结晶矿物基础 胡楚雁

关于授课内容 1、结晶矿物学基础 2、钻石基本知识 钻石基本宝石学特征 钻石资源 钻石分类 钻石鉴定（原石、成品、合成钻石、仿钻石） 钻石加工 贵金属知识 3、钻石4C分级 颜色、净度、切工、质量

第一章、结晶学基础（Crystallography）

一、晶体与非晶质体 世界上的固态物质包括两类：晶体与非晶质体 （一）晶体 晶体——具有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 红宝石

（一）、晶体分类 1）天然晶体（natural crystal） ——矿物 矿物：天然产出的，具有一定化学组成和晶体结构的单质或化合物。 长石 金刚石

矿物常具一定的外部晶体形态 黄铁矿 金刚石 电气石 水晶

但并非所有晶体都具有外部晶形 受生长环境所限制，可形成不规则他形 赤铁矿 芙蓉石

2）人工晶体（synthetic crystal） ——人工合成或人造的晶体 合成钻石 合成蓝宝石和尖晶石

合成晶体——有天然对应物的人工晶体。 合成红宝石、合成蓝宝石、合成水晶

人造钛酸锶，铱铝榴石（YAG），钆镓榴石（GGG） 人造晶体——无天然对应物的人工晶体 人造钛酸锶，铱铝榴石（YAG），钆镓榴石（GGG） YAG YAG

（二）非晶质体 内部质点不具有格子构造、也无一定外形的固体。 内部质点是呈无序状态分布的物质，如胶状体、琥珀、玻璃等。 玻璃

二、晶体的描述 内部（质点）——空间格子 外部（轮廓）------ 晶体形态

（一）、晶体的空间格子（Lattice ） 晶体的内部质点作周期性、规律的重复排列——空间格子

有关要素：结点、行列、面网、平行六面体 结点（Lattice points ）： 空间格子中的几何点，代表晶体结构中的 相对位置。 行列：结点在直线上的排列构成行列。 结点 行列

面网——结点在平面上的分布。 d

平行六面体：空间格子在三维空间可以划分出的最小重复单位。 单位晶胞（Unit cell） -----组成晶体的最小单位 β α α0 b0 γ

Z 晶胞参数 结晶轴：X、Y、Z 轴单位：a0 、b0、c0 轴角：α、β、γ c0 β α α0 b0 γ X Y

（二）、晶体的空间格子类型 根据平行六面体中结点的分布不同，分为四类型： 1、原始格子（P） 2、底心格子（C） 3、体心格子（I） 4、面心格子（F）

1、原始格子（P）： 结点分布于平行六面体的顶角

2、底心格子（C） 结点分布于平行六面体的顶角及一对面的中心

3、体心格子（I） 结点分布于平行六面体 的顶角及中心

4、面心格子（F） 结点分布于平行六面体 的顶角及每个面中心

金刚石（钻石）晶体结构——面心格子

（三）、晶体的对称 对称——借助某一要素，可使相同部分完全重复的性质 对称要素：对称面（P）、对称轴（L）、对称中心（C）

1、对称面（P） 一假想平面，晶体在平面的两侧部分呈镜像对应关系

2、对称轴（Ln） 一假想的直线，晶体的部分通过该直线旋转一定角度而达到完全重合

对称轴类型 名称 符号 基转角 作图符号 二次轴 L2 180 ° 三次轴 L3 120 ° 四次轴 L4 90 ° 六次轴 L6 60 ° 名称 符号 基转角 作图符号 二次轴 L2 180 ° 三次轴 L3 120 ° 四次轴 L4 90 ° 六次轴 L6 60 ° 轴次：晶体旋转一周能够重复的次数 轴次=360/基转角

对称轴的表示方法

一个假想的点，通过该点的反伸而达到重合。 3、对称中心（C） 一个假想的点，通过该点的反伸而达到重合。 A B C c B A

（四）、晶体的对称分类 任何规则几何外形不外乎三种类型： 立方体：a0=b0=c0 正长方体：a0=b0≠c0 长方体：a0≠b0≠c0

立方体的九个对称面 1、垂直晶面和通过晶棱中点，彼此相互垂直的三个对称面 2、包含一对晶棱，垂直斜切晶面的六个对称面 a0=b0=c0 3 6 1、垂直晶面和通过晶棱中点，彼此相互垂直的三个对称面 2、包含一对晶棱，垂直斜切晶面的六个对称面

正长方体的5个对称面 a0=b0≠c0

长方体的三个对称面 a0≠b0≠c0

不同几何形态晶体的对称分类 几何形态 晶胞参数特征 对称面组合 晶族 晶系 立方体 a0=b0=c0 9个对称面 高级晶族 等轴 正长方体 5个对称面 中级晶族 三方 四方 六方 长方体 a0≠b0≠c0 3个对称面 低级晶族 斜方 单斜 三斜

根据对称类型的不同，晶体可分为三大晶族，七大晶系： 高级晶族：等轴晶系 中级晶族：三方晶系、四方晶系、六方晶系 低级晶族：斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系

1、高级晶族 等轴晶系 a0=b0=c0

2、中级晶族 四方晶系、三方晶系、六方晶系 a0=b0≠c0 锆石（四方） 绿柱石（六方） 碧玺（三方）

3、低级晶族 斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系 a0≠b0≠c0 黄玉（斜方） 透辉石（单斜） 长石（三斜）

按晶系分类的常见宝石 高级晶族：等轴：金刚石、石榴石、尖晶石 中级晶族：六方：祖母绿、海蓝宝石 三方：红宝石、蓝宝石、碧玺、水晶 四方：锆石 低级晶族：斜方：黄玉、橄榄石、金绿宝石 单斜：软玉、硬玉、透辉石 三斜：拉长石、月光石

（六）、单形与聚形 1、单形 由对称要素联系起来的一组晶面的总和。 晶体中共有47种单形，其中： 低级晶族：7 中级晶族：25 高级晶族：15

高级晶族单形

2、聚形 为两个以上单形的聚合。存在两种以上不同晶面。 如等轴晶系中： 八面体＋立方体

单形（萤石）与聚形（水晶）

（七）、单晶体与多晶体 单晶体——由单个矿物组成的晶体。 宝石为单晶体 如：金刚石、红宝石、蓝宝石

多晶体——由一种或多种矿物组成的集合体。 岩石：指天然产出的、具有一定结构构造的矿物集合体。属于多晶体。 岩石类型：沉积岩、岩浆岩、变质岩 岩浆岩（火山岩）

板块俯冲 沉积作用 岩浆活动 变质作用 沉积岩 变质岩 岩浆岩

玉石：为 岩石的一类 （ 翡翠、软玉、岫玉），也属于多晶体 白玉 翡翠

小结 1、晶体与非晶体 天然晶体－－矿物 2、晶体的空间格子及分类 晶胞参数 （结晶轴、轴单位、轴角） 3、晶体对称分类（三大晶族七大晶系） 人工晶体－－合成晶体和人造晶体 2、晶体的空间格子及分类 晶胞参数 （结晶轴、轴单位、轴角） 空间格子类型 3、晶体对称分类（三大晶族七大晶系） 4、单形与聚形 5、单晶体与多晶体（宝石与玉石）