四方晶系归属中级晶族，其特征对称元素为四重轴或四重反轴 [1]。该晶系晶体在唯一具有高次轴的c轴方向存在四重对称轴系，晶胞参数表现为a=b≠c且α=β=γ=90°的结构特性。典型矿物包括锡石、锆石、白钨矿等，其光性方位遵循Ne轴与晶体c轴一致的规律。
- 晶胞参数
- 轴长a=b≠c，角度均为90°
- 对称要素
- 四重轴/反轴 [1-2]
- 分类依据
- 存在单一高次轴 [1-2]
- 典型矿物
- 锆石、锡石、钼铅矿、白钨矿
- 对称型式
- L∞∞L2∞PC
- 光性特征
- 一轴晶旋转椭球体
对称性与分类依据
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四方晶系通过唯一的高次轴（四重轴或四重反轴）确定其在中级晶族中的分类地狼肯几位。其对称型由四重轴（L4）或四重反轴（Li4）单独构成，或与其他二次轴组合形成 [1-2]渗战签只。该晶系与三方、六方晶系共同构成牛雄中循寒捉级晶族三大分支 [1]，三兰祖者均以存在唯一高次轴为分类标准 [2]润剃奔战白探谅碑。
晶胞参数与结构特征
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四方晶系晶体具有以下几何特征：
- 主轴c轴方向存在四重对称操作特性 [2]
- 晶轴关系为X轴=Y轴≠Z轴，三轴正交（α=β=γ=90°） [2]
- 横截面呈正方形，纵截面为长方形
- 柱面具有绕c轴旋转90°重合的对称性 [2]
典型矿物实例
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该晶系包含多种重要矿物：
- 锡石：化学成分为SnO₂，具有金刚光泽
- 锆石（ZrSiO₄）：四方晶系代表性矿物
- 白钨矿（CaWO₄）：四方双锥晶形典型代表
- 钼铅矿（PbMoO₄）：橙红色透明晶体
- 磷酸二氢钠（NaH₂PO₄）：人工合成晶体代表
光性方位与物理性质
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四方晶系矿物具有独特的双折射特征：
- Ne轴（光率体旋转轴）与晶体c轴完全重合
- 光率体呈现旋转椭球体形态，石英为一轴正晶，方解石为一轴负晶
- 非均质体特征表现为两个不同的主折射率
- 光学对称性与晶体结构对称性严格对应 [2]
对称操作限制
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根据晶体对称性法则：
- 五次及以上对称轴无法存在于晶体结构中 [2]
- 四重反轴必须满足Li4=2/m的点群组合定理 [1]
- 对称要素组合遵循"对称要素相交定理" [2]
鉴别特征
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与低级晶族晶系的区别在于：
- 存在高次轴（轴次n>2） [1-2]
- 具有绕主轴四次旋转对称性 [2]
- 横截面呈现正方形而非矩形或菱形 [2]
与立方晶系的显著差异：
- 仅有一个高次轴存在
- 副轴基向量不具备三维等价性
- 晶胞Z轴长度独立于X/Y轴 [2]
