列,而相间的薄晶(见图1-1-19(d)(e));穿 插双晶的接合面往往不是一个连续的平面。
• 纤维状集合体 指纤维状的矿物单体,其延长 方向相互平行密集排列所形成的集合体,如纤 维状石膏、阳起石猫眼等(见图1-1-26(b))。
• 晶簇 指以洞壁或裂隙壁作为共同基地而生 长的单晶体群所组成的集合体,如石英晶簇 (见图1-1-26(c))和方解石晶簇。
• 晶腺 指具有同心层状构造,且外形近似呈 球状的矿物集合体,如胶体成因的条带状玛瑙 (见图1-1-26(d))。
• 2)、对称要素:进行对称操作所 借助的几何要素(点、线、面)称为 对称要素,一般对称要素包括对称 面、对称轴和对称中心等

宝石学基础结晶性

宝石学基础结晶性

什么是裂理?
• 裂理属于矿物的力学性 质,是矿物晶体受外力作用 时,有时沿着一定的结晶方 向,但并非是晶格本身薄弱 方向破裂成平面的性质。这 种平面称裂开面。
• 裂理是杂质、包裹体、 固溶体等组分在矿物结晶过 程中沿某些结晶学方向上均 匀规则排列,致使该方向成 为力学薄弱面,当收到外力 作用时表现出来的类似于解 理的特性。
• 有气、液、固态的内含物,以及生 长带、色带等生长结构。
• 例如:海蓝宝石的管状包裹体 • 孔雀石的环带结构 • 刚玉的六方生长色带 • 尖晶石的八面体负晶
海 蓝 宝 石 的 管 状 包 裹 体
•孔雀石的环带结构
色 带
刚 玉 的 六 方 生 长 色 带
尖 晶 石 的 八 面 体 负 晶
研究的意义
• 极完全解理矿物晶体极易裂成薄片, 解理面较大而平整光滑,如云母, 透石膏、石墨等。
• 完全解理矿物极易裂成平滑小块或 薄板,解理面相当光滑,如方解石, 石盐、方铅矿等。
• 中等解理解理面往往不能一批到底, 不很光滑,且不连续,常呈现小阶 梯状,如普通角闪石,普通辉石、 等。
• 不完全解理解理程度很差,在大块 矿物上很难看到解理,只在细小的 碎块上才可看到不清晰的解理面, 如磷灰石、橄榄石等。
4、碳酸盐类
• 菱镁矿MnCO3 • 孔雀石Cu2CO3(OH)2 • 方解石CaCO3(珊瑚的主要晶质部分) • 文石CaCO3(珍珠的主要组成部分)
第三节 包裹体※(超级重要)
• 一、天然宝石是在复杂的地质环境 中形成的,因此,外来杂质、成矿 溶液,以及温度、压力都会对宝石 的生长产生影响,也会在宝石的内 部留下一些痕迹。
• 典型代表:钻石(C)、金(Au)、 银(Ag)
二、硫化物及卤化物大类

第二章 宝石的结晶学特征

第二章  宝石的结晶学特征

三、 晶体的方向性特征 1. 晶体的性质具有随方向而变化的异向性 由于不同方向上质点的性质和间距不同,晶体 在内部和外部性质上也存在差异。 例如:碧玺、蓝晶石矿物(二硬石) 沿平行晶体方向用小刀可以刻动。 垂直晶体方向用小刀不可以刻动。
2.晶体具有外形和性质的对称性 物体相同部位有规律的重复。 (1)所有晶体都是对称的 (2)晶体对称是有限的 (3)晶体对称有几何意义的对称和物理意义 的对称。
• 该晶系有三根轴长不等的晶轴,且彼此相互 斜交。 晶体常数特点:a ≠ b≠c,а ≠ ≠ 90° 最高对称型:C, 常见单形是平行双面和单面。 三斜晶系的宝石有绿松石、钠长石、蔷薇辉 石和斧石等(图2-3-8)
第四节 单形和聚形
单形、聚形和晶体规则连生 本节研究晶体外形的特点: 1. 单形---是对称要素联系起来的一组晶面的总 和.同一单形的所有晶面都同形等大.
六、单斜晶系
该晶系有三根轴长不等的晶轴,其中Y轴与其 他两根轴所构成的平面相垂直,这后两根轴彼此 斜交。 晶体常数特点:a ≠ b≠c,а = =90°,>90° 最高对称型:L2PC, 常见单形是斜方柱和平行双面。 单斜晶系的宝石有正长石、锂辉石、透辉石、榍 石、磷铝钠石石膏等(图2-3-7)
七、三斜晶系

