Định nghĩa
Song tinh là liên kết đối xứng của hai hay nhiều tinh thể cùng chất. Các cá thể trong một song tinh liên quan với nhau bằng một yếu tố đối xứng vốn khong có trong từ cá thể. Yếu tố đối xứng mới này đưa cá thể nọ đến trùng cá thể kia của song tinh. Nhờ phép đo hình thái bằng giác kế phản xạ và nhờ nghiên cứu bằng nhiễu xạ tia X có thẻ phân biệt song tinh với một liên kết tinh thể bất kỳ.
Yếu tố đối xứng giúp các cá thể của song tinh liên quan với nhau gồm: mặt phẳng đối xứng gọi là mặt song tinh, trục xoay đối xứng bậc hai, trục song tinh và một tâm đối xứng, tâm song tinh.
Luật song tinh quy định hai điều cho một liên kết loại này như sau:
Yếu tố nào (mặt, trục hay tâm) đặc trưng cho song tinh;
Yếu tố song tinh nào định hướng ra sao trong song tinh.
Mặt song tinh được định vị bằng chỉ số Miller của nó, ví dụ (010), và trục song tinh bằng ký hiệu trục của đới.
Hai cá thể gắn với nhau qua bề mặt liên kết. Nếu bề mặt này phẳng thì gọi là mặt phẳng liên kết. Mặt phẳng này thường trùng (nhưng không nhất thiết) với mặt song tinh.
Nếu luật song tinh được xác định bởi một mặt song tinh thì mặt này không bao giờ song song với một mặt phẳng đối xứng. Nếu trục xoay song tinh xác định cho luật xong tinh thì nó không thể song song với một trục đối xứng bậc chẵn (bậc 2,4,6). Đôi khi, trục song tinh là một trục bậc bốn.
Song tinh có bề mặt liên kết ổn định thì gọi là song tinh tiếp xúc. Song tinh mọc xen thường có bề mặt không ổn định và luận song tinh thường là một trục.
Song tinh đa hợp bao gồm ba hay nhiều cá thể liên kết theo cùng một trục. Nếu tất cả các bề mặt liên kết kế tiếp đều song song nhau thì song tinh đa hợp đó là song tinh liên phiến. Nếu chúng không song song – song tinh kết vòng. Song tinh liên phiến gồm số lớn cá thể mảnh dẹt thì những mặt tinh thể cắt ngang mặt liên kết thường chứa vết khía cho thấy định hướng ngược nhau của các cá thể kề nhau. Nhiều khi, đối xứng của một song tinh thường cao hơn đối xứng của từng cá thể, bởi vì mặt và trục song tinh là những yếu tố đối xứng thêm sau. Nếu đa diện của một tinh thể riêng lẻ là một đa diện lồi thì song tinh thường chứa các góc lõm.
Nguồn gốc song tinh
Về nguồn gốc của sự tạo thành song tinh, Buerger đã đưa ra ba cơ chế:
- Song tinh phát sinh trong quá trình phát triển của tinh thể khoáng vật. Do sự gián đoạn của mạng tinh thể, nguyên tử hay ion (hoặc nhóm nguyên tử hay ion) có thể bứt ra khỏi tinh thể đang lớn.
Cơ chế này là nguồn sinh ra phần lớn song tinh tiếp xúc và song tinh mọc xen. Đó là song tinh nguyên sinh
- Song tinh hình thành sau khi chuyển pha
- Song tinh sinh ra do lục cơ học làm tinh thể biến dạng, là loại khác của song tinh thé sinh. Nếu lục cơ học không đủ lớn, không phá vỡ được cấu trúc tinh thể, thì cũng làm các mặt mạng trượt song song với nhau theo hướng của lực, làm nảy sinh song tinh. Song tinh do biến dạng này thường gặp trong kim loại và trong đá vôi, như đã thấy trong canxit dưới dạng song tinh liên phiến.