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α -石英介紹

發布日期:2019-07-25  瀏覽次數:128
 α -SiO 2
α -石英(低溫石英) 和 β -石英(高溫石英) 是 SiO 2 的兩種同質多像變體。 β 石英在 573~870° C 范圍內穩定, 低于 537° C 將轉變為 α -石英。 因此, 自然界所見的石英是往往是 α -石英。 通常未加特別說明的“石英” , 即指 α -石英。 
【化學組成】 化學成分較純, 但石英中常含不同數量的氣態、 液態和固態物質的機械混入物。 
【晶體結構】 三方晶系,
43D-P3 1 21(或63D-P3 2 21) ; a 0 =0. 491 nm, c 0 =0. 541 nm; Z=3。[SiO 4 ] 四面體以角頂相聯平行于 c 軸呈線狀分布。 并有左右旋之分, 即 c 軸為 3 1 或 3 2 。 結構上的左、 右旋與形態上的左、右形沿用習慣相反(圖 Y-16) , 即右形晶體在結構上是左旋的, 而左形晶體在結構上則是右旋的。 六方柱: m{10 1 0} ; 菱面體: r{10 1 1} , z{01 1 1} ; 三方雙 s. {11 2 1} ; 三方偏面體: x{51 6 1} (右形) 、 {6 1 5 1} (左形)
【形態】 常見完好晶形, 呈六方柱{10 1 0} 和菱面體{10 1 1} 、 {01 1 1} 等單形所成之聚形。 柱面上常具橫紋(圖 Y-17)。 有時還出現三方雙錐{11 2 1} 和三方偏方面體{51 6 1} (右形) 、 {6 1 5 1} (左形) 。 α 石英的左形晶和右形晶的區別, 其識別標志是根據三方偏方面體所在的位置來決定, 如果三方偏方面體位于柱面{10 1 0} 的右上角, 單形符號為{51 6 1} 者, 是為右形晶, 位于柱面的左上角, 單形符號為{6 1 5 1} 者, 是為左形晶。 α 石英常出現雙晶, 正確鑒別它具有實用意義, 因為雙晶的存在直接影響到石英的用途。
最常見的雙晶有道芬雙晶和巴西雙晶(圖 Y-18)。 這兩種雙晶, 從外形上看, 與單晶體極為類似。 道芬雙晶以 c 軸為雙晶軸, 由兩個右形晶或兩個左形晶組成的貫穿雙晶; 巴西雙晶是以(11 2 0) 為雙晶面, 由一個左形晶和一個右形晶組成的貫穿雙晶, 這些雙晶可依據 x 面(三方偏方面體) 的分布來確定。 因為單晶上的 x面是繞 c 軸每隔 120° 出現一次的, 如果每隔 60° 就出現一次, 則一定是道芬雙晶。 此時構成雙晶的兩個單晶均為左形晶的話, 則為左旋道芬雙晶(見圖 Y-18(a) ) ; 均為右形晶時, 則為右旋道芬雙晶。 在理想情況下若兩個 x 面成左右反映關系對稱分布, 則說明它是由一個左形晶與一個右形晶貫穿而成, 應為巴西雙晶(見圖 Y-18(b) ) 。 另外, 雙晶的縫合線, 在道芬雙晶上一般是曲線, 而在巴西雙晶上一般是折線, 如果將石英晶體垂直它的 c 軸切開, 把斷面磨光, 并用氫氟酸腐蝕, 擦干后觀察斷面上反光, 如有雙晶存在, 即可看到蝕像的雙晶花紋。 道芬雙晶的蝕像花紋一般呈彎曲的島嶼狀, 而巴西雙晶則為復雜的折線圖案。 另外, 也可直接用晶面蝕像花紋來區別: 在縫合線兩邊的同一柱面上的蝕像坑方位不一樣, 如果兩邊蝕像坑之間存在二次軸, 則為道芬雙晶, 如果兩邊蝕坑之間存在對稱面, 則為巴西雙晶。 