一块正长石看着像两半错开长在一起,中间一道直缝,常被当成裂开的单晶;石英柱顶多出的一圈小斜面,又像粘了另一块晶体。前者是双晶,后者是聚形,一个由两个单体连生、一个仍是一块晶体,判据落在有无分界的取向。
先找接合面:一条把晶面分成两套取向的直线是双晶
先找接合面:一条把晶面分成两套取向的直线是双晶。把标本转到强光下,若某平面上出现笔直缝合线,线两侧晶面反光不同步、条纹方向忽然折转,说明两侧属于两个按规律连生的同种晶体。有接合面、且两侧取向突变的是双晶。
两个单体由双晶面、双晶轴或双晶中心联系,接合面才是实际贴合的面。石膏燕尾双晶是接触双晶,两块沿一个平面贴合;萤石与石英的贯穿双晶互相穿插,接合面不成平面。
再看晶面形状数:同一单体上多种形状的是聚形
再看晶面形状数:同一单体上多种形状即聚形。石英柱身是六方柱、两端收成菱面体,方铅矿立方体的八个角被八面体面削平,锆石四方柱顶着四方双锥,都是同一晶体上的多种单形。结晶学把单形归为 47 种,聚形就是若干种组合。
聚形的所有晶面共用一套结晶轴,取向连续,能按对称关系互相推导;六方柱的六个面绕主轴每转 60 度就能重合,顶端菱面体面也与这套轴严格对应。双晶的两部分各有一套轴,彼此相差一个固定转角,无法用同一组对称操作套上。
最硬的判据是凹入角与反光切换:单晶给不出凹角
最硬的判据是凹入角与反光切换,单晶给不出凹角。单个晶体生长时晶面总是向外凸,轮廓上出现向内凹的折角,几乎只能是两个单体对接留下的;燕尾双晶与膝状双晶都属此类。转动时凹角两侧一亮一暗即可定案。
聚片双晶要靠另一种看法。斜长石、方解石常沿同一方向连生成许多薄片,解理面上留下一组极密平行细线,间距常不足 1 毫米;转过 20–30 度,相邻薄片反光依次明暗交替,像百叶窗。这种条纹属双晶纹,不是又一组晶面。
混进来的平行条纹有聚片双晶纹、生长纹与解理纹
混进来的平行条纹有三种。聚片双晶纹如上述;生长纹是同一晶面上层层堆出的台阶,只在一个面内重复;解理纹沿解理裂开,常伴成组平面。三者都是细密直线,容易互相顶替。
区分靠看条纹两侧是否换取向。双晶纹两侧反光明暗互补、条纹贯穿整块晶体;生长纹两侧反光一致,转角度不交替;解理纹与能裂开的平面同向,小刀轻压会沿之剥离。转动时明暗交替的才是双晶纹,始终同步的是生长或解理纹。
关键数据
下列转角与间距为常见值,双晶律随矿物种固定。本文判断:野外不必背双晶律,只要能指出存在接合面或只有一套取向,就够分开双晶与聚形。
- 双晶由两个以上同种单体按双晶面、双晶轴或双晶中心连生
- 接触双晶如石膏燕尾双晶,贯穿双晶如萤石、石英道芬双晶
- 石英道芬双晶两单体绕主轴相对转过 180 度
- 聚形是同一单体上出现两种以上单形,单形在结晶学里归为 47 种
- 六方柱相邻柱面每转 60 度重合,立方体相邻面夹角 90 度
- 斜长石聚片双晶纹间距常不足 1 毫米,转 20–30 度明暗交替
边界:他形晶粒与磨圆砾石上看不到接合面
边界落在他形晶粒与滚圆砾石上。岩石中多数矿物没有完整晶面,缝合线难寻;河卵石被磨掉棱角,凹入角也被磨平,两类判据同时失效。这时只能改看解理、硬度与条痕,或在放大镜下找残留条纹。
另一处边界是外形相似。石英道芬双晶两个单体绕主轴相对转过 180 度,外形与单晶几乎一样,肉眼找不到凹角,只能在条纹走向上察觉差异;卡斯巴双晶也只靠两半反光不同才认出。本文判断,这类双晶记为疑似,不单独定名。
参考文献
- 潘兆橹 主编.《结晶学及矿物学》. 地质出版社, 1993. —— 双晶律与单形聚形。
- 赵珊茸 主编.《结晶学及矿物学》. 高等教育出版社, 2004. —— 双晶要素与接合面。
- Klein C., Dutrow B. Manual of Mineral Science. 23rd ed. Wiley, 2007. —— Twinning and crystal forms.