水晶如何形成的 水晶形成的因素

水晶是稀有矿物，宝石的一种，石英结晶体，在矿物学上属于石英族。形成水晶的原因有哪些呢?以下是由小编整理关于水晶如何形成的的内容，希望大家喜欢!

水晶形成的原因

基本上，水晶最主要的成份就是二氧化硅(Sio2)，而硅(Silica)也是占地球地壳组成成份约65% 以上的最主要矿物;当二氧化硅结晶完美时就是水晶;而二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩等。

水晶的生长环境可以说是水火交融，多是在地底下、岩洞中，需要有丰富的地下水来源，地下水又多含有饱和的二氧化硅，同时此中的压力约需在大气压力下的二倍至三倍左右，温度则需在550-600℃间，再给予适当时间，水晶就会依着“六方晶系”(Hexagonal System)的自然法则，而结晶成六方柱状的水晶了。通常，在人为控制的理想环境当中，即是物理、化学条件都符合上述条件的状况下，水晶的生长速度约是每天0.8毫米(MM)。这也是许多人造水晶的实验室、工厂的标准生产速度。由此所培养出来的水晶，就是所谓的“人造水晶”(Synthetic Quartz)，通常多切割为芯片(Chips)供作电子、计算机、通讯工业用途;也有人称为“养晶”(Cultivated Quartz, Cultured Quatrtz)，虽是使用不同的名词，其实讲的是相同的东西。一般，工业用途的人造水晶，其厚度约需三公分左右，即30MM，需要约40 天左右的时间来成长;若要供作珠宝业来磨成十公分(100MM)以上的水晶球，通常约需120～180 天也就够了。但是，这都是在人为控制下最理想的环境中，才有可能有这种速度，在自然界中，情形就没有这么乐观，因为原料、水质、温度、压力等等的条件一直在变化当中，很难得达到理想状况，通常都需要数万倍、或是数百万倍的时间，才能达到相同的成长。这也是为什么“地质年龄”动辄以“百万年”为计算基数，也是天然水晶(Natural Crystal)之所以珍贵之处。

正常的水晶在生长时，多可以发现和柱形尖端轴线平行的生长纹(Growth Lines)。由于在地底、岩洞中的生长空间多狭窄，尤其在遇到地震时，或地壳变动时，甚至容易遭到其它矿石的挤压，常常会压迫产生不同的「晶面」。结晶完美的水晶晶体属六方晶系，常呈六棱柱状，柱体为一头尖或两头尖，多条长柱体连结在一块，通称晶族，柱面有横纹，透明，根据颜色可分为无色的水晶、紫晶、黄晶、烟晶、绿水晶及粉红色的芙蓉石等, 绝大部分是白色透明，其他少量带色的是由于矿物在自然形成过程中含有微少的其它金属如铁、铜、钴、镁、锰、镍等的氧化物渗入所致。还有，当水晶还是在液态状的时候，常常也会包覆着其它的矿石、泥灰一起结晶成长，如金红石(稍后变成发晶,石英猫眼)、火山泥灰(稍后变成幻影水晶)、云母、长石、方解石、电气石等等,同时不可避免会有一些气液包体(俗称“棉”)和内裂(俗称”交”或”冰裂”)。所有的这些，都是自然的一部份，请不要视为瑕疵。

水晶的性质

光学性质

颜色：无色，浅至深的紫色，浅黄、中至深黄色，浅至深褐、棕色，绿至黄绿色，浅至中粉红。

紫水晶：浅至深的紫色。

黄水晶：浅黄、中至深黄色。

蓝水晶：淡蓝、暗蓝色。几乎所有的蓝色水晶都是人工合成的。

烟晶：浅至深褐、棕色。由于成分中Al3+替换了Si4+，受辐照后产生[AlO4]4-色心。

绿水晶：绿至黄绿色。颜色形成与Fe2+有关，市场上几乎不存在天然形成的绿色水晶，通常是紫水晶在加热成黄水晶的过程中形成的一种中间产物。

芙蓉石：浅至中粉红，色调较浅。通常因含有微量的钛(Ti)元素而呈粉红色。可具有透射星光效应。

发晶：无色、浅黄、浅褐等，可因含金红石常呈金黄、褐红等色，含电气石常呈灰黑色;含阳起石而呈灰绿色。

光泽：玻璃光泽。断口处为油脂光泽。光泽，指宝石表面对光线反射的一种光学性质。观察水晶的光泽，可用手握着它，以灯光或窗户投进来的光线看表面反射，透明水晶亮度与光泽强弱有关。

