矿物千姿百态,就其单体而言,它们大小悬殊,形态各异。其中有的用肉眼或一般的放大镜就可以鉴定和识别的矿物称显晶;有的用肉眼不能鉴别而需借助于显微镜或电子显微镜去辨认的矿物则称为隐晶。有的矿物晶形完好,呈规则的几何多面体形态;有的呈不规则的颗粒,而构成岩石或土壤组成部分。研究矿物形态具有重要的鉴定意义,对某些矿物形态的研究,往往可以分析矿物与生成环境之间的关系及成因意义。
■水晶连晶
矿物形态是指矿物单晶体、规则连生晶体和集合体的外形特征。它是矿物化学成分和内部结构的外在反映,故可作为矿物的重要鉴定特征。
矿物晶体在一定的外界条件下,常常趋向于形成某种特定的习惯性形态,称之为该矿物的结晶习性。该概念主要强调矿物晶体一般的常态状况外貌特征,它表现为单个矿物晶体在三维空间相对发育的能力和形态,有时也具体指该晶体常见的单形种类。
■紫色萤石集合体
■四方晶系(锡石)
■等轴晶系(石榴石)
晶系:宏观上具有相似对称性的所有晶体,总称为晶系,据此可将晶体分为6种晶系:立方(等轴)晶系、四方晶系、六方晶系或三方晶系(两者可看成一个晶系)、单斜晶系、斜方晶系和三斜晶系。每种晶系都是根据它的3条结晶轴的相对长度和方向定义的。每种晶系都可以呈现多种形状。
■六方(三方)晶系(海蓝宝石)
■斜方晶系(金绿宝石)
■单斜晶系(长石)
■三斜晶系(蔷薇辉石)
根据晶体在三维空间的发育程度,晶体结晶习性(形态)大致分为以下3种类型。
一向延长型:如果单个晶体在三维空间中的某一个方向特别发育,则为柱状、针状或长条状,如柱状的电气石、针状的文石、长条状的辉锑矿等。
二向延展型:如果晶体沿着二维两个方向生长,则形成片状、板状矿物,如片状的云母、板状的重晶石等。
三向等长型:如果晶体沿三个方向均有大致相等的生长,则为粒状或等轴状,如立方体状的黄铁矿、等轴状的石榴石等。
■一向延长(柱状电气石)
■三向等长(黄铁矿)
■二向延展(片状云母)
此外,还存在短柱状、板柱状、板条状和厚板状等过渡类型。
矿物的形态可分为矿物晶体的个体形态和群体形态。
个体形态指单个晶体的外貌、大小和晶面特征,后者指晶面条纹和晶面形状等特征。
相对应的晶面与晶棱相互平行生长的多个矿物晶体称为连晶,如一些方解石和水晶。某些树枝状的晶体集合体如自然铜等,也是一种平行连晶,它由很多小的立方体晶体沿着角顶或晶棱方向平行连生而成。
■平行连生(方解石的右侧)
■平行连生(自然铜)
■日本律双晶(水晶)(www.daowen.com)
双晶是一种由两个晶体按照对称结晶规律而形成的连晶,它们相应的晶面、晶棱和晶角可以根据对称律使其完全彼此重复或平行。根据双晶的连生方式,双晶又可分为两类:接触双晶和穿插双晶。许多矿物都会形成双晶,常见的有:水晶的日本律双晶,方解石的蝴蝶状平行双晶,石膏的燕尾平行双晶和萤石的穿插双晶。
■燕尾双晶(方解石)
■接触双晶(方解石)
■穿插双晶(萤石)
同种矿物的多个单晶聚集在一起,称为矿物集合体,自然界的矿物大多以集合体的形式产出,矿物集合体有以下8种集合方式。
(1)放射状集合体:由呈针状、长柱状或片状的许多同种晶体,以一点为中心向外呈放射状排列而成的矿物集合体,常见的有放射状红柱石(菊花石)或天青石、放射状叶蜡石等。
■放射状集合体(天青石)
(2)平等状集合体:由针状或纤维状的许多同种晶体平行排列而成的矿物集合体,常见的有纤维石膏、石棉等。
■纤维状集合体(石膏)
(3)钟乳状集合体:是指在岩石的洞穴或空隙中,从同一基底向外逐层生长而成的圆锥体或乳房状的矿物集合体。在横断面上可见具同心层状构造,或同时还具放射状构造。每个钟乳大小可从几毫米至几百毫米不等。钟乳通常是有效的溶液在空洞表面逐层沉淀结晶,或由胶体溶液逐层凝聚沉淀而成。最常见有如石灰岩溶洞中的石钟乳和石笋,以及针铁矿、硬锰矿的钟乳状体等。
■钟乳状集合体(方解石)
■钟乳状集合体(针铁矿)
(4)肾状集合体:外表形态呈扁平长圆形、状如腰子的矿物集合体,大小一般为几厘米。其他特点及成因均同钟乳状集合体。常见的有肾状赤铁矿等。
(5)葡萄状集合体:外表形态呈半球形,且各半球相互连接,状如葡萄串的矿物集合体,大小一般在一两厘米以内。其他特点及成因均同钟乳状集合体。常见的有葡萄石、硬锰矿等。
■肾状集合体(赤铁矿)
■葡萄状集合体
(6)鲕状集合体:某种物质的胶体以其他物质颗粒(矿物或生物体的碎屑以及气泡等)为核心,逐层凝聚而形成呈鱼子状的由一系列球体、椭球体(称为鲕状体)所组成的矿物集合体。鲕状体的大小一般小于2mm,具同心层状构造。各鲕状体彼此间通常都被胶结在一起。常见的有鲕状赤铁矿等。
■鲕状集合体(赤铁矿)
(7)豆状集合体:外表形态呈豌豆状的一系列球体、椭球体组成的矿物集合体,大小一般为几毫米,其他特征及成因均同鲕状集合体,如豆状赤铁矿、豆状文石。
■豆状集合体(赤铁矿)
(8)晶簇:由生长在岩石的裂隙或空洞中的许多单晶体组成的簇状集合体。它们一端固定于共同的基底岩石上,另一端是自由发育而具有良好的晶形的矿晶。它们可以由单一的同种矿物的晶体组成,也可以由几种不同的矿物的晶体组成,常见的有石英晶簇、方解石晶簇等。工业上利用的压电水晶、冰洲石等矿物材料常呈晶簇产出。 在自然界以完好单晶或晶簇产出的矿物比较稀少,一般在晶洞裂隙中才有可能找到。这是因为矿物晶体发育完整的重要条件是需要一个能自由生长的良好空间,且溶液的过饱和度比较低,使矿物结晶速度进行得比较缓慢。在一定温压条件下,流体和洞壁围岩不断相互作用,才能生成各种发育完好的矿物晶簇。简单地说,晶簇是一种来自于地球内部,常年不受外力作用却天赋神韵,出落得棱角分明、姿态万千的矿物集合体。
■由1种矿物(红水晶)组成的晶簇
■由3种矿物(云母、长石、白钨矿)组成的晶簇
■晶洞(萤石)
■晶簇(蓝水晶)
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