营业!度过了湿冷的三天之后,还是要打起精神来,拍摄一些矿物或者宝石,恢复到日常工作的节奏上来。
今天要介绍的是金属矿物标本,品种是常见的金属硫化物矿物——黄铁矿Pyrite。与众不同的一点在于这些黄铁矿的结晶形态,是非常具有代表性的“铁十字Iron cross”穿插双晶。“铁十字律”双晶名称起源于德国,命名是由于这种黄铁矿的特殊双晶会在晶面方向构成一个形似“铁十字”的立体几何图案(铁十字、马耳他十字都是横纵相等的十字形图案,区别在于马耳他十字每个方向末端呈V形,铁十字末端是平的)。
铁十字双晶的理想形态,可以看作是由两个五角十二面体单形,彼此之间以旋转90度的方式相互贯穿,形成的穿插双晶。如图3左,两个彼此呈90度旋转的五角十二面体单形,以共同的几何中心在空间上重合,就能得到右侧的立体几何体(准确的说,是图2中白色示意图中的晶形。图3右侧的十字形平面,是由两个“五角十二面体+立方体聚形”,形成的理想双晶示意图)。
虽然对于双晶外观形态的解读,可以用纯几何的思路进行分析。但我们必须认识到双晶的形成实际上并非搭积木般的组合,而是在晶体成核阶段就已经形成了双晶晶核,并且在随后的生长过程中进一步发育为比较突出的双晶形态。这种双晶晶核的形成概率是受结晶环境条件影响的。也是由于这种原因,有一些矿物虽然是遍布全球各地的常见矿物,但它的某些双晶晶体标本却只局限于某几个主要的产地。“黄铁矿”和“铁十字双晶”黄铁矿也属于这种情况。
从另外一方面来讲,虽然黄铁矿属于等轴晶系矿物,但黄铁矿的结构对称度其实比我们熟悉的石榴石,尖晶石,萤石这些等轴晶系矿物更低。它们不属于相同的对称型。“五角十二面体”单形会出现在黄铁矿上,但不会出现在尖晶石,石榴石,萤火这些矿物上。所以“铁十字双晶”形态也是常见矿物中专属于黄铁矿的独特形态。
现实情况中的铁十字双晶很难达到理想的晶形,在结晶过程中,可能出现两部分晶体发育速度不一致或者晶面条纹发育程度不同的情况,特别随着晶体尺寸的增大,能够发育出理想形的难度也随之增加。在小尺寸的晶体上,趋近于理想形的更多一些,如图5,德国拍摄的微距照片,晶体直径几毫米。
铁十字双晶黄铁矿标本的重要产地包括德国,意大利,葡萄牙,澳大利亚,哥伦比亚等,其中欧洲产地的晶体尺寸大部分都很小。而哥伦比亚的铁十字双晶晶体不仅形似完整,而且尺寸还很大,可以结晶出几厘米的大晶体。在哥伦比亚的铁十字双晶的表面往往有一层针铁矿化的薄层,这一层“巧克力脆皮”的厚度大多不足1mm,内部任然是黄铁矿特征的浅黄铜色。
图1~7,黄铁矿的铁十字穿插双晶;
图8上,五角十二面体单形;
图8下,铁十字双晶黄铁矿二次轴方向和三次轴方向的几何形态;
图9,这张很模糊的照片中,这个特别的铁十字双晶,每一个单体的形态都是“立方体+五角十二面体”聚形,并且发育程度上立方体远大于五角十二面体。在这种情况下,穿插双晶的“铁十字”突起并不明显,甚至整体看上去都像一个聚形,不过在立方体晶面上出现的十字形晶纹仍然揭示了它“铁十字双晶”的身份。

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