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[拼音]:duotixing

[英文]:polysomatism

两种或两种以上性质不同的结晶模组,按不同的比例和(或)堆垛顺序,构筑成结构和化学组成均不相同的多种晶体的特性。这样的一系列晶体共同组成一个多体系列,系列中的每个成员均是该系列的一个多体。

结晶学模组是从给定的晶体结构中,设想按一定方式割取出来的结构- 化学单元。每种模组各有自身的空间范围,通常都选取沿二维方向无限延展的层状模组或一维无限延伸的杆状模组。模组本身一般并不包含完整的单位晶胞,但任何模组的割取方式都应使它仍能含有完整晶体结构所具有的许多基本特征,例如包含结构中所固有的各种配位多面体,保持与完整晶体相同的化学成分等。此外,不论哪种层状模组或杆状模组,都是一个二维的或一维的平移格子。构成任一多体的两种结晶学模组,平移格子的重复周期应是近于对应相同的。

矽镁石族矿物是多体系列的一个典型例项,它们的主要特征见表。此系列的各个多体由块矽镁石和镁橄榄石两种层状模组构成。块矽镁石与镁橄榄石结构中Mg-O配位八面体(块矽镁石中还有Mg-F配位八面体)均共稜联接而在(100)面内形成沿c轴延伸的“之”字形链;但在镁橄榄石中“之”字形链每隔两个配位八面体拐折一次,而在块矽镁石中为每隔三个拐折一次。层状模组即沿平行(001)的对称面切割,它们的厚度为各自的c0/2。当两种模组以不同的比例相互拼接时,则形成不同的多体(见图)。图面垂直a 轴;黑点代表配位八面体中心Mg2+的位置;虚线代表层状模组的界线。

由于结晶学模组不仅是一种结构单元,同时还是一种化学单元,因而只要知道模组本身的化学组成和多体中模组堆垛的重复方式,即可通过简单的相加而得出多体的化学组成。例如:

多体性在层状结构晶体中相当普遍。

具层状模组的多体性与晶体的多型性在某些方面比较相似。它们的根本区别在于构成同一系列中不同多体的两种(或几种)模组必定是在结构上和化学组成上都不相同的结构-化学单元,而构成同种物质之不同多型的所有结构单元层必须是在结构上和化学组成上都相同(或至少是基本相同)的结构-化学单元。因此,多体性与多型性是两种根本上不相同的晶体化学特性。当然,有些多体同时还可以具有多型性,例如绿泥石、直闪石等。但作为两种不同的概念,它们划分模组和结构组元层的方式肯定是不相同的。

运用多体性的知识,可以揭示出存在于同一系列各多体之间的内在联络和固有的规律性,并可据以预测还可能存在什么多体,以及它们的成分、结构、物理性质、化学性质和形成条件等特征。J.B.汤普森曾在1968年预言了黑云辉闪石中可能存在的某些多体,后来它们中有一些果然作为新矿物镁川石和闪川石等而被发现。此外,多体性的知识对于矿物学的教学也是一种富有启发性的工具。

参考书目

罗谷风:矿物的多体性,《地质地球化学》,6期,1986。

J.B.Thompson,Jr.,Biopyriboles andPolysomatic Series,American Minerologist,Vol.63,1978.

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