道芬雙晶兩個個體的偏光面旋轉方向是相同的, 或是左旋或右旋, 因此仍可用作光學材料, 但在壓電材料上是無用的, 又稱電雙晶; 巴西雙晶既不能作壓電材料, 又不能用作光學材料, 又稱光雙晶。此外, 偶爾還見有以(11 2 2) 為雙晶面, 二單體沿 c 軸成 84° 33′ 彼此斜交的日本雙晶(圖 Y-19) 。 集合體呈晶簇狀、 梳狀、 粒狀、 致密塊狀。 隱晶質集合體呈殼狀、 腎狀、 鮞狀、 球狀時稱石髓或玉髓(chalcedon) ,呈瘤狀者稱燧石(chert) , 具同心帶狀, 構造由多色的石髓成層平行排列稱為瑪瑙(agate) 。 
【物理性質】 顏色多種多樣, 常為無色、 乳白色、 灰色。 因含各種雜質, 顏色各異, 而有以下異種:水晶(rock crystal) : 無色透明。 紫水晶(amethyst) : 紫色透明或半透明, 加熱可脫色。 呈色原因可能是 Fe
3+ 代 Si 引起。 薔薇石英(rosequartz) : 淺玫瑰色, 致密半透明。 呈色原因可能是 Al3+ 、 Ti 4+ 代替 Si 引起。 煙水晶(smoky quartz) : 煙色或褐色透明異種。 呈色原因是在輻射線作用下, Si 被 Al 代替使四面體產生順磁中心缺失引起。 顏色進一
步加深就成了墨晶(black quartz) 黃水晶(citrine) : 黃色或檸檬黃色。 呈色原因可能是含 Fe2+ 所致。 乳石英(milky quartz): 乳白色, 半透明。 因含細分散氣、 液包體及微細裂隙而致。 因含固態包裹體而染色者, 有以下異種: 蔥綠石髓: 含綠色針狀陽起石包裹體, 呈淺綠色。 砂金石: 含云母、 赤礦等細小包裹體, 呈淺黃或褐紅色。貓眼石、 虎眼石、 鷹眼石: 呈各種不同深淺的色調, 具絲絹光澤, 似貓眼石、 虎眼(黃褐色) 或鷹眼(藍綠色) , 都是由于石英交代纖維石棉所致。 碧玉: 呈紅、 黃褐、 綠色不透明的致密塊體。 血玉髓(又名血滴石、 血石、 雞血石) : 綠色石髓碧玉, 內含紅色斑點。 玻璃光澤; 斷口油脂光澤。 無解理, 貝殼狀斷口。 硬度 7。 相對密度 2. 65。 具壓電性。 
【成因及產狀】 α 石英在自然界分布極廣, 是許多火成巖、 沉積巖和變質巖的主要造巖礦物 α 石英又是花崗偉晶巖脈和大多數熱液脈的主要礦物成分。 在偉晶脈晶洞和變質巖系中的石英脈內, α 石英則是天然壓電水晶的重要來源。 有些石英的亞種往往有著一定的形成條件或特定的產狀。 如煙水晶只能在較高的溫度下形成; 紫水晶形成于相當低的溫度和壓力條件下; 薔薇石英總是呈塊狀產于偉晶巖脈的核心部位;瑪瑙為低溫熱液的膠體成因產物, 主要產于噴出巖的孔洞中。  
【鑒定特征】 α 石英以其晶形, 無解理, 貝殼狀斷口, 硬度為特征。  
【主要用途】 用途很廣。 晶體中沒有任何包裹體、 無雙晶或裂縫的部分(不小于 6mm×6mm× 6mm)用作壓電材料,用于制作石英諧振器(如石英手表)。 此外, 水晶還是重要的光學材料,它對光譜的紅外和紫外部分也有良好的透明性,用以制作光譜棱鏡、 透鏡及其它光學材料裝置。 瑪瑙、 紫水晶、 薔薇石英等可作寶玉石材料。 色澤差的瑪瑙和石髓用于制作研磨器具。 較純凈的一般石英則大量用作玻璃原料,研磨材料,硅質耐火材料及瓷器配料。 

 
關鍵詞: 礦物
 
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