광물수집 광물학 4: 광물 결정 및 결정화 4.4: 크리스탈 사이즈 및 Perfect를 제어하는 인자 4.4.6: 크리스탈 트위닝

[백산]

광물학  4: 광물 결정 및 결정화  4.4: 크리스탈 사이즈 및 Perfect를 제어하는 인자 4.4.6: 크리스탈 트위닝   

출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교     소스: EK 이페어케이 플러스

4.4.6: 크리스탈 트위닝

4.39 석고의 제비꼬리 쌍태

4.40 관통 쌍성이 있는 스타우롤라이트

이상적인 결정에서 원자는 결정의 모든 부분에서 같은 방향으로 배열된 반복적인 배열에 있습니다. 결정의 다른 영역이 다른 원자 방향을 가질 때 쌍성은 발생합니다.

왼쪽의 쌍성 석고 사진(그림 4.39)이 좋은 예입니다. 결정의 절반은 다른 절반의 원자와 다른 방향으로 배열된 원자와 함께 성장했습니다.

명백한 이유로 이러한 종류의 석고 쌍성을 제비꼬리 쌍성이라고 합니다.

접촉 쌍성이라 불리는 일부 쌍성은 (위의 석고처럼) 둘 이상의 결정 도메인이 서로 접촉하여 나타납니다.

도메인은 공통 표면, 일반적으로 구성 평면이라고 불리는 평면을 따라 원자를 공유합니다.

쌍둥이는 서로 옆에서 자라는 결정으로 구성된 상호 성장과는 다릅니다.

쌍성 결정에서는 구조와 결합이 구성 평면을 가로질러 계속되고 상호 성장에서는 불연속적입니다.

침투 쌍둥이라고 불리는 또 다른 종류의 쌍둥이는 서로를 통해 성장한 것으로 보이는 결정으로 나타납니다.

그러한 쌍둥이에서 두 도메인은 단순한 원자 평면이 아니라 많은 원자 부피를 공유합니다.

그림 4.40의 쌍둥이 스타우롤라이트는 침투 쌍둥이의 좋은 예입니다.

스타우롤라이트 표본에는 때때로 요정 십자가라고 불리는 십자형(십자형) 쌍둥이와 왼쪽의 쌍둥이 석고를 약간 닮은 V 쌍둥이가 모두 포함됩니다.

그림 4.37의 형석 결정도 침투 쌍둥이를 나타냅니다.

4.41 관통쌍둥이를 가진 오르토클레이즈 결정

4.42 트윈 오르토클레이즈의 이상적인 도면

단순 쌍둥이는 공통 평면 또는 부피의 원자를 공유하는 단 2개의 도메인으로 구성됩니다.

위에서 본 석고와 스타우롤라이트가 예입니다. 여기 그림 4.41에서 본 쌍둥이 오르토클라아제(K-장석) 결정도 단순 침투 쌍둥이의 예입니다.

그림은 결정 상호 성장의 특성을 더 잘 보여줍니다.

4.43 쌍사장석 스케치

4.44 쌍열을 나타내는 사장석

복잡한 쌍둥이를 가진 결정은 단순한 쌍둥이와는 대조적으로 2개 이상의 개별 쌍둥이 도메인을 가지고 있습니다.

그림과 사진(그림 4.43과 4.44)은 종종 사장석, 석회석 및 기타 몇 가지 광물을 특징짓는 다합성 쌍성(polysynthetic twinning)이라고 불리는 복잡한 쌍성을 보여줍니다.

교대하는 도메인이 약간 다른 방식으로 배열된 원자를 포함하기 때문에 광물 표본은 다른 반사율을 가진 쌍둥이 줄무늬(스트라이프)를 보여줍니다.

줄무늬의 존재는 지질학자들이 그림 4.41에서 볼 수 있는 오르토클레이즈와 같은 다른 장석과 사장석을 구별하는 한 가지 방법입니다.

4.45 이 사진은 순환 쌍성(cyclic twinning)이라고 불리는 비교적 드문 종류의 쌍성(twinning)을 보여줍니다. 광물은 세루사이트(cerussite), 탄산납(lead carbonate)입니다.

그림 4.45는 순환 쌍둥이라고 불리는 복잡한 쌍둥이의 또 다른 예를 보여줍니다.

그 광물은 세루사이트 (PbCO3)입니다. 순환 쌍둥이에서, 세 개 이상의 결정이 중심점에서 나오는 것처럼 보이기 때문에, 다른 결정 영역은 평행하지 않고 대신 방사합니다.

