石英的种类和主要特点

[2013/8/8]

　　石英的种类和主要特点

　　(一)石英的主要特点

　　石英主要成分为SiO2，一般我们所说的天然石英主要指分布广泛α-石英，属三方晶系，形态多为白色块状固体，部分混有其他元素呈现其他色泽，偶尔也有良好且透明的结晶，密度为2.65，莫氏硬度为7，熔点1750℃左右。α石英又称低温石英，在自然界分布最广，是许多火成岩、沉积岩和变质岩的主要造岩矿物。

　　(二)石英的形成

　　岩浆在侵入演化活动过程中，由于温度、压力等条件的改变，分异出富含SiO2的热液，顺层理、裂隙贯入围岩变质岩系中，或沿先期岩浆岩的接触破碎带侵入，形成脉状石英岩矿体。

　　(三)石英的种类

　　在正常的压力下，石英晶体随着温度的不同共有五种不同性质的变体，即：

　　(1)α石英，其温度低于573℃时为稳态，我们通常用的压电石英晶体属于此类。

　　(2)β石英，对α石英加温超过573℃时,即转变为β石英,它在573℃～870℃之间为稳态,但此时没有压电效应,也不能用作压电元器件了。

　　(3)磷石英，当对β石英加温超过870℃，β石英变为磷石英，它在870℃～1470℃之间为稳态。

　　(4)方石英，当对磷石英加温超过1470℃时，磷石英变为方石英，它在1470℃～1710℃之间为稳态。

　　(5)石英玻璃，当对方石英加温超过1710℃时及以后即开始溶化，熔化后的石英，将温度降低也不能恢复为上述形态。

　　由此看出，我们常用的α石英，其临界温度为573℃。若超过这一温度，它将失去压电效应，这是我们在加工过程中必须十分注意的问题。

　　在特殊条件下石英还有柯石英，斯石英两种变体。

　　(6)柯石英是石英在冲击波作用下转变为亚稳态的高压相多型体，密度为3.01g/cm3。在镜下为非常细、高折射率的颗粒集合体，约200～1100μm大小，嵌在击变石英玻璃中。单晶很小(～1μm)，呈四面体构架。集合体排列平行于不同方向的平面，重折射率极低。有些集合体为无色、带褐色或接近不透明。在高温状态下不稳定，易转变为鳞石英或方石英。

　　(7)斯石英是石英更致密的高压相多型体，密度为4.35g/cm3，由共用边八面体链组成，具有金红石结构。1961年一位名叫斯季绍夫的前苏联科学家发现，如果二氧化硅处于超高压的状态，那么它的原子相距很近，从而变得极为致密。一立方英寸被压扁的沙子比一立方英寸普通的沙子要重得多。这种被压扁的沙子因此被称为“斯石英”。普通的沙子在超高压的状态下变成为致密的"斯石英"，"斯石英"在自然状态下经历数百万年的反弹，又会恢复为沙子。在实验室里，用摄氏850度的高温把"斯石英"加热30分钟，会变为普通的沙子。

　　斯石英易受冲击热效应破坏，保存量很少，故在镜下通常不易辨别，只能用X射线来鉴别，有5～12条谱线。由于陨石坑附近发现了大量斯石英的存在，所以斯石英可作为鉴别撞击坑的可靠标志，用于验证古代恐龙灭绝的原因之一的"撞击说".

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