起源与发生

而且氧气最丰富的两种元素在里面吗地球的在地壳中,它们主要以硅酸盐矿物的形式与其他元素结合存在。免费的(SiO2)显示为矿物在结晶岩浆只有当SiO的相对丰度2超过了所有其他可以形成硅酸盐的阳离子。因此,二氧化硅矿物只出现在含硅量超过47%的岩浆中2并且与低阳离子的矿物不相容:硅比-如橄榄石霞石,或白榴石.玄武质和碱性火成岩岩浆因此只能结晶少量的二氧化硅矿物,有时甚至不产生。这种岩石释放的气体可以溶解然而,二氧化硅组分在冷却后析出二氧化硅矿物。岩浆中石英矿物的结晶量随着岩浆中硅含量的增加而增加,在一些花岗岩和流纹岩中达到40%。

二氧化硅矿物的溶解度

二氧化硅矿物在自然溶液和气体中的溶解度是非常重要的。所有二氧化硅矿物的溶解度都随温度和压力的增加而有规律地增加,但在340-550℃和0-600 bar范围内,由于物理状态的变化而发生逆行溶解度.在OH等阴离子的存在下,二氧化硅的溶解度增加-和有限公司2 -/3.,与它形成化学络合物。

石英是最少的可溶性二氧化硅在室温下的形态。在纯水中,它在25°C的溶解度约为百万分之6石英玻璃至少大10倍。典型的温带水中含有百万分之十四的二氧化硅,每年有大量的二氧化硅从风化岩石和土壤中以溶液的形式被带走。在许多气候条件下,这样去除的量可能相当于机械运输的量。移动中溶解的二氧化硅地下水可以部分填充空心球体和沉淀晶体形成晶洞玉石,也可能将松散的沙粒粘合在一起,形成结核和结核,甚至整个沉积层砂岩,其中,当所有孔隙空间被选择性溶液和附近消除沉积在变质过程中,形成坚硬、无孔隙石英岩

从冷却的火成岩或深层裂缝中逸出的气体或溶液通常含有饱和的二氧化硅和其他物质化合物当它们冷却时,石英沿着通道沉淀形成脉状。它可能是细粒的(如玉髓),块状颗粒,或大至数十吨的粗晶体。大多数是天然无色石英晶体。”水晶,都是这样形成的。

加热的含硅溶液出现在表面导致快速冷却和络合阴离子的损失。细粒二氧化硅的快速沉淀导致形成硅质烧结或硅辉岩,如在猛犸温泉黄石国家公园在西方美国

石英具有较强的机械抗性惰性在温带和寒冷气候下岩石风化过程中的化学反应。因此,它在河流、湖泊和海滩沉积物中变得丰富,这些沉积物通常含有超过一半的石英。有些地层在横向距离上几乎完全由石英组成,厚度达数十米或数百米。被称为玻璃砂,这些地层是玻璃和化学工业中二氧化硅的重要经济来源。含石英地层在变质地形中丰富。自由二氧化硅与复杂硅酸盐的再结合以及二氧化硅的溶解和再沉积是这种地形的特征。

相图

在二氧化硅矿物的稳定性压力-温度场图中,没有显示酮铁矿、黑云母、蛋白石的低级形式鳞石英而且方石英因为它们还没有被证明。石英是二氧化硅在物理条件下的稳定相占了上风覆盖了大部分地壳Coesite存在于地球地幔深处约100公里(60英里)处。硬闪石需要更大的埋藏深度,而地面上没有任何岩石被埋得如此之深。石闪石仅在少数受到陨石撞击事件高压影响的地区有报道。

使用

石英是唯一的天然二氧化硅矿物大量使用;许多行业每年消耗数百万吨。沙子是混凝土和砂浆的基本成分,大部分是石英砂岩而且石英岩用作建筑石头破碎的砂岩和石英岩用于公路和铁路建设,屋顶颗粒和抛石侵蚀-控制河道衬砌。石英坚硬(莫氏等级为7级),不易断裂,因为它不易解理。这些属性,结合由于其现成的可用性,导致其用作砂纸磨料和喷砂;用于抛光和切割玻璃、石材和金属;还可以在楼梯、街道和轨道上提供牵引。大量相对纯净的石英被用于耐火材料产品绝缘等耐火砖铸造模具和电气绝缘体,因为它的熔化温度高,膨胀系数低,惰性的高温形式的二氧化硅,和低成本的组合。

相对纯净的石英需要大量作为原料玻璃而且制造。高纯度石英被熔炼成优质的化学和光学产品玻璃其中一个或多个可取的性质的低热膨胀, high-shape稳定弹性、低溶解度以及对各种光的透明度可以证明所涉及的大幅增加的成本是合理的。纤维对于精密仪器,如天平,电流计,重力仪.成吨的各种质量的石英被用作工艺的原材料,而二氧化硅不是最终产品。这些包括生产水的玻璃或硅酸钠,各种溶胶——液体中非常细的固体分散体——用作疏水(拒水)涂层,有机硅酸盐和硅酮,碳化硅,硅金属,熔炼通量,逐渐接近冶金

石英及其品种自古以来就被用作半宝石、观赏石和收藏家的物品。珍贵的蛋白石是一种含水的二氧化硅,自罗马时代以来一直是一种宝石。

大卫·b·斯图尔特 威廉·b·西蒙斯