解理
解理(英语:cleavage),又称劈理,是指矿物或宝石晶体在外力作用下沿一定的结晶学方向裂开成光滑平面的性质。这些光滑的平面称为解理面或劈理面。在晶体结构中,如果有一系列平行的质点面(由原子、离子或分子等质点组成的平面,它平行于空间格子的某一组面网),它们之间的联系力相对较弱,解理即沿这些面产生。常用与解理平行发育或可能发育的单型符号表示。
概念
解理是矿物学和宝石学的重要概念,可以用来区别不同的矿物质。不同的晶质矿物,解理的数目、解理的完善程度和解理的夹角都不同。利用这一特性可以在样品和显微镜下区别不同的矿物质。解理面一般平行于晶体格架中质点最紧密,联结力最强的面。因为垂直这种面的联结力较弱,晶粒易于平行此面破裂。解理是反映晶体构造的重要特征之一,且较晶形具有更为普遍的意义。不论矿物自形程度高低,解理的特征不变,是鉴定矿物的重要特征依据。一般可依据解理的有无、发育完全程度(以解理面的完整程度为标志)以及组数和各组交角来区分矿物。
分级
解理可分为四级:完全、清楚、不清楚、无(或五级:最完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理或称无解理)。
方向
不同矿物的解理,可能有一个方向,也可能有多个方向。常见的有一向(石墨、云母等)、二向(角闪石等)、三向(方解石等),此外还有四向(如萤石)、六向(如闪锌矿)解理。
矿物解理
不同的矿物解理也常不一样。例如:
- 极完全解理矿物:晶体极易裂成薄片,解理面较大而平整光滑,如云母{001},透石膏{010}、石墨{0001}等。
- 完全解理矿物:极易裂成平滑小块或薄板,解理面相当光滑,如方解石{1011},石盐、方铅矿{100}等。
- 中等解理:解理面往往不能一批到底,不很光滑,且不连续,常呈现小阶梯状,如普通角闪石、普通辉石{110}、蓝晶石{010}等。
- 不完全解理:解理程度很差,在大块矿物上很难看到解理,只在细小的碎块上才可看到不清晰的解理面,如磷灰石{0001}、橄榄石{100}等。
- 极不完全解理(无解理):如石英,磁铁矿、石榴子石、黄铁矿等。
对具有解理的矿物来说,同种矿物的解理方向和解理程度总是相同的,性质很固定,因此,解理是鉴定矿物的重要特征之一。
原理
解理的形成主要受晶体结构和成分的制约。矿物形成解理的特性是矿物的晶格按某种特殊结构排列并形成薄弱面的表现。由于晶体具有各向异性,在不同的结晶方位上键力存在差距,解理往往是沿着面网上化学键力最弱的方向产生。因为每种晶系都有不同的建构方式,导致每种矿物其解理的数目或解理的夹角都不同。矿物的形态与解理有关,比如云母可揭成一层层的小薄片、方解石晶体打碎后呈菱面体,由此可区分不同矿物。解理是宝石固有的性质,是否存在解理要依据宝石的对称性。结晶完美的钻石虽然不存在任何裂隙,但是平行{111}方向的完全解理总是存在。
应用
解理不仅可以作为鉴定矿物的依据,同时也会影响宝石的加工。宝石的解理发育情况,在某种程度上影响宝石的抛光效果。例如,黄玉的底面解理发育,因此加工时会避免刻面与解理面平行,防止使得抛光面粗糙不平;钻石的八面体解理有助于工匠沿解理方向劈开钻石;冰洲石的菱面体解理也有助于工匠劈开。解理的存在对于宝石的切割和抛光具有重要的指导意义。