中國粉體網(wǎng)訊  石英族礦物是指由石英及化學(xué)組成與之相同或緊密有關(guān)的礦物所組成的一族氧化物礦物。在自然界中最為常見，包括二氧化硅的各種天然同質(zhì)多種變體，天然的二氧化硅玻璃及含水二氧化硅，總計(jì)達(dá)到12種礦物。

石英的化學(xué)式為SiO₂，地球內(nèi)部SiO₂的含量隨深度的增加逐漸減少，地球表面SiO₂的含量在78Wt%以上，整個(gè)地殼中SiO₂的含量在60Wt%以上，上地幔中SiO₂的含量約為45Wt%。在地殼中，SiO₂多以石英礦物的形式存在，常見的有水晶、瑪瑙、砂巖、蛋白石、玉髓、燧石等，在地幔中主要以硅酸鹽礦物的形式存在，如橄欖石、斜方石等。

我們平常所說的石英通常專指低溫石英（α-石英），是本族礦物中分布最廣和最重要的一個(gè)礦物種，其摩氏硬度（相對硬度）為7。廣義的石英則同時(shí)包括高溫石英（β-石英）在內(nèi)。

鱗石英、方石英

石英有多種同質(zhì)變體，常壓下有七種晶型：α-石英、β-石英、α-鱗石英、β1-鱗石英、β-鱗石英、α-方石英和β-方石英，它們之間的常壓轉(zhuǎn)變溫度如圖所示。其中β-型表示高溫下穩(wěn)定存在的晶型，α-型表示低溫下穩(wěn)定存在的晶型。

常壓高溫下石英各晶型的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變關(guān)系

鱗石英有低、中、高溫變體，分別稱為低溫鱗石英（α-鱗石英）、中溫鱗石英（β1-鱗石英）和高溫鱗石英（β-鱗石英）。高溫鱗石英一般呈細(xì)小的六方薄板狀或鱗片狀晶體產(chǎn)出，輪輻狀的貫穿三連晶常見。通常產(chǎn)于火山巖中，也見于石隕石和月巖中。常溫常壓下均已轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏伧[石英或低溫石英。天然的低溫鱗石英晶體均呈高溫鱗石英的副相。無色或白色，玻璃光澤，貝殼狀斷口。

(圖片來源：網(wǎng)絡(luò))

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柯石英、斯石英

在高壓下石英也有多種變體，柯石英是石英的第一個(gè)高壓變體。Coes于1953年在實(shí)驗(yàn)室中以硅酸鈉和磷酸氫二銨的混合物為初始原料首次合成出柯石英，合成條件為3.5GPa和750℃，處理時(shí)間為15h�？率�英屬單斜晶系，密度為3.01g/cm³。

1960年，美籍華裔礦物學(xué)者趙景德在美國亞利桑那州Meteor隕石坑中首次發(fā)現(xiàn)天然柯石英；1984年，Chopin和Smith分別在西阿爾卑斯的變質(zhì)沉積巖和挪威西部片麻巖區(qū)高壓榴輝巖中發(fā)現(xiàn)天然柯石英，接著地質(zhì)學(xué)家們又相繼發(fā)現(xiàn)了多個(gè)有柯石英或其假相存在的超高壓變質(zhì)地帶。后來，柯石英是公認(rèn)的標(biāo)志性壓力指示礦物之一。

斯石英是石英的第二個(gè)高壓變體，密度為4.35g/cm³，結(jié)構(gòu)為四方相。1962年，斯石英由前蘇聯(lián)學(xué)者C.M.斯季紹夫和C.B.波波娃首次合成，合成條件為12.5GPa和1200-1400℃，同年趙景德等便在Meteor隕石坑中發(fā)現(xiàn)了天然斯石英。后來，在原子彈坑內(nèi)也有人發(fā)現(xiàn)了斯石英，這是高壓沖擊變質(zhì)作用的產(chǎn)物。

石英在高溫高壓 P-T 相圖

柯石英是硅原子成四次配位的SiO₂各同質(zhì)多相中結(jié)構(gòu)最緊密的一種變體。斯石英則結(jié)晶成金紅石型結(jié)構(gòu)，是SiO₂的所有同質(zhì)多相中硅原子具有六次配位的唯一變體，其結(jié)構(gòu)的緊密程度比柯石英還高46%，故亦稱高密石英。

焦石英、蛋白石

焦石英是天然熔凝的非晶質(zhì)高二氧化硅玻璃。它是由于閃電電擊或隕石撞擊時(shí)產(chǎn)生的高溫使石英熔融，然后急速冷卻而形成的天然石英玻璃。由閃電電擊形成的常具管狀或棒狀結(jié)構(gòu)，稱為硅管石。有人將由巖漿噴發(fā)急速冷凝而成的火山玻璃也歸屬于焦石英，但它們的SiO₂含量一般都在80%以下。

蛋白石是一種成分為含水二氧化硅(SiO₂·nH₂O)的非晶質(zhì)或超顯微隱晶質(zhì)礦物。

附：石英族的主要礦物及其特性

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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