Kristallzwilling

Ein Kristallzwilling besteht aus zwei miteinander verwachsenen Kristallen der gleichen Struktur und Zusammensetzung.

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Die beiden Einzelkristalle lassen sich entweder durch Punktspiegelung (Inversion), durch Spiegelung an einer Ebene, der so genannten Zwillingsebene, oder durch eine 180-Grad-Drehung um eine Achse, die dann Zwillingsachse genannt wird, zur Deckung bringen. Im Zwillingsgesetz werden diese Elemente durch die Millerschen Indizes ausgedrückt. Falls es sich bei Zwillingsebene oder -achse um Symmetrieebenen oder -achsen der Kristalle handelt, spricht man nicht von einem Zwilling, sondern nur von einer einfachen Parallelverwachsung.

Mit der Zwillingsebene nicht notwendigerweise identisch ist die Verwachsungsfläche der beiden Kristalle, die durchaus eine Symmetrieebene sein kann: Bei Identität spricht man von Kontaktzwillingen, sonst von Durchwachsungszwillingen. Durch Verwachsung mehrerer Kristalle können auch Drillinge, Vierlinge etc. entstehen. Je nach Komplexität dieses Verzwilligungsprozesses kann ein so genannter Zwillingsstock entstehen, der eine höhere Kristallsymmetrie aufweist als die Einzelkristalle.

Die Entstehung von Kristallzwillingen kann einerseits bereits auf Störungen der Struktur im Kristallkeim zurückgehen, aus dem sich der Kristall durch gleichmäßiges Wachstum entwickelt. In diesem Fall handelt es sich um einen Wachstumszwilling. Sie kann andererseits auch erst durch äußere Einflüsse hervorgerufen werden, beispielsweise durch mechanische Belastung oder durch temperaturbedingte Phasenübergänge des zugrundeliegenden Minerals, so dass man von Druck- beziehungsweise Umwandlungszwillingen spricht.

Für die Analyse von Kristallzwillingen ist das Konzept der Punktgruppen sehr hilfreich. Durch das Vorhandensein von Zwillingssymmetrie wird eine höhere Symmetrie vorgetäuscht als der tatsächlichen Kristallstruktur entspricht. Man spricht auch vom Zwillingsgitter im Gegensatz zum tatsächlichen Kristallgitter. Das tatsächliche Kristallgitter findet man durch Weglassen von Symmetrieelementen des Zwillingsgitters; das Kristallgitter ist also eine Untergruppe der Punktgruppe des Zwillingsgitters. Gehören Zwillingsgitter und Kristallgitter zur selben Lauegruppe, so spricht man von einem merohedrischen Kristallzwilling (Verzwilligung durch Merohedrie). In allen anderen Fällen handelt es sich um nichtmerohedrische Kristallzwillinge. Im triklinen, monoklinen und orthorhombischen Kristallsystem sind merohedrische Kristallzwillinge immer Inversionszwillinge.