透明度：水晶透明度与透过它的光的质与量有关。光线透明过厚度为1厘米以上的水晶碎片或薄片时，可以清晰地看到映出的图像。如果底像不够清楚，仅见轮廓，那便是半透明。

折射率(RI)：1.544-1.553，几乎不超出此范围。(折射率，是当光由空气中透入宝石晶体，并产生折射现象，其入射角正弦与折射角正弦之比值。)

双折率(DR)：0.009(最大)，此值非常稳定。

色散值：0.013。色散是说宝石的折射率随照明光的不同而有一定的变化。例如钻石对红光折射为2.405;对绿光为2.427;紫光为2.449。

光性：一轴晶正光性。正交偏光下所看到的一轴晶干涉图是独特的，其黑十字臂未达中心，形成中空的图案，俗称牛眼干涉图。中心部分通常为淡绿色或淡粉色。

多色性:无色水晶没有多色性。有色水晶有弱到强的多色性.表现为体色的不同深浅。

力学性质

解理：无解理。所谓解理是指矿物被打击时，沿一定方向有规则地裂开形成光滑平面的性质。根据解理的程度可以分为五类：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和无解理，水晶属于无解理。

断口：贝壳状。断口也叫破口。它是指矿物被打击后产生不规则的破裂，破裂裂面凹凸不平称为断口。根据断口的形状可分为贝壳状和锯齿状。

硬度：摩氏硬度7，为摩氏硬度，相当于钢锉一般坚硬。1824年，一位叫弗里希.摩斯的奥地利矿物学家，从许多矿物中抽出10个品种，经过科学实验测出它们的相对硬度，由此得出水晶硬度为摩氏7。尽管后来美国国家标准局使用、推广更科学的诺普硬度测试器，但世界上许多国家的珠宝商，仍习惯于摩氏硬度表。

密度(比重SG)：2.66(0.03，0.02)g/cm3。这意味着一定体积水晶的重量，是相同体积水的重量的2.56-2.66倍。块状变种水晶密度可能稍高些。

压电性：水晶晶体受到压力时会产生电荷;反之，受到电压作用时，晶体会产生频率很高的振动。水晶具有可使压力与电荷相互转移的性能，称压电性。

条痕颜色：无色。矿物粉末的颜色叫条痕。它可以消除假色，减弱他色，保留自色，是比矿物的颜色更为可靠的鉴定特征之一。

熔点：水晶熔点为1713℃。其受热易碎的特性，是在实验时发现的。将水晶放在喷焰器的烈焰燃烤，除非有很好的保护，且慢慢冷却，否则晶体容易碎裂。这一脾性，古人已摸透。

各种水晶的成因

天然水晶

天然水晶是在自然条件下形成的，生长在地壳深处，通常都要经历火山和地震等剧烈的地壳运动才能形成。天然水晶属于矿产资源，非常稀有和珍贵，属于宝石之一。

合成水晶

合成水晶是也叫再生水晶是一种单晶体，亦称合成水晶、压电水晶。再生水晶是采用水热结晶法“模仿天然水晶的生长过程”，把天然硅矿石和一些化学物质放在高压釜内，经过1-3个月时间(对不同晶体而言)逐渐培养而成。它在化学成分、分子结构、光学性能、机械、电气性质方面与天然水晶完全相同，而双折射及偏振性等方面，再生水晶比天然水晶更纯净，色泽性更好。经过加工(割、磨、抛)后得到各种形状的颗粒晶莹透亮，光彩夺目，并且耐磨，耐腐蚀。

熔融水晶

市场上有很多人把熔炼水晶也叫做合成水晶，那是不准确的，一般都是以水晶废料为原料在高温高压下熔炼出来的，而不是结晶成的，不具备水晶的晶体特性，所以不能把熔炼水晶与合成水晶混为一谈;但是熔炼水晶耐高温，用优质二氧化硅熔炼成的熔炼水晶可以做成实用产品比如水晶杯、烤盘、茶具等，实际上一代伟人毛泽东主席的水晶棺就是选用东海优质水晶熔炼而成的。

K9玻璃仿水晶

还有人把K9玻璃也叫做合成水晶，那就更不对了，K9玻璃虽然有是用二氧化硅为主要原料熔炼而成的，但是熔炼过程中加进了3~4%的铅，实际上就是水晶玻璃;为什么要加铅呢?一般玻璃发蓝或者发绿，看起来不象水晶，但是加铅之后玻璃的白度很高，看起来非常象水晶，尤其含3~4%的K9玻璃最象水晶，所以称K9玻璃为仿水晶比较恰当。