石英族
岩石里的杰出青年


文章出自:博物 2016年第05期 作者: 杨帅斌 

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提起石英的大名,几乎无人不知,无人不晓。它们既能组成坚固岩石的一分子,又能化为细碎的砂粒,散布在地面和海滩;不但质地坚硬、化学性质稳定,还能形成华丽的水晶招摇过市……石中之英,名不虚传。
玻利维亚出产的紫水晶。

岩石里无处不在

2氧 1硅,是矿物中最简单的组合之一,这对组合的结晶就是石英。在地壳中,石英族矿物所占的比重达到12.6%,而且几乎在各种地质作用下都能形成,是组成岩石的七大“造岩矿物”之一。

在岩浆冷却后形成的岩浆岩中,石英族矿物的含量尤为丰富。地质学家就是根据石英含量的高低,给岩浆岩分类的。比如石英含量超过65%的岩浆岩,就称为酸性岩浆岩,著名的花岗岩就属于这一类。一般来说,岩浆冷却得越缓慢,就越有机会在岩石中“结”出较大的石英晶体。而快速冷却形成的岩浆岩,来不及充分结晶,里面的石英往往就以小颗粒、甚至肉眼看不见的“隐晶质”形式存在。

由于石英族矿物的化学性质稳定,因此在岩浆岩历经侵蚀、搬运和沉积而成的沉积岩,或是经过变质作用后形成的变质岩里,石英也能保持“英杰”本色:就算被磨成碎屑,依然还是做自己,而较少产生化学变化并变成其他矿物。在沉积岩中的石英砂岩、变质岩中的石英岩中,石英含量分别达到90%和85%以上。

英格兰海岸边的石英矿脉。在岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类岩石中,石英都是最常见的矿物之一。
石英族矿物最常见的是α-石英,晶体一般是六棱柱,两端则接近六棱锥型,侧面的横纹是辨别它的重要标志(上图)。而微观下的石英晶体,都是以硅原子为中心,每4个氧原子“包围”1个硅原子,形成可以无限延展的四面体构架。下图为石英晶体最基本的构架。

二氧化硅清一色

石英族矿物的每一个硅原子,都被四个氧原子包围成一个四面体,称作“硅氧四面体”。四个顶角上的氧原子,同时也是别的硅氧四面体的顶角,将两个四面体连接在一起,形成牢固的三维架状结构。所以石英的硬度高、化学性质稳定。

责任编辑 / 董子凡 杨帅斌 

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