珠宝知识196：珠宝考研考证篇（十三）：聚形的相关知识
之前我们用了三篇文章的篇幅为大家分享了单形的相关知识，但是晶体在实际生长的过程中，具体的形态却并没有那么简单，所发育的形态也不仅仅是某一个单形，看看下图，左图是海蓝宝石的实际晶体，右图是绿柱石常见理想形态，我们会发现，晶面并不是同形等大的，所以这意味着这个形态一定不是简单的由一个单行组成，但是在众多的晶面中，我们会发现有很多晶面却是同形等大的，这完全符合单形的定义，所以晶体在实际生长的过程中，应该是由不同种类的单形组合而成的。
另外，开形类的单形（单面、双面、单锥类等单形）是无法形成一个封闭的空间的，但是实际的晶体却一定是一个封闭的空间，而开形必须要与其他单形相聚，才能够形成一个封闭的空间。
——这就是今天要分享的内容——聚形。
聚形的定义：单形的聚合称为聚形，是由两个或两个以上单形组成的。
需要注意以下几点：
1、单形的相聚并不是任意的，必须是同一对称型的单形才能相聚；
2、第一条中所指的单形，必须是结晶单形，而不是几何单形。
3、聚形的对称型是已知的，因此组成聚形的所有单形，都与聚形的对称型完全相同。
聚形是如何相聚的呢？
单形的相聚，我们可以理解为两个结合形态，在空间上去公共的部分，就是单形的相聚。
为了更好的理解，我们先看一张平面图中菱形与长方形的相聚。将两个图形的中心重合，然后画出两个图形的公共区域，就是下图中的蓝线部分，然后将其单独取出，就变成了菱形与长方形的聚形了。
如果能够很好的理解平面图，我们在来理解立体图形就会容易很多。下面我们看看四方双锥和四方柱之间的聚形。首先依然是将四方双锥和四方柱的中心重合放置，然后找到他们的公共区域，就是下图中的蓝色部分，然后将其单独取出，就形成了四方双锥与四方柱之间的聚形了。
如果能够很好的理解晶体的聚形，如果有兴趣，可以研究一下下面这张图片。图片中的左上角是五角十二面体（用黑色表示），右下角是八面体（用红色表示），中间是两者形成的聚形，从做上到右下，聚形从“以五角十二面体为主的聚形”逐渐变换为“以八面体为主的聚形”，这中间的过程是连续的。
聚形分析：
说完聚形的形成，这是一个正向思维的过程，但是，当我们拿到一个真实晶体的时候，观察到的一定是“聚形”这一结果，那么这个聚形到底是由那些单形组成的呢？这就是一个逆向思考的过程，我们将这个过程称之为——聚形分析。
《结晶学与矿物学》中给出的例子相对复杂一些，在这里，我选区一个相对简单一点的例子。
下图是符山石的理想形态，我们以该矿物为例，进行聚形分析。
其实对于聚形分析有几种方法，我们来分别进行介绍
第一种方法：延伸法
1、观察晶面的种类
由于单形是由一组同形等大的晶面组成的，所以当我们找到一组同形等大的晶面时，这一组晶面必然属于同一单形，那么根据符山石的晶体，我们可以找到三种晶面，因此可以确定该聚形至少有三种单形组成的。
2、寻找对称型，确定晶体的对称型，并且确定晶体对应的晶族与晶系
由于特定的单形只能出现在特定的对称型中，并且特定的对称型，能够出现的单形也往往有限，这一步的主要作用就是用于缩小单形的范围。
根据符山石的晶体，可以确定他的对称型为L44L25PC，属于四方晶系，能够出现在四方晶系的单形主要包括四方柱、四方双锥、四方单锥、平行双面等。
3、将所有的晶面无限延长，观察可以组成的形态。
根据符山石的形态，我们发现以下规律：
（1）m面可以上下的无限延伸下去，不能形成一个封闭的图形，属于开形，其延长方向平行于高次轴L4，与四方柱的特点明显吻合，因此m面属于四方柱；
（2）c面是由两个相互平行的面组成的，可以无限的延伸下去，属于开形，与平行双面的特点相吻合；
（3）p面由八个面组成，通过延长我们发现，这八个面可以形成一个闭形，在四方晶系中，与四方双锥的性质相吻合，因此该面应该属于四方双锥。
4、确定单形组成
最终我们得到的结论是，符山石是由四方柱、四方双锥和平行双面三个单形组成的。
第二种方法：单形符号法（教材中介绍的方法）
1、寻找对称型，确定晶体的对称型（理由见上一方法）
2、根据晶体的对称型，划分晶体的晶族，并进一步确定其晶系（理由见上一方法）。
3、根据定向的原则，选取晶轴，确定晶体定向（如下图所示）
4、根据晶面的形态，确定单形的数量（理由见上一方法）
5、根据晶面与坐标轴之间的关系，确定单形符号：m的单形符号为{100}、c的单形符号为{001}、p的单形符号为{h0l}；
6、通过查表，确定单形：m为四方柱、c为平行双面、p为四方双锥。
好了，讲完聚形的分析，有兴趣的同学，可以在下面这些晶体中进行练习。
好了，关于聚形的相关知识就分享到这里，希望对大家有所帮助。
扩展阅读：
珠宝知识135：珠宝考研考证篇（六）均一性、异向性与对称性是矛盾的吗？
我是艾昊，珠宝培训师，十余年从业经历，长期在这里为大家答疑解惑，如果你有珠宝方面的问题，欢迎私信、留言或关注。本人原创作品，转载请注明出处【艾昊讲珠宝】