固态物质
晶体与非晶质体
晶体
非晶质体
红宝石
晶体——具有一定的外部晶形和内 部格子构造的固体。 格子构造——内部质点(原子、离 子或分子)作规律排列,并构成 一定的几何图形
2、非晶质体的定义: 内部质点不作规则排列,不具有格子构造, 无一定的外观形态。
代表矿物:欧泊、火山玻璃
小结 晶体----质点有规则排列、有规则外形、有格子 构造 非晶体---质点无规则排列、无规则外形、无格子 构造 隐晶质----质点有规则排列、无规则外形、有格 子构造

宝石的结晶学特征

宝石的结晶学特征

第二节 晶体对称与晶体分类
一.对称的概念:对称就是物体相同部分的有规律的重复。 二.晶体对称的特点:
1.所有晶体都具有对称性。 2.晶体对称也体现在物理性质(光学、力学、电学性质等)上。 3.晶体的对称类型是有限的,它受到格子构造规律的限制。
以上特点使得晶体的对称成为晶体分类的最好的依据。 三.对称要素:
第二章 宝石的结晶学特征
研究意义: 宝石的结晶学特征决定了宝石的一系 列物理特性,依据这些特性可以区分宝石类型和鉴定 宝石的真伪 。这些特性也影响宝石加工方位的确定。
第一节 晶体的基本特征
直观判断:晶体是一些天然具有几何多面体形态的固体。
一. 晶体的定义:晶体是内部质点(原子、离子或分子)有规律重 复排列的,因而具有格子构造的固体。
概念:在研究对称现象时,借助一些几何要素(点、线、面等) 使对称图形中相同的部分重复,称之为“对称要素”。
1.对称面(P):一个假象的平面,它将图形平分为互为镜像反映 的两个相等部分。
此图沿A面分割是对称的;沿B面分割是相等的,但 不对称。
请问此图沿A、B、C分割都是对称面吗?
2. 对称轴(L):一条通过晶体中心的假象的直线,当晶体以它为 轴旋转一定角度后,可使相同的外形重复出现。旋转一周(360度) 时能重复出现相同外形的次数称为轴次(n)。
2.穿插双晶:两个单晶互生并相互穿插。
3.聚片双晶:是一系列薄层晶体的页片状接触双晶。每一薄 层晶体与相邻的晶体呈相反方向排列。
双晶对于宝石的光学性质和力学性质都有着很大影响。
第五节 宝石矿物的形态
大多数宝石矿物都是单个晶体,简称单晶。人们把晶体上的 符合宝石标准的部分切割下来,经过加工后就是宝石成品。每种 宝石矿物的晶体在一定的外界条件下总是形成某种固定的形态。 如金刚石的八面体和绿柱石的六方柱等。

1.1 第一篇 宝石学基础 第一章 结晶学基础

1.1 第一篇 宝石学基础 第一章 结晶学基础

第一篇宝石学基础第一章结晶学基础自然界中的宝石大多都是晶体或由晶体构成的。

结晶学是一门涉及晶体结构、形态和性质的学科。

它从本质上揭示了宝石的化学成分、结构、形态、物理化学性质及形成条件等之间的相互关系,是解决宝石学问题的重要理论基础。

作为宝石学最重要的墓础学科之一,结晶学知识对宝石学家是必不可少的。

宝石的化学成分和结构决定了宝石的种属和该宝石种可能出现的几何形态和物理化学性质。

反之宝石学家通过对未知宝石形态和物理化学性质的研究和测试,可以推断其化学成分和结构,最终确定出宝石的种属。

这就是宝石鉴定的基本原理。

宝石是那些具有宝石特性的矿物或矿物集合体。

因此,从矿物学的角度来说,人们也称宝石为宝石矿物。

矿物是指由地质作用形成的固态的天然单质或化合物,它们具有一定的化学成分和内部结构,从而具有一定的几何形态、物理和化学性质,它们在一定的物理化学条件下稳定,是组成岩石的基本单位。

