水晶是怎样形成的

Question

各种水晶的原理

Answer 1

水晶是一种无色透明的石英结晶体矿物。它的主要化学 是二氧化硅，跟普通砂子是“同出娘胎”的一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。

结晶完美的水晶晶体属六方晶系，常呈六棱柱状，柱体为一头尖或两头尖，多条长柱体连结在一块，通称晶族，美丽而壮观。二氧化硅结晶不完整，形状可谓是千姿百态。当你到海南水晶陈列馆去瞧一瞧，可以大开眼界：除了常见的长柱状外，还有似宝剑形，有的若板状，有的如短柱形，有的像双锥。有的小如手指，有的大如巨石；有的不足半两，有的重达300多公斤。

水晶为什么能经受得起一般性摔打？这是因为它有强健的“筋骨”，宝石学称之硬度，硬度是指宝石抵抗力刻划的强度。

水晶的硬度如何测得？

很早以前，当铺的老板对他们认为可疑的水晶仿制品，利用一个硬的尖或钢锉在不明显的翻面作硬度检测，他们在面上刻划，留下一点不显眼有痕迹，以便提醒其它典当同行注意。很显然这是一种最原始、最笨拙的测试手段，它有可能导致水晶破损。

1824年，一位叫弗里希.摩斯的奥地利矿物学家，从许多矿物中抽出10个品种，经过科学实验测出它们的相对硬度，由此得出水晶硬度为摩氏7。尽管后来美国国家标准局使用、推广更科学的诺普硬度测试器，但世界上许多国家的珠宝商，仍习惯于摩氏硬度表。

水晶的硬度相当于钢锉一般坚硬，这使得脆且易碎的黄玉、钻石、欧泊石、祖母绿之类的宝石相形见拙。

水晶解理：无。

解理，俗称辟开。某些宝石（如黄玉、钻石）在外力敲打、挤压或碰撞后，会沿着一个平面裂开，宝石的这种性质称为解理。

水晶破口：贝壳状。

破口，矿物学称为断口。它是指宝石在一定外力撞击下，不按一定的结晶方向破裂，而是形成一个断开的面。换一种解释，是说宝石的裂口可以沿着任何方向延伸，而不是沿着解理而发展。

结晶完好的水晶，常有好的平行脊的人字形断口；在紫晶和热处理的黄晶中，多呈不平坦到薄片状破口。

水晶比重：2.56－2.66克/立方厘米。

这意味着一定体积水晶的重量，是相同体积水的重量的2.56－2.66倍。块状变种水晶密度可能稍高些。

水晶条痕：无色。

条痕，通常说的颜色，是人眼对一定波长的光线感觉的结果。

水晶透明度与透过它的光的质与量有关。透明标准为：光线透明过厚度为1厘米以上的水晶碎片或薄片时，可以清晰地看到映出的图像。如是底像不够清楚，仅见轮廓，那便中半透明。

水晶光泽：玻璃光泽。无论在抛光面上还是在破口，都是如此。

光泽，指宝石表面对光线反射的一种光学性质。水晶既不像星光蓝宝石和星光宝石那样反射出绮丽的星光形条纹，又不像月光石那样发出淡蓝色波形光彩，更不像乘欧泊石那样闪烁着五颜六色。

观察水晶的光泽，可用手握着它，以灯光或窗户投进来的光线看表面反射，透明水晶亮度与光泽强弱有关。
水晶折射率：1.544－1.553，几乎不超出此范围。

折射率，是当光由空气中透入宝石晶体，并产生折射现象，其入射角正弦与折射角正弦之比值。

水晶重折射率：0.009（最大），此值非常稳定。

水晶光性特征：一轴晶正光性。

水晶色散：0.013。

色散是说宝石的折射率随照明光的不同而有一定的变化。例如钻石对红光折射为2.405；对绿光为2.427；紫光为2.449。

水晶熔点为1713摄氏度。其受热易碎的特性，是在实验时发现的。将水晶放在喷焰器的烈焰燃烤，除非有很好的保护，且慢慢冷却，否则晶体容易碎裂碎裂。这一脾性，古人已摸透。？博物要览＞提醒道：“凡用水晶器物，不可用热汤滚水注之，即粉裂如击破者。”

水晶另一脾性就是怕碱不怕酸（气氟酸除外），这是由于氧化硅特性所决定的。

像玛瑙一类宝石，当受热、摩擦、吹气或受打击时，往往散发一种特殊气味，使人联想到大蒜、马肉、萝卜、松香味儿，然而，水晶在上述情况下，绝无异味。

附：

水晶的化学成分及性质：
化学式为SiO2。纯净的无色透明的水晶是石英的变种。化学成分中含Si—46.7％，O—53.3％。 由于含有不同的混入物或机械混入的而呈多种颜色。紫色和绿色是由铁(Fe2+)离子致色，紫色也可由钛(Ti4+)所致，其他颜色由色心所致色。在水晶中含有砂状、碎片状针铁矿、赤铁矿、金红石、磁铁矿、石榴石、绿泥石等包裹体；发晶中则含有肉眼可见的似头发状的针状矿物的包裹体形成。含锰和铁者称紫水晶；含铁者( 呈金黄色或柠檬色 )称黄水晶；含锰和钛呈玫瑰色者称蔷薇石英；烟色者称烟水晶；褐色者称茶晶；黑色透明者称为墨晶；呈浅绿色者称为石髓。

