α -石英介绍

α -石英(低温石英) 和 β -石英(高温石英) 是 SiO 2 的两种同质多像变体。 β 石英在 573～870° C 范围内稳定, 低于 537° C 将转变为 α -石英。 因此， 自然界所见的石英是往往是 α -石英。 通常未加特别说明的“石英” ， 即指 α -石英。 

【化学组成】 化学成分较纯， 但石英中常含不同数量的气态、 液态和固态物质的机械混入物。 

【晶体结构】 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 ］ 四面体以角顶相联平行于 c 轴呈线状分布。 并有左右旋之分， 即 c 轴为 3 1 或 3 2 。 结构上的左、 右旋与形态上的左、右形沿用习惯相反(图 Y-16) ， 即右形晶体在结构上是左旋的， 而左形晶体在结构上则是右旋的。 六方柱: m{10 1 0} ； 菱面体: r{10 1 1} , z{01 1 1} ； 三方双 s. {11 2 1} ； 三方偏面体: x{51 6 1} (右形) 、 {6 1 5 1} (左形)

【形态】 常见完好晶形， 呈六方柱{10 1 0} 和菱面体{10 1 1} 、 {01 1 1} 等单形所成之聚形。 柱面上常具横纹（图 Y-17）。 有时还出现三方双锥{11 2 1} 和三方偏方面体{51 6 1} (右形) 、 {6 1 5 1} (左形) 。 α 石英的左形晶和右形晶的区别, 其识别标志是根据三方偏方面体所在的位置来决定, 如果三方偏方面体位于柱面{10 1 0} 的右上角, 单形符号为{51 6 1} 者, 是为右形晶, 位于柱面的左上角, 单形符号为{6 1 5 1} 者, 是为左形晶。 α 石英常出现双晶, 正确鉴别它具有实用意义, 因为双晶的存在直接影响到石英的用途。

最常见的双晶有道芬双晶和巴西双晶（图 Y-18）。 这两种双晶, 从外形上看, 与单晶体极为类似。 道芬双晶以 c 轴为双晶轴, 由两个右形晶或两个左形晶组成的贯穿双晶; 巴西双晶是以(11 2 0) 为双晶面, 由一个左形晶和一个右形晶组成的贯穿双晶, 这些双晶可依据 x 面(三方偏方面体) 的分布来确定。 因为单晶上的 x面是绕 c 轴每隔 120° 出现一次的, 如果每隔 60° 就出现一次, 则一定是道芬双晶。 此时构成双晶的两个单晶均为左形晶的话, 则为左旋道芬双晶(见图 Y-18(a) ) ； 均为右形晶时, 则为右旋道芬双晶。 在理想情况下若两个 x 面成左右反映关系对称分布, 则说明它是由一个左形晶与一个右形晶贯穿而成, 应为巴西双晶(见图 Y-18(b) ) 。 另外, 双晶的缝合线, 在道芬双晶上一般是曲线, 而在巴西双晶上一般是折线, 如果将石英晶体垂直它的 c 轴切开, 把断面磨光, 并用氢氟酸腐蚀, 擦干后观察断面上反光, 如有双晶存在, 即可看到蚀像的双晶花纹。 道芬双晶的蚀像花纹一般呈弯曲的岛屿状, 而巴西双晶则为复杂的折线图案。 另外， 也可直接用晶面蚀像花纹来区别： 在缝合线两边的同一柱面上的蚀像坑方位不一样， 如果两边蚀像坑之间存在二次轴， 则为道芬双晶， 如果两边蚀坑之间存在对称面， 则为巴西双晶。 道芬双晶两个个体的偏光面旋转方向是相同的, 或是左旋或右旋, 因此仍可用作光学材料, 但在压电材料上是无用的, 又称电双晶； 巴西双晶既不能作压电材料, 又不能用作光学材料, 又称光双晶。此外, 偶尔还见有以(11 2 2) 为双晶面, 二单体沿 c 轴成 84° 33′ 彼此斜交的日本双晶(图 Y-19) 。 集合体呈晶簇状、 梳状、 粒状、 致密块状。 隐晶质集合体呈壳状、 肾状、 鲕状、 球状时称石髓或玉髓(chalcedon) ，呈瘤状者称燧石(chert) ， 具同心带状， 构造由多色的石髓成层平行排列称为玛瑙(agate) 。 

【物理性质】 颜色多种多样， 常为无色、 乳白色、 灰色。 因含各种杂质， 颜色各异， 而有以下异种：水晶(rock crystal) ： 无色透明。 紫水晶(amethyst) ： 紫色透明或半透明， 加热可脱色。 呈色原因可能是 Fe

3+ 代 Si 引起。 蔷薇石英(rosequartz) ： 浅玫瑰色， 致密半透明。 呈色原因可能是 Al3+ 、 Ti 4+ 代替 Si 引起。 烟水晶(smoky quartz) ： 烟色或褐色透明异种。 呈色原因是在辐射线作用下， Si 被 Al 代替使四面体产生顺磁中心缺失引起。 颜色进一

步加深就成了墨晶（black quartz） 黄水晶(citrine) ： 金黄色或柠檬黄色。 呈色原因可能是含 Fe2+ 所致。 乳石英（milky quartz）： 乳白色， 半透明。 因含细分散气、 液包体及微细裂隙而致。 因含固态包裹体而染色者， 有以下异种： 葱绿石髓： 含绿色针状阳起石包裹体， 呈浅绿色。 砂金石： 含云母、 赤铁矿等细小包裹体， 呈浅黄或褐红色。猫眼石、 虎眼石、 鹰眼石： 呈各种不同深浅的色调， 具丝绢光泽， 似猫眼石、 虎眼(黄褐色) 或鹰眼(蓝绿色) ， 都是由于石英交代纤维石棉所致。 碧玉： 呈红、 黄褐、 绿色不透明的致密块体。 血玉髓(又名血滴石、 血石、 鸡血石) ： 绿色石髓碧玉， 内含红色斑点。 玻璃光泽； 断口油脂光泽。 无解理， 贝壳状断口。 硬度 7。 相对密度 2. 65。 具压电性。 

【成因及产状】 α 石英在自然界分布极广, 是许多火成岩、 沉积岩和变质岩的主要造岩矿物 α 石英又是花岗伟晶岩脉和大多数热液脉的主要矿物成分。 在伟晶脉晶洞和变质岩系中的石英脉内, α 石英则是天然压电水晶的重要来源。 有些石英的亚种往往有着一定的形成条件或特定的产状。 如烟水晶只能在较高的温度下形成； 紫水晶形成于相当低的温度和压力条件下； 蔷薇石英总是呈块状产于伟晶岩脉的核心部位；玛瑙为低温热液的胶体成因产物, 主要产于喷出岩的孔洞中。 　

【鉴定特征】 α 石英以其晶形, 无解理, 贝壳状断口, 硬度为特征。 　

【主要用途】 用途很广。 晶体中没有任何包裹体、 无双晶或裂缝的部分(不小于 6mm×6mm× 6mm)用作压电材料,用于制作石英谐振器(如石英手表)。 此外， 水晶还是重要的光学材料,它对光谱的红外和紫外部分也有良好的透明性,用以制作光谱棱镜、 透镜及其它光学材料装置。 玛瑙、 紫水晶、 蔷薇石英等可作宝玉石材料。 色泽差的玛瑙和石髓用于制作研磨器具。 较纯净的一般石英则大量用作玻璃原料,研磨材料,硅质耐火材料及瓷器配料。