6.3.2.1 按形成机理的分类
单晶体内部的格子构造是原子或离子间相互作用达到平衡而作有规则排列的产物，它具有最小的内能。可是对于连生体而言，在界面两侧的局部范围内，其原子(或离子)偏离晶格固有规律的排列方式会破坏这种平衡状态，使晶体的内能增高。但如果能使原子按某种适当的相互取向关系堆垛而不致引起键的破坏和晶体内能有明显增大的话，此时就有可能形成双晶，而是否存在这种可能性，取决于晶体本身的结构特点。所以，双晶的产生首先需要有适宜的晶体结构条件为前提。这也就是为什么在诸如α-石英、斜长石等晶体中双晶极为普遍，而在其他许多晶体中却从未发现过双晶的本质性原因。
根据形成双晶的具体机理，通常可将双晶分为以下三种不同的成因类型:
(1)生长双晶(growth twin):在晶体的成核和生长过程中形成的双晶。晶体在非平衡条件下结晶时，易于因原子的堆垛方式偶然偏离了格子构造规律所应有的顺序，发生“堆垛错误”而形成双晶。图6.12为自然金(m3m晶类)晶格中(110)切面上的结构图，(111)晶面的生长层垂直于图面。根据格子构造规律，Au原子在同一层(111)面中只可能占据三种不同的位置(假设分别标记为A、B和C，如图左侧所标示)中的某一种，而各层之间在正常情况下应按ABCABC……的重复顺序进行有序堆垛。但在图中由下向上的第八层中，原子本应进入B位，但却占了C位，即出现了堆垛错误，并使层的整个堆垛顺序变为……ABCABCACBACB……，从而使Ⅰ、Ⅱ两部分晶格间形成了以(111)为双晶面和接合面的尖晶石律接触双晶。此外，生长双晶也包括由分别成核而同时漂浮于母液上的小晶体，彼此恰好按特定的相互取向关系接合所成的双晶。
图6.12 自然金晶格的(110)切面，显示在(111)生长层上出现Au原子堆垛位置的“错误”而构成尖晶石律接触双晶灰色带为两个单体所共有的一个公共原子面，即双晶接合面(罗谷风，2008)
(2)转变双晶(transformation twin):在同质多像转变(参见8.8.2小节)过程中，由高温下稳定的变体转变为在低温下稳定而对称较低的变体时所产生的双晶。α-石英中就普遍存在着此种成因的以c轴为双晶轴的道芬双晶。图6.13A是六方晶系高温变体的β-石英(622晶类)结构的(0001)投影图。其Si4+在投影图中连接成正六边形排布。当温度降到573℃以下时，β-石英结构中的Si4+移位而呈复三方形排布，转变为三方晶系低温变体的α-石英(32晶类)。在此过程中，在一个晶体的不同部位处，其Si4+复三方形的取向有可能正好呈绕c轴旋转180°的关系(图6.13B)，从而构成道芬双晶。也正是基于这一关系，可以通过加热至573℃以上，然后在严控的稳定环境下降温，不使产生双晶，从而达到消除原来α-石英中既有的道芬双晶。
图6.13 两种石英同质多像变体中Si4+在(0001)面上的投影
(3)滑移双晶(gliding twin):又称机械双晶(mechanical twin)或形变双晶(deformation twin)。晶体在生成以后，由于受到应力的作用，导致部分晶格中相互平行的一系列相邻原子面之间依次发生滑移距离均为某个定值Δt的均匀滑移，结果使已滑移部分与未滑移部分的晶格间处于双晶的相互取向关系，从而形成的双晶(图6.14)。值得注意的是，任意两个相邻原子面间的相对滑移距离Δt都是一致的，且其值必小于平行滑移方向之行列的结点间距。但由于依次逐层平移的结果是具有累加性的，故从图中可见，若以双晶接合面为基准，则第n层原子面相对于接合面的累计滑移距离将为nΔt。滑移双晶都以聚片双晶形式出现。例如大理岩中的方解石晶体( 晶类)，经常都具有以( )为双晶面和接合面的负菱面聚片双晶，它就是一种典型的滑移双晶，而( )面网也是它的滑移面。滑移双晶是晶体受应力作用后产生塑性形变的形式之一，在金属和合金中尤为常见。
图6.14 方解石晶体结构中由原子面间均匀滑移而形成滑移双晶的发展过程示意图图中只给出了Ca2+的位置。已滑移部分的晶格中，平行于滑移面的任意两个相邻原子面间的相对位移量均为Δt(罗谷风，2008)
6.3.2.2 按形成时间的分类
按双晶和晶体本身在形成时间上的先后可分为以下两类:
(1)原生双晶(primary twin):在晶体的生长过程中同时形成的双晶。生长双晶都属于原生双晶。
(2)次生双晶(secondary twin):在晶体已经形成之后才产生的双晶。滑移双晶一般属于典型的次生双晶;转变双晶也被视为是次生双晶，但对于转变后的该结晶相来说，双晶则是与晶体同时形成的。