晶体的生长过程

晶体的生长过程_结晶矿物学

    一、晶体的生长过程

    在自然界中，物质常以气体、液体和固体三种方式出现，即气相、液相和固相三相存在。而晶体的形成与生长是物体相变的结果，其过程主要有以下三种：

    （一）由气相转变为晶体

    当一种气体处在过饱和蒸气压或过冷却温度条件下，可直接由气体转变为晶体。如冬季玻璃窗上的冰花则是由空气中的水蒸气直接结晶的结果；在火山口附近常形成由火山喷气直接结晶的自然硫、石盐、氯化铁等晶体。

    （二）由液相转变为晶体

    由液相转变为晶体是自然界最主要的结晶方式，按液相的性质可分为：

    （1）由熔体转变为晶体。这种转变是在温度下降，熔体出现过冷却条件下可直接形成晶体。如水在温度低于0℃以下时可结晶成冰晶体；钢水在冷却到熔点以下时可结晶成钢锭晶体。

    （2）由溶液转变为晶体。这种转变是溶液中溶质达到过饱和状态下结晶出晶体。其形成方式有：

    ①温度降低可以引起溶液过饱和而结晶出晶体。如岩浆期后热液则由于温度下降达到过饱和而结晶出大量金属矿物晶体。

    ②水分蒸发可以引起溶液过饱和而结晶出晶体。如内陆盐湖则由于气候炎热干燥引起水分大量蒸发使盐溶液达到过饱和而结晶出大量的石盐、钾盐等矿物晶体。

    ③通过化学反应生成难溶物质而结晶出晶体。

    （三）由固相转变为晶体

    由固相转变为晶体的环境条件要求比较复杂，按晶体形成方式和原因可分为：

    （1）晶体之间的同质多象转变。这是一种晶体当外界的热力学条件发生改变时，可转变为另一种在新条件下稳定的晶体。它们在转变前后的化学成分未改变，但原子的排列方式、化学键等却发生了改变，如石墨在高温高压下变成金刚石。

    （2）矿物颗粒由小晶体生长成大、粗晶体。如细粒方解石在接触变质作用下可结晶成粗粒晶体的大理岩。

    （3）固溶体分离结晶成新晶体。随着温度的下降一种晶体可分离出几种独立晶体的现象。如在高温条件下形成的钾钠长石晶体在低温时则分离结晶出钠长石和钾长石两种晶体。

    （4）由固态非晶体转变为晶体。这一转变过程在自然界特别常见，如火山喷发形成的非晶质的火山玻璃随时间的演化而逐渐变为长石、石英晶体。