硅矿物
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硅矿物二氧化硅(SiO)的任何一种形式2),包括石英,鳞石英,方石英,柯石英超石英,焦石英,玉髓.综合生产了多种硅矿物;一种是keatite。
一般考虑
硅矿物约占26%地壳在重量上仅次于长石矿物丰富。游离二氧化硅以多种晶体形式存在作文与二氧化硅非常接近,硅的重量占46.75%,硅的重量占53.25%氧气.石英是迄今为止最常见的形式。三晶英、方石英和含水二氧化硅矿物蛋白石是不常见的,玻璃状的二氧化硅,钴石和硬闪石只在少数地方报道过。其他几种形式已经在实验室中产生,但尚未在自然界中发现。
物理化学性质
的晶体二氧化硅矿物的结构,除超石英,是由连接的四面体组成的三维阵列,每个四面体由一个硅原子和四个氧原子配位。四面体通常很规则,硅氧键距离为1.61±0.02 Å。主要差异与四面体连杆的几何形状有关,这可能导致硅四面体内的小变形。高压迫使硅原子与六个氧原子配位,在硬辉石结构中产生了几乎规则的八面体。
纯二氧化硅矿物是无色的透明的并具有玻璃般的光泽。它们是电的非导体,具有抗磁性。它们都是坚硬而坚固的,在施加的应力下会发生脆性断裂。
对硅矿物的一些重要物理性质进行了比较表格在晶体品种中,除低三晶和高角晶外,其余均具有较高的对称性。之间存在线性关系比重中列出的值表中各指标的算术平均值折射(测量光速这是在不同的晶体学方向传输)的硅矿物组成的连接四面体。这种关系不适用于硬闪石,因为它不是由硅四面体组成的。黑金云石是值得注意的,因为它在图中位于玻璃状二氧化硅的下方。二氧化硅矿物的比重比自然界中与其相关联的大多数深色硅酸盐矿物的比重要小;一般来说,由于这个原因,颜色较浅的岩石的比重较低。硅矿物不溶于少量的硅矿物可溶性在除氢氟酸外的强酸中,其比重与溶解度有相关性。
阶段 | 对称 | 比重 | 硬度 |
---|---|---|---|
石英(石英) | 六角形;三方晶系的trapezohedral | 2.651 | 7 |
高石英(β石英) | 六角形;六角trapezohedral | 2.53在600摄氏度 | 7 |
低鳞石英 | 单斜吗? | 2.26 | 7 |
高鳞石英 | 斜方晶系的 | 200摄氏度,2.20 | 7吗? |
低方石英 | 正方 | 2.32 | 6 - 7 |
高方石英 | 等角 | 500摄氏度,2.20 | 6 - 7 |
热液石英 | 正方 | 2.50 | ? |
柯石英 | 单斜晶体的 | 2.93 | 7.5 |
超石英 | 正方 | 4.28 | ? |
石英玻璃 | 非晶 | 2.203 | 6 |
蛋白石 | 不晶态的或无定形的 | 1.99 - -2.05 | 5½6½ |
单个二氧化硅矿物
石英
石英在几乎所有类型的火成岩、沉积岩和变质岩中有许多种类。在陨石和一些月球岩石中也发现了它。
石英晶体没有对称中心或对称平面,只有一个晶体学轴(c)垂直于三个极轴(一个)相距120°。极轴的一端与另一端不同;当机械应力施加在这样的轴上时,两端会产生相反的电荷。这导致了重要的应用在电子频率控制和压力仪表以及其他设备。由于缺乏平行于垂直轴的对称平面,石英晶体有两种类型:左撇子或右撇子(镜像性).左手石英的丰度比右手石英的丰度高不到1%。结构四面体螺旋向上通过水晶在平行于c轴。类似地,如果偏振光通过石英晶体沿c-轴方向,平面以每毫米数十度的旋手方向旋转,其量取决于光的波长。此特性用于光学仪器,如单色仪.
要求纯度高晶体对于电子频率的应用已经带动了工业的发展合成方法基于二氧化硅溶解度随温度的差异。营养晶体被放置在一个充满溶液的高压灭菌器的热部分,一个定向的种子晶体没有孪生被放置在较冷的部分。几千克重的晶体可以在几周内生长出来。
石英在化学方面的范围较小作文比大多数其他矿物质含量高,但它通常含有百万分之数十到数百的铝原子代替硅原子,电荷平衡由小原子的结合来维持,如氢,锂,或钠.钛,镁,或铁原子取代硅原子也有报道,但阴离子取代(即取代硅原子)负离子(氧)是有限的,因为四面体的连接被破坏了。
石英的有色品种很多,成因也很多。大多数颜色是由细晶或颗粒状的机械掺入的外加剂产生的石英,但一些粗晶品种,如紫水晶(紫色),黄水晶(黄色),乳白色石英,墨晶或者morion(黑色),或者玫瑰石英,可由离子除了发生在晶体结构中的硅和氧。铁、铝、锰、钛、氢和小碱原子(如锂和钠)重量1%的微小分数,已被证明是造成不同颜色的原因。热处理或在氧化或还原气氛下的各种辐照处理用于将一种颜色品种变成另一种颜色品种。例如,黄水晶通常是通过在250-400°C(482-752°F)下热处理紫水晶而产生的。
石英可能含有其他矿物的包裹体,如金红石(金红石石英),电气石, asbestiform角闪石,或板状矿物,比如云母、氧化铁或亚氯酸盐(砂金石).