宝玉石学基础：单形和聚形探究

第三节　单形和聚形

在一定条件下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。一类是由两种以上的单形组成的晶体，称为聚形。

一、单　形

单形是对称要素联系起来的一组同形等大晶面的总和。就是说，在具有几何多面体形的晶体上，各同形等大的晶面都能有规律地重复出现。单形不仅晶面形状相同，大小相等，物理性质也相同。如八面体是由八个相同大小的等边三角形组成。晶面能自行封闭一定空间的单形称为闭形，如菱面体、八面体；晶面不能自行封闭一定空间的单形称为开形，如柱体类、单锥类。显然，开形在自然界中不能单独存在。单纯考虑几何外形，单形共有47种，分属于三大晶族、七大晶系。

1.各晶族、晶系的单形

（1）低级晶族的单形

由于其对称程度低，无高次对称轴，故仅有7种单形。

① 三斜晶系：只有单面和平行双面（板面）2种。

② 单斜晶系：除上2种外，还有双面和斜方柱2种，斜方柱的横切面为菱形。

③ 斜方晶系：除以上4种外，还有斜方单锥、斜方双锥和斜方四面体3种。

7种单形中，除斜方双锥和斜方四面体为闭形外，其余5种全为开形。

图2-8　低级晶族的单形

（2）中级晶族的单形

除低级晶族中的单面和板面可在中级晶族中出现外，另具有25种单形，分属于：

① 柱类：有6种，全为开形。即三方柱、复三方柱；四方柱、复四方柱；六方柱、复六方柱。横切面分别为正三角形、复三角形；正方形、复四边形；正六边形、复六边形。

② 单锥类：有6种，全为开形。即三方单锥、复三方单锥；四方单锥、复四方单锥；六方单锥、复六方单锥。底面形状同柱类的横切面相同。

③ 双锥类：有6种，全为闭形。即三方双锥、复三方双锥；四方双锥、复四方双锥；六方双锥、复六方双锥。横切面形状与柱类相同。

④ 其他：有7种，全为闭形。即三方偏方面体、四方偏方面体、六方偏方面体；四方四面体、四方偏三角面体；菱面体、复三方偏三角面体。

图2-9　中级晶族的单形

（3） 高级晶族的单形

共有15种，没有与中、低级晶族共有的单形，因对称程度高，晶面数目多，且全为三向等长的闭形。

① 四面体类：有5种。四面体为基本单形，其他4种均由四面体演变而来。即四面体、三角三四面体、四角三四面体、五角三四面体、六四面体。

② 八面体类：有5种，八面体为基本单形，其他4种均由八面体演变而来。即八面体、三角三八面体、四角三八面体、五角三八面体、六八面体。

③ 六面体（立方体）类：有2种，立方体为基本单形，四六面体由立方体演变而来。(www.xing528.com)

④ 五角十二面体类：有2种，五角十二面体为基本单形，偏方二十四面体（偏方复十二面体）由五角十二面体演变而来。

⑤ 菱形十二面体：单独的1种。

图2-10　高级晶族的单形

二、聚　形

（一） 概念

两个或两个以上的单形组合而成的晶体形态称为聚形。自然界中绝大多数的矿物都以聚形的形式存在。

47种单形中，开形只有同其他单形组合后才能存在，闭形之间也能按一定的规律组合成聚形。

（二） 聚形相聚的原则

单形的聚合遵循一定的规律，并非任何两种单形都能随意聚合组成聚形。

（1）一般情况下，只有同一晶系（三方、六方晶系可跨越）或具相同对称型的单形才能相聚。如六方柱和菱面体、四方柱和四方双锥、立方体和菱形十二面体。

（2）单形相聚时，对称程度高的服从对称程度低的，即对称型降低。如六方柱和菱面体相聚时，对称型降低为L³3L²3PC。

（3）单形相聚时，由于不同单形相互切割，可改变原来单形的形态，故聚形中会出现形状、大小都不相同的几组晶面。

（三） 聚形分析

即分析聚形晶体形态由哪些单形组成。

（1）先找对称型，确定出聚形所属的晶族、晶系，可缩小查找的范围。

（2）观察聚形中有几组不同形状的晶面，从而确定聚形是由几种单形所组成，聚形中一种不同形状的晶面就代表了一种单形。

（3）再数每种单形的晶面数目，根据晶面数目在对应的晶系中确定出相应的单形名称。

（4）最后检查：根据对称型、晶面数目、在空间的位置来确定单形的名称是否正确。

图2-11　聚　形

（四）研究晶体形态的意义

（1）晶体形态为鉴定宝石矿物的特征之一，研究外形有助于对宝石矿物的鉴定；

（2）研究形态有助于阐明矿物晶体的形成条件，即矿物的成因。