关于石英族矿物介绍

[拼音]：shiyingzu kuangwu

[外文]：minerals of quartz group

由石英及化学组成与之相同或紧密有关的矿物种所组成的一族氧化物矿物。包括SiO2的各种天然同质多象变体，天然的二氧化硅玻璃及含水二氧化硅，共12种矿物（见表）。

在SiO2的各种天然同质多象体变体中，除斯石英外，它们的晶体结构中的每个硅离子均被 4个氧离子所包围，构成硅氧四面体,4个氧离子的中心分别位于四面体的四个角顶上;而每一硅氧四面体均分别与相邻的4个四面体各公用一个角顶(即公有角顶上的氧离子)，从而相互连接成三维的架状结构。不同的变体间仅在硅氧四面体排布的方式和紧密程度上存在着或大或小的差异。它们的热力学稳定范围如表及图所示。其中石英、鳞石英及方石英各自的高（中）、低温变体间，同质多象转变均不涉及晶体结构中键的破裂与重建，转变过程迅速而且是可逆的。但石英与鳞石英间及鳞石英与方石英间的转变，都涉及键的破裂和重建，其过程相当缓慢；而且降温时，往往过冷却而不发生转变，继续以准稳定状态存在，直到最后转变为本身的低温变体。此外，随着晶体结构中类质同象混入物或无序度的增高，各变体相互间的转变温度和压力都可有幅度不等的变化。

石英

通常专指低温石英，是本族矿物中分布最广和最重要的一个矿物种。广义的石英则同时包括高温石英在内。

鳞石英

有低、中、高温变体，分别称为低温鳞石英（α-鳞石英）、中温鳞石英（β1-鳞石英）和高温鳞石英（β2-鳞石英）（见上表）。高温鳞石英一般呈细小的六方薄板状或鳞片状晶体产出，轮辐状的贯穿三连晶常见。通常产于火山岩中，也见于石陨石和月岩中。常温常压下均已转变为低温鳞石英或低温石英。天然的低温鳞石英晶体均呈高温鳞石英的副象。无色或白色，玻璃光泽。摩斯硬度7,贝壳状断口。

方石英

旧称方英石、白硅石。有高、低温变体，分别称为高温方石英（β-方石英）和低温方石英（α -方石英）。黑方石英是另外一种独立的变体，不包括在方石英之内，很少见。高温方石英通常以细小的八面体骸晶或粗纤维状球粒产于酸性熔岩中。常温常压下转变为低温方石英或低温石英。低温方石英呈白或乳白色，玻璃光泽。摩斯硬度 6.5。由高温变体转变而来的具高温方石英的副象；在较低温度下直接结晶形成的，一般成隐晶质纤维状集合体产出。

柯石英和斯石英

SiO2的两种天然高压同质多象变体,但斯石英形成时的压力比柯石英更高(见上表)。柯石英是硅原子成四次配位的 SiO2各同质多象中结构最紧密的一种变体；斯石英则结晶成金红石型结构，是SiO2的所有同质多象中硅原子具有六次配位的唯一变体,其结构的紧密程度比柯石英还高46%，故亦称高密石英。柯石英亦称单斜石英。通常呈小于 5微米的粒状产出。无色透明，玻璃光泽。无解理，摩斯硬度约为8。在5％的冷氢氟酸中近于不溶，但易溶于热浓氢氟酸中。斯石英以小于微米尺寸的柱状集合体产出。浅灰色，玻璃光泽，无解理，摩斯硬度约相当于8.4～9。抵抗氢氟酸溶蚀的能力远比柯石英强。

1953年，L.Jr.科斯首先在大约 35×108Pa和500～800℃的条件下人工合成了柯石英。1960年,美籍华裔矿物学家赵景德在美国亚利桑那州“流星”陨石坑内的石英砂岩中首次发现了天然产出的柯石英。1962年，前苏联学者C.M.斯季绍夫和C.B.波波娃在125×108Pa和1200～1400℃的条件下人工合成了斯石英。同年不久，赵景德等人便在“流星”陨石坑中首次发现了与石英及柯石英、焦石英伴生的天然斯石英。形成柯石英和斯石英的压力下限分别是 19×108Pa和76×108Pa。天然产出的斯石英只见于陨石坑内的含石英岩石中，它是在陨石超高速冲击地壳时所产生的瞬间巨大压力下由石英转变而成。柯石英除在陨石坑中出现以外,在榴辉岩中也已发现,后者是在地下深处形成的。按推算，在距地表超过 400～500公里的更深处，还可有斯石英存在。

柯石英和斯石英的出现，可作为所赋存的岩石曾处于很高压力条件下的可靠标志；特别是在陷坑中出现时，更可作为陨石撞击起源的有力证据。它们的陨石冲击成因，提出了由冲击负荷来人工制备其他物质的高压同质多象变体的现实可能性；同时还开拓了冲击负荷超高压实验的领域。

焦石英

天然熔凝的非晶质高二氧化硅玻璃。它是由于闪电电击或陨石撞击时产生的高温,使石英熔融,然后急速冷却而形成的天然石英玻璃。由闪电电击形成的常具管状或棒状结构,称为硅管石。有人将由岩浆喷发急速冷凝而成的火山玻璃也归属于焦石英，但它们的SiO2含量一般都在80％以下。

蛋白石

一种成分为含水二氧化硅 (SiO2·nH2O)的非晶质或超显微隐晶质矿物。

参考书目

1. 罗谷风：石英族矿物的某些结晶学性质与其成因特征，《结晶学及矿物学教学参考文集》，地质出版社，北京，1983。
2. C.Frondel,Dana's System of Mineralogy,7th ed.,Vol. Ⅲ, John Wiley & Sons, Inc., New York and London,1962.
3. W.A.Deer,R.A.Howie and J.Zussman,Rock-For-MingMinerals,Vol.4,Longmans,London,1963.