이 사진은 한 가지 매우 중요한 특징을 보여줍니다. 손 표본에서 쌍둥이를 식별하는 것은 특히 잘 형성되지 않은 결정에서 어려울 수 있습니다.

한 가지 진단적인 특징은 이 쌍둥이 세루사이트에서 볼 수 있는 것과 같은 재진입각이 있다

는 것입니다.

두 개의 결정 면이 (정상적인) 외부 대신 결정의 내부를 가리키는 각 오목을 만들 때 교차하여 재진입각을 형성합니다.

쌍성은 모든 스케일에서 나타나며 감지하기 어려울 수 있습니다.

때로는 육안으로 볼 수 있고, 때로는 현미경으로만 볼 수 있으며, 더 정교한 장치 없이는 감지할 수 없습니다.

쌍둥이가 단순하든 복잡하든, 다른 쌍둥이 영역에 있는 원자들은 일종의 쌍둥이 대칭에 의해 관련되어 있습니다.

예를 들어, 두 영역에 있는 원자 배열은 서로의 거울상일 수 있습니다.

이것은 그림 4.44의 사장석 결정에 있는 모든 미세한 줄무늬들의 경우에 해당됩니다 – 번갈아 가며 나타나는 영역들은 서로의 반사입니다.

거울상이 아니라면, 그림 4.45처럼 두 개의 쌍둥이 영역은 회전에 의해 관련될 수 있고, 영역들이 관련될 수 있는 다른 방법들도 있습니다. 따라서, 쌍둥이의 종류는 다양합니다.

특정한 종류의 성질 – 단순하든 복잡하든, 관련된 대칭의 종류든 – 쌍둥이 법칙이라고 불리는 것을 정의하고 다른 종류의 쌍둥이들에게 이름을 붙이도록 합니다.

예를 들어, 그림 4.44의 사장석 쌍둥이는 알바이트 쌍둥이이고, 그림 4.41의 K-장석 쌍둥이는 칼즈배드 쌍둥이입니다.

알바이트 쌍둥이의 영역은 수직면에 가까운 반사에 의해 관련되어 있습니다. 칼즈배드 쌍둥이의 두 영역은 표시된 결정에서 수직축에 가까운 회전에 의해 관련되어 있습니다

쌍둥이는 여러 가지 방법으로 형성됩니다. 그들은 성장 쌍둥이, 변환 쌍둥이, 또는 변형 쌍둥이일 수 있습니다.

성장 쌍둥이는 결정이 처음 성장할 때 형성됩니다.

이미 존재하는 결정의 외부에 추가되는 원자가 약간 잘못 배치되어 이후의 모든 원자가 원래의 결정 영역과 다른 방향으로 배열될 수 있습니다.

본질적으로 새로운 결정이 원래의 결정에 인접하여 발달합니다.

원자의 공통된 평면이 두 영역 모두에 대해 올바르게 배향되면 그 결과는 접촉 쌍둥이입니다.

공통된 부피의 원자가 두 영역 모두에 대해 올바르게 배향되면 침투 쌍둥이가 형성됩니다.

이러한 관계는 위의 사진과 그림 중 일부를 보면 가장 쉽게 시각화됩니다.

변환 쌍둥이는 기존의 광물이 다른 광물이 되기 위해 상전이를 겪을 때 형성될 수 있습니다.

이것은 다형성을 포함합니다.

예를 들어, 장석 산니딘(KAlSi3O8)은 화산암에서 높은 온도에서 형성됩니다.

냉각과 함께, 그것은 다른 형태의 KAlSi3O8인 오르토클라아제와, 그리고 나서 KAlSi3O8의 세 번째 형태인 마이크로클라인으로 변할 수 있습니다.

변환 동안, 결정의 다른 영역에 있는 원자들은 다른 영역에 대해 약간 방향이 틀릴 수 있습니다.

따라서, 쌍둥이 오르토클라아제와 마이크로클라인 결정이 그 결과일 수 있습니다.

세 번째 종류의 쌍둥이, 변형 쌍둥이는 결정에 응력이 가해지면 발생할 수 있습니다.

평면이나 원자 부피가 약간 변위하여 다른 방향을 가진 영역을 생성할 수 있습니다.

일반적으로 이를 보기 위해서는 현미경이 필요하지만, 이러한 종류의 쌍둥이는 석회암에서 흔히 볼 수 있습니다.

변형 쌍둥이는 일반적으로 광물학자들에게 그다지 중요하지 않습니다.