水晶晶体结构及形态:
属三方晶系。晶体呈棱柱状并带六边形锥，柱面有横纹，紫水晶中常有角状色带。在自然界中，水晶常呈晶簇产出，造型美观。。

水晶的物理性质:
水晶呈无色、紫色、黄色、绿色及烟色等。玻璃光泽。透明至半透明。硬度7。性脆。比重2.65。 无解理。贝壳状断口，也有好的平等脊的人字形断口。紫水晶具有清楚的二色性，黄水晶和茶水晶具有弱的二色性。发光水晶具有强烈的磷光性。带绿色的砂金水晶在长、短波紫外线照射下发灰绿色荧光。具有猫眼、虹彩和砂金效应。水晶具压电性.

Answer 2

地质学家认为，大约在23亿年以前，东海一带还是茫茫苍海，经过海底火山喷发，地壳不断运动、变迁，直至唐宋时期才形成今天东海县的地形地貌。

据地质部门对牛山周围地区的全面勘察，已查明全县约有380 多条巨大英脉。石英脉，老百姓土话称它为“石龙”，石龙里往往蕴藏富足的水晶。

水晶形成条件要比一般石英苛刻，首先要有充裕的生长空间；其次有提供物质的热液，即富含二氧化硅的热液；第三有较高的温度、压力；第四须有生长时间。具备这四个条件才可生成水晶。

自然界中，发育的节理裂隙及断层是水晶生长的良好空间。花岗岩发育或变质作用强烈，可提供充足的热液，这种热液本身就具备较好温度与压力。时间因素更易获得。地球上不乏具备这些条件的区域。

东海县的水晶，来自得天独厚的地理条件。这里，西有驰名中外的郯庐大断裂，东有海泗断裂。这些断裂周围伴有大量的节理、小断层。在桃林、羽山等地又有大的花岗岩体，当时可提供富含二氧化硅的热液。再说，本地区经历多次变质作用，岩石变质程度较高，也可提供丰富的热液。据测定，东海水晶形成于燕山期，距今约有2～3亿年，正因为充分具备了水晶形成条件，东海地区才产生丰富的水晶，成为我国主要的水晶基地。东海境内水晶以无色透明晶体为主，也有紫晶体、烟晶体、绿晶体、乳白晶体及蔷薇晶体，但后者储量极少。其分布特点是，面广而散，埋藏浅，适合民采。目前勘探和开采深度一般从地表至地下20米左右。本回答被提问者采纳

Answer 3

水晶，常常也被翻译称为石英 (Quartz) ，其实在物理性及化学性上，都是相同的东西。

基本上，水晶最主要的成份就是二氧化硅 (Sio2) ，而硅 (Silica) 也是占地球地壳组成成份约 65% 以上的最主要矿物；水晶的硬度介于玻璃和钻石之间。

水晶的生长环境，多是在地底下、岩洞中，需要有丰富的地下水来源，地下水又多含有饱和的二氧化硅，同时此中的压力约需在大气压力下的二倍至三倍左右，温度则需在 550 － 600 ℃间，再给予适当时间，水晶就会依着六方晶系 (Hexagonal System) 的自然法则，而结晶成六方柱状的水晶了。 通常，在人为控制的理想环境当中，即是物理、化学条件都符合上述条件的状况下，水晶的生长速度约是每天 0.8 公厘 (MM) 。☆欢迎光临东海天然阁☆http://tianrange.blogchina.com☆这也是许多人造水晶的实验室、工厂的标准生产速度。由此所培养出来的水晶，就是所谓的“人造水晶” (Synthetic Quartz) ，通常多切割为芯片 (Chips) 供作电子、计算机、通讯工业用途；也有人称为“养晶” (Cultivated Quartz, Cultured Quatrtz) ，虽是使用不同的名词，其实讲的是相同的东西。 一般，工业用途的人造水晶，其厚度约需三公分左右，即 30MM ，需要约 40 天左右的时间来成长；若要供作珠宝业来磨成十公分 (100MM) 以上的水晶球，通常约需 120 ～ 180 天也就够了。但是，这都是在人为控制下最理想的环境中，才有可能有这种速度，在自然界中，情形就没有这幺乐观，因为原料、水质、温度、压力等等的条件一直在变化当中，很难得达到理想状况，通常都需要数万倍、或是数百万倍的时间，才能达到相同的成长。 这也是为什幺“地质年龄”动辄以“百万年”为计算基数，也是“天然水晶”之所以珍贵之处。

正常的水晶在生长时，多可以发现和柱形尖端轴线平行的生长纹 (Growth Lines) 。由于在地底、岩洞中的生长空间多狭窄，尤其在遇到地震时，或地壳变动时，甚至容易遭到其它矿石的挤压，常常会压迫产生不同的“晶面”。☆欢迎光临东海天然阁☆http://tianrange.blogchina.com☆还有，当水晶还是在液态状的时候，常常也会包覆着其它的矿石、泥灰一起结晶成长，如金红石 ( 稍后变成发晶 ) 、火山泥灰 ( 稍后变成幻影水晶 ) 等等。所有的这些，都是自然的一部份，请不要视为瑕疵。

Answer 4