绝大多数宝石矿物为无机物,少数为有机物,如琥珀等。

目前人们发现的3000余种矿物大多数为晶体。

岩石是指由地质作用形成的矿物集合体。

它可以是由一种矿物为主构成的集合体,也可以是由多种矿物构成的集合体。

根据岩石的成因可将其划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

原生宝石矿物的成因也可归结为岩浆作用成因、沉积作用成因和变质作用成因三大类。

第一节晶体与非晶体一、晶体晶体是指具有格子构造的固体。

格子构造是指晶体的内部质点(原子、离子)作规律排列,而且这种排列可在三维空间作周期性重复(见图1-1-1)。

每种宝石矿物晶体都具有其个性特征,并通常表现出典型的规则几何形态(晶形)。

这种形态是其格子构造的外观表现,如水晶、红宝石、祖母绿等。

由于晶体的共性是具有格子构造,这就决定了晶体有以下共同的基本性质。

自限性指晶体在适当的条件下可以自发地形成几何多面体的性质。

即晶体是由平的晶面所包围起来的封闭几何体,晶面相交成直的晶棱,晶棱会聚成尖的角顶。

均一性因为晶体是具有格子构造的固体,因此在同一晶体的不同部分,质点的分布是相同的,所以晶体的各个部分的物理化学性质也是相同的,这就是晶体的均一性。

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3
单斜晶系
3
三斜晶系
3
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长度
3轴相等 a=b=c
2轴相等 1轴不等 a=b≠c 3轴相等 1轴不等 a=b≠c
3轴相等 1轴不等 a=b≠c
均不等 a≠b≠c
均不等 a≠b≠c
均不等 a≠b≠c
h
轴角
α=β=γ=90o
α=β=γ=90o
120o 与其它3个轴的平面呈
90o,α=β=90 o,γ=120o 120o
9





原始格子(P):

结点分布于平行六面

体的八个角顶上。 晶胞参数特征:
a≠b≠c; α=γ=90°,β≠90°
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底心格子(C) 结点分布于平行六面体 的角顶和平行(001) 一对平面的中。 晶胞参数特征: a≠b≠c;α=γ=90°,
β≠90
h
10


特点:
方 该晶系有三个相互垂直的晶轴,

具有:5个对称面

4个二次轴
1个四次轴
1个对称中心
理想单形:立方底面上的四方体或双锥。
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h
30
α β a

γ
b



c
晶胞参数: a=b≠c,α=β=γ=90o
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h
31
四方晶系:
常见宝石:符山石、方柱石和锆石。
四 方 晶 系
因此,按照现代的概念,物质中凡 是质点作规律排列,即具有格子构造者 均称为结晶质。
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h
6
14 种 空 间 格 子
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h
7







空 间
体心格子 晶胞参数特征:

a=b=c;α=β=γ

=90°
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h
六 方 晶 系
六方原始格子(P)
结点分布于平行六面
钻 石 聚 片 双 晶
斜 长 石 聚 片 双 晶
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h
53
(3)环状双晶 多个聚片双晶个体彼此以同样的
双晶律连生,但结合面互不平行,而 是依次以等角相交。根据双晶连生个 体的数目有三连晶、四连晶等等名称。
金 红 宝 石 三 连 晶
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h
54
2.穿插双晶(贯穿双晶) 由个体相互穿插而形成的。也













原始格子(P):结 点分布于平行六面体
子 的八个角顶上。
面心格子:结点分布于 平行六面体的角顶和平 行三对平面的中心。
晶胞参数特征: a≠b≠c;α≠β≠γ≠90°
晶胞参数特征:a≠b≠c, α=β=γ=90°
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h
11
玉燧
绿松石
欧泊
孔雀石
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h
50
1.接触双晶
双晶个体以简单的平面相接触而 连生的称之为接触双晶。它又可分为: (1)简单的接触双晶:













