7つの結晶系

なぜ対称性が重要なのか

結晶の外面、成長角、劈開方向は、すべてその結晶内の原子が空間内でどのように繰り返し配列しているかによって決まります。化学組成がまったく異なる2つの鉱物であっても、結晶系が同じであれば、見た目がほぼ同じ結晶を形成することがあります。その結晶系を一目で特定できれば、同定の対象は5,000種以上の鉱物から、ほんの一握りの鉱物に絞り込まれます。

7つのシステム

立方晶系（最高対称性 — 蛍石、黄鉄鉱、方鉛鉱、ざくろ石）。六方晶系（6回対称軸 — ベリル、アパタイト）。 三方晶系（3回対称軸 — 石英、方解石、電気石）。四方晶系（4回対称軸 — 錫石、ルチル、灰重石）。直方晶系（長さが等しくない3本の垂直な軸 — 重晶石、トパーズ、硫黄）。 単斜晶系（1つの斜軸 — 石膏、藍銅鉱、正長石）。三斜晶系（最も低い対称性、3つの長さが等しくない斜軸 — 斜長石、カイアナイト、ロドナイト）。

現場での使い方

まず結晶の形状を見てみましょう――立方体でしょうか？六角柱でしょうか？菱形でしょうか？角で交わる面を数えてみてください。 対向する面が平行かどうかを確認してください。30秒以内に4～5つの結晶系を候補から除外し、候補を1つか2つに絞り込めるはずです。硬度や条痕と組み合わせれば、ほとんどの同定は解決できるでしょう。

各システムの根底にある軸

あらゆる結晶系は、一連の仮想的な基準線――結晶軸――と、それらの間の角度によって定義されます。立方晶系には、直角に交わる3本の等しい軸があり、そのためその結晶はどの方向から見ても同じように見えます。 この一覧を下にたどっていくにつれて、軸の長さは次第に不均等になり、角度も直角から遠ざかっていきます。斜方晶系は直角を保ちますが軸の長さが不均等で、単斜晶系では1つの軸が傾き、三斜晶系では直角が完全に失われます。

これを利用するのに、何かを測定する必要はありません。 重要なポイントは直感的に理解できます。対称性の高い鉱物（立方晶系、六方晶系）は、ブロック状、等軸状、あるいは均一な柱状の形状になりがちですが、対称性の低い鉱物（単斜晶系、三斜晶系）は、くさび形、不均衡な形状、あるいは刃状の結晶になりがちです。 結晶が「規則的」ではなく「歪んでいる」ように見える場合、それは通常、対称性の階層において最下位に位置するものです。

三角晶系と六方晶系：よくある混同

初心者の収集家の方々は、三角晶系と六方晶系を混同しがちです。どちらも六角柱を形成することがあるためです。その違いは主対称軸にあります。六方晶系には6回対称軸がありますが、三角晶系には3回対称軸しかありません。 石英は典型的な落とし穴です。見事な六角柱を形成しますが、六方晶系ではなく三方晶系に属します。この事実は、先端を覆う大小交互に並ぶ菱面体の面から確認できる場合があります。

実用的な見分け方としては、単に柱面の数を数えるのではなく、結晶の先端形状や面の形成状態を観察することです。 アパタイト（真の六方晶系）は、整然とした対称的な6面体の先端を持つ傾向がありますが、石英はしばしば、不均一な2つの菱面体からなる先端を示します。単に柱面の数だけを数えていると、約半分の確率で誤った判断をしてしまいます。必ず先端の対称性を確認してください。

中国産標本における読み取りシステム

中国の産地は、教科書に載っているような完璧な結晶が数多く産出されるため、結晶系を学ぶ上で極めて優れた学習の場となっています。 湖南省の瑶崗仙産の方晶系蛍石は、くっきりとした立方体や八面体として成長しており、一目で立方晶系であることがわかります。一方、四川省の雪宝頂産灰重石は、四方晶系に典型的な二錐状の結晶形を示しています。

湖南省の冷水江・西矿山地区産の輝安鉱は、斜方晶系を学ぶ上で優れた教材となります。その鋼のような光沢を持ち、深い条痕を持つ板状や針状の結晶は、この結晶系の不等軸性を如実に表しています。 これら数か所の産地――立方晶系の蛍石、四方晶系の灰重石、斜方晶系の輝安鉱、そしてほぼどこでも産出する三方晶系の石英――から標本を収集するだけで、中国の産物に限定したまま、7つの結晶系のほとんどを網羅する実践的な参考セットを構築することができます。

よくあるご質問

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