水晶形成的因素
水晶形成的因素
水晶是稀有礦物，寶石的一種，石英結(jié)晶體，在礦物學(xué)上屬于石英族。形成水晶的原因有哪些呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于水晶如何形成的的內(nèi)容，希望大家喜歡!
水晶形成的原因
基本上，水晶最主要的成份就是二氧化硅(Sio2)，而硅(Silica)也是占地球地殼組成成份約65% 以上的最主要礦物;當(dāng)二氧化硅結(jié)晶完美時(shí)就是水晶;而二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙;二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石;二氧化硅晶粒小于幾微米時(shí)，就組成玉髓、燧石、次生石英巖等。
水晶的生長環(huán)境可以說是水火交融，多是在地底下、巖洞中，需要有豐富的地下水來源，地下水又多含有飽和的二氧化硅，同時(shí)此中的壓力約需在大氣壓力下的二倍至三倍左右，溫度則需在550-600℃間，再給予適當(dāng)時(shí)間，水晶就會(huì)依著“六方晶系”(Hexagonal System)的自然法則，而結(jié)晶成六方柱狀的水晶了。通常，在人為控制的理想環(huán)境當(dāng)中，即是物理、化學(xué)條件都符合上述條件的狀況下，水晶的生長速度約是每天0.8毫米(MM)。這也是許多人造水晶的實(shí)驗(yàn)室、工廠的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)速度。由此所培養(yǎng)出來的水晶，就是所謂的“人造水晶”(Synthetic Quartz)，通常多切割為芯片(Chips)供作電子、計(jì)算機(jī)、通訊工業(yè)用途;也有人稱為“養(yǎng)晶”(Cultivated Quartz, Cultured Quatrtz)，雖是使用不同的名詞，其實(shí)講的是相同的東西。一般，工業(yè)用途的人造水晶，其厚度約需三公分左右，即30MM，需要約40 天左右的時(shí)間來成長;若要供作珠寶業(yè)來磨成十公分(100MM)以上的水晶球，通常約需120～180 天也就夠了。但是，這都是在人為控制下最理想的環(huán)境中，才有可能有這種速度，在自然界中，情形就沒有這么樂觀，因?yàn)樵稀⑺|(zhì)、溫度、壓力等等的條件一直在變化當(dāng)中，很難得達(dá)到理想狀況，通常都需要數(shù)萬倍、或是數(shù)百萬倍的時(shí)間，才能達(dá)到相同的成長。這也是為什么“地質(zhì)年齡”動(dòng)輒以“百萬年”為計(jì)算基數(shù)，也是天然水晶(Natural Crystal)之所以珍貴之處。
正常的水晶在生長時(shí)，多可以發(fā)現(xiàn)和柱形尖端軸線平行的生長紋(Growth Lines)。由于在地底、巖洞中的生長空間多狹窄，尤其在遇到地震時(shí)，或地殼變動(dòng)時(shí)，甚至容易遭到其它礦石的擠壓，常常會(huì)壓迫產(chǎn)生不同的「晶面」。結(jié)晶完美的水晶晶體屬六方晶系，常呈六棱柱狀，柱體為一頭尖或兩頭尖，多條長柱體連結(jié)在一塊，通稱晶族，柱面有橫紋，透明，根據(jù)顏色可分為無色的水晶、紫晶、黃晶、煙晶、綠水晶及粉紅色的芙蓉石等, 絕大部分是白色透明，其他少量帶色的是由于礦物在自然形成過程中含有微少的其它金屬如鐵、銅、鈷、鎂、錳、鎳等的氧化物滲入所致。還有，當(dāng)水晶還是在液態(tài)狀的時(shí)候，常常也會(huì)包覆著其它的礦石、泥灰一起結(jié)晶成長，如金紅石(稍后變成發(fā)晶,石英貓眼)、火山泥灰(稍后變成幻影水晶)、云母、長石、方解石、電氣石等等,同時(shí)不可避免會(huì)有一些氣液包體(俗稱“棉”)和內(nèi)裂(俗稱”交”或”冰裂”)。所有的這些，都是自然的一部份，請(qǐng)不要視為瑕疵。
水晶的性質(zhì)
光學(xué)性質(zhì)
顏色：無色，淺至深的紫色，淺黃、中至深黃色，淺至深褐、棕色，綠至黃綠色，淺至中粉紅。
紫水晶：淺至深的紫色。
黃水晶：淺黃、中至深黃色。
藍(lán)水晶：淡藍(lán)、暗藍(lán)色。幾乎所有的藍(lán)色水晶都是人工合成的。
煙晶：淺至深褐、棕色。由于成分中Al3+替換了Si4+，受輻照后產(chǎn)生[AlO4]4-色心。
綠水晶：綠至黃綠色。顏色形成與Fe2+有關(guān)，市場(chǎng)上幾乎不存在天然形成的綠色水晶，通常是紫水晶在加熱成黃水晶的過程中形成的一種中間產(chǎn)物。
芙蓉石：淺至中粉紅，色調(diào)較淺。通常因含有微量的鈦(Ti)元素而呈粉紅色。可具有透射星光效應(yīng)。
發(fā)晶：無色、淺黃、淺褐等，可因含金紅石常呈金黃、褐紅等色，含電氣石常呈灰黑色;含陽起石而呈灰綠色。
光澤：玻璃光澤。斷口處為油脂光澤。光澤，指寶石表面對(duì)光線反射的一種光學(xué)性質(zhì)。觀察水晶的光澤，可用手握著它，以燈光或窗戶投進(jìn)來的光線看表面反射，透明水晶亮度與光澤強(qiáng)弱有關(guān)。