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h
51
红宝石漆状双晶
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h
52
(2)聚片双晶 多个片状个体以同一双晶律连生,
接合面相互平行。聚片双晶常可在某 些面或解理面上显示聚片双晶纹,如 纳长石聚片双晶,它的结合面平行 (010)。
This is one of the largest cut diamonds in the world.
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h
2
第三章 宝石的晶体结构和形状
一、晶体分类 1.晶体概念
凡是天然(非人工雕琢而成的)具 有几何形体的固体,称之为晶体。例 如石英、食盐、方解石、磁铁矿等
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可以由多个个体组成。
白铅矿接触双晶的放射状块体
十字石的穿插双晶
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h
55
萤 石 穿 插 双 晶
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h
56

a


c


晶胞参数: a=b≠c,α=β=90 o,γ=120o
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h
34
六方晶系:
常见宝石:磷灰石、绿柱石
六 方 晶 系
绿柱石晶体
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h
35
(4)三方晶系

特点:

与六方晶系相同的晶轴,但其对称程度较低
晶 具有:3个对称面

3个二次轴
1个六次轴
1个对称中心
(4)电气石:柱状的
(5)石榴石:菱形十 二面体
(6)祖母绿:六方柱
金刚石八面体晶体
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h
14
金刚石四面体晶体
石榴石:菱形十二面体
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h
尖晶 石八 面体 晶体
祖 母 绿 六 方 晶 体
15










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刚玉六面柱晶体
h
蓝 宝 石 晶 体
16
体的八个角顶上。
晶胞参数特征:
a=b≠c;
α=β=90°,
γ=120°
8













原始格子(P):

结点分布于平行六

面体的八个角顶。 晶胞参数特征:
a=b≠c;
α=β=γ=90°
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菱面体格子(R):
结点分布于平行六面
体的八个角顶上
晶胞参数特征:
a=b=c;
h α=β=γ=90°










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刚玉六面柱晶体
h
蓝 宝 石 晶 体
17
二、对称
晶体的对称取决于它内在的格子构 造。
在进行对称操作时所应用的辅助几 何要素(点、线、面)称为对称要素。 这样我们就可以用对称面、对称轴(线) 和对称中心(点)来进行。
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h
18
1.点-对称中心
C
49
三、双晶
双晶概念:双晶是两个以上的同
种晶体,按照一定的对称规律形成的 规则连生,相邻两个个体的相应的面、 棱、角并非完全平行,但是,他们可 以借助于对称操作(如反映、旋转或 反伸)使得两个个体彼此重合或者平 行。
根据双晶个体连生的方式,可分 为两类:接触双晶和穿插双晶(贯穿 双晶)。
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斜 方 晶 系
金绿宝石晶体
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h
橄榄石晶体
42
(6)单斜晶系


特点:三个不等晶轴,一个轴与其他2个轴

所组成的平面相垂直,这两个轴彼此斜交。

具有:1个对称面
1个二次轴
1个对称中心
理想单形:柱和平行双面
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h
43
c
β
α
单a
斜 晶
γ
b

晶胞参数:a≠b≠c,α≠90 o, β=γ=90 o
与其它3个轴的平面呈 90o,α=β=90 o, γ=120o α=β=γ=90o
2个轴倾斜1个轴与其它 2个轴的平面呈90o
α≠90 o, β=γ=90 o 均倾斜
α≠90 o, β≠90 o, γ≠90 o
对成型 3L44L36L29P
C 1L44L25PC
1L66L27PC
1L33L23PC
3L23PC 1L2PC
h
23
由于理想晶形在自然界中极少形成,
故结晶轴交会的原点不一定和晶体 中心重合。
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h
24
4. 七个晶系
晶体可分为7个独立的晶系,进一步系分为 32晶类。 本文只讨论7个晶系。这7个晶系是全部晶 体研究的基础,并音它们对晶体的光学和 物理性质有直接影响,所以是最重要的 。
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理想单形:三角形底面的三方柱和菱面体。
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h
36
c
βα γb a




晶胞参数: a=b≠c,α=β=90 o,γ=120o
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h
37
三方晶系:
常见宝石:方解石、刚玉、石英和电气石。
方解石
三 方 晶 系
电气石
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h
38
水晶
三 方 晶 蓝宝石 系 晶体
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符山石 h
锆石
32
(3)六方晶系
特点:
有四个晶轴,其主轴(c轴)比其他3个相等
轴要长(或短), 并与这三个主轴垂直,三

个相等的横轴彼此间呈120 o

具有:7个对称面

6个二次轴

1个六次轴
1个对称中心
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