透明度：水晶透明度與透過它的光的質(zhì)與量有關(guān)。光線透明過厚度為1厘米以上的水晶碎片或薄片時(shí)，可以清晰地看到映出的圖像。如果底像不夠清楚，僅見輪廓，那便是半透明。
折射率(RI)：1.544-1.553，幾乎不超出此范圍。(折射率，是當(dāng)光由空氣中透入寶石晶體，并產(chǎn)生折射現(xiàn)象，其入射角正弦與折射角正弦之比值。)
雙折率(DR)：0.009(最大)，此值非常穩(wěn)定。
色散值：0.013。色散是說寶石的折射率隨照明光的不同而有一定的變化。例如鉆石對(duì)紅光折射為2.405;對(duì)綠光為2.427;紫光為2.449。
光性：一軸晶正光性。正交偏光下所看到的一軸晶干涉圖是獨(dú)特的，其黑十字臂未達(dá)中心，形成中空的圖案，俗稱牛眼干涉圖。中心部分通常為淡綠色或淡粉色。
多色性:無色水晶沒有多色性。有色水晶有弱到強(qiáng)的多色性.表現(xiàn)為體色的不同深淺。
力學(xué)性質(zhì)
解理：無解理。所謂解理是指礦物被打擊時(shí)，沿一定方向有規(guī)則地裂開形成光滑平面的性質(zhì)。根據(jù)解理的程度可以分為五類：極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和無解理，水晶屬于無解理。
斷口：貝殼狀。斷口也叫破口。它是指礦物被打擊后產(chǎn)生不規(guī)則的破裂，破裂裂面凹凸不平稱為斷口。根據(jù)斷口的形狀可分為貝殼狀和鋸齒狀。
硬度：摩氏硬度7，為摩氏硬度，相當(dāng)于鋼銼一般堅(jiān)硬。1824年，一位叫弗里希.摩斯的奧地利礦物學(xué)家，從許多礦物中抽出10個(gè)品種，經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)出它們的相對(duì)硬度，由此得出水晶硬度為摩氏7。盡管后來美國國家標(biāo)準(zhǔn)局使用、推廣更科學(xué)的諾普硬度測(cè)試器，但世界上許多國家的珠寶商，仍習(xí)慣于摩氏硬度表。
密度(比重SG)：2.66(0.03，0.02)g/cm3。這意味著一定體積水晶的重量，是相同體積水的重量的2.56-2.66倍。塊狀變種水晶密度可能稍高些。
壓電性：水晶晶體受到壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電荷;反之，受到電壓作用時(shí)，晶體會(huì)產(chǎn)生頻率很高的振動(dòng)。水晶具有可使壓力與電荷相互轉(zhuǎn)移的性能，稱壓電性。
條痕顏色：無色。礦物粉末的顏色叫條痕。它可以消除假色，減弱他色，保留自色，是比礦物的顏色更為可靠的鑒定特征之一。
熔點(diǎn)：水晶熔點(diǎn)為1713℃。其受熱易碎的特性，是在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。將水晶放在噴焰器的烈焰燃烤，除非有很好的保護(hù)，且慢慢冷卻，否則晶體容易碎裂。這一脾性，古人已摸透。
各種水晶的成因
天然水晶
天然水晶是在自然條件下形成的，生長在地殼深處，通常都要經(jīng)歷火山和地震等劇烈的地殼運(yùn)動(dòng)才能形成。天然水晶屬于礦產(chǎn)資源，非常稀有和珍貴，屬于寶石之一。
合成水晶
合成水晶是也叫再生水晶是一種單晶體，亦稱合成水晶、壓電水晶。再生水晶是采用水熱結(jié)晶法“模仿天然水晶的生長過程”，把天然硅礦石和一些化學(xué)物質(zhì)放在高壓釜內(nèi)，經(jīng)過1-3個(gè)月時(shí)間(對(duì)不同晶體而言)逐漸培養(yǎng)而成。它在化學(xué)成分、分子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能、機(jī)械、電氣性質(zhì)方面與天然水晶完全相同，而雙折射及偏振性等方面，再生水晶比天然水晶更純凈，色澤性更好。經(jīng)過加工(割、磨、拋)后得到各種形狀的顆粒晶瑩透亮，光彩奪目，并且耐磨，耐腐蝕。
熔融水晶
市場(chǎng)上有很多人把熔煉水晶也叫做合成水晶，那是不準(zhǔn)確的，一般都是以水晶廢料為原料在高溫高壓下熔煉出來的，而不是結(jié)晶成的，不具備水晶的晶體特性，所以不能把熔煉水晶與合成水晶混為一談;但是熔煉水晶耐高溫，用優(yōu)質(zhì)二氧化硅熔煉成的熔煉水晶可以做成實(shí)用產(chǎn)品比如水晶杯、烤盤、茶具等，實(shí)際上一代偉人毛澤東主席的水晶棺就是選用東海優(yōu)質(zhì)水晶熔煉而成的。
K9玻璃仿水晶
還有人把K9玻璃也叫做合成水晶，那就更不對(duì)了，K9玻璃雖然有是用二氧化硅為主要原料熔煉而成的，但是熔煉過程中加進(jìn)了3~4%的鉛，實(shí)際上就是水晶玻璃;為什么要加鉛呢?一般玻璃發(fā)藍(lán)或者發(fā)綠，看起來不象水晶，但是加鉛之后玻璃的白度很高，看起來非常象水晶，尤其含3~4%的K9玻璃最象水晶，所以稱K9玻璃為仿水晶比較恰當(dāng)。
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