二氧化硅矿物质,任何形式的二氧化硅(SiO 2),包括石英,鳞石英,方石英,堇青石,辉石,水辉石和玉髓。人工合成了各种二氧化硅矿物。一种是辉石。
一般注意事项
二氧化硅矿物按重量计约占地壳的26%,在矿物丰度方面仅次于长石。游离二氧化硅以许多晶体形式存在,其组成与二氧化硅非常接近,其中硅占46.75%(重量),氧占53.25%。迄今为止,石英是最常见的形式。鳞石英,方石英和含水二氧化硅矿物蛋白石并不常见,并且仅在少数地方报道了玻璃状(玻璃状)二氧化硅,堇青石和辉石。实验室还生产了其他几种形式,但自然界中尚未发现。
物理和化学特性
除硅锰矿外,二氧化硅矿物的晶体结构是连接的四面体的三维阵列,每个四面体均由一个由四个氧原子配位的硅原子组成。四面体通常很规则,硅-氧键的距离为1.61±0.02。主要差异与四面体键的几何形状有关,这可能会导致二氧化硅四面体内部发生小的变形。高压迫使硅原子与六个氧原子配位,从而在水辉石结构中产生几乎规则的八面体。
纯净的二氧化硅矿物是无色透明的,具有玻璃光泽。它们是电的非导体并且是反磁性的。它们都坚硬而坚固,并在施加应力的情况下因脆性断裂而失效。
表中比较了二氧化硅矿物的一些重要物理性能。除低鳞石英和堇青石外(在晶体变种中),所有晶体都具有较高的对称性。在表中列出的比重值与由连接四面体组成的二氧化硅矿物的折射率的算术平均值(沿不同晶体学方向透射的光速的度量)之间存在线性关系。由于它不是由二氧化硅四面体组成的,因此这种关系不会扩展到辉石。黑色素石是值得注意的,因为它在图形上的玻璃二氧化硅下方标绘。二氧化硅矿物的比重小于自然界与之相关的大多数深色硅酸盐矿物的比重。通常,由于这个原因,浅色的岩石具有较低的比重。二氧化硅矿物不溶于或难溶于强酸(氢氟酸除外),在氢氟酸中,比重和溶解度之间存在相关性。
二氧化硅矿物的一些物理性质
相 | 对称 | 比重 | 硬度 |
---|---|---|---|
石英(阿尔法石英) | 六角形 三角梯形 | 2.651 | 7 |
高石英(β石英) | 六角形 六角形梯形 | 2.53在600摄氏度 | 7 |
低鳞dy | 单斜? | 2.26 | 7 |
高鳞dy | 斜方晶 | 在200摄氏度下为2.20 | 7? |
低方英石 | 四方的 | 2.32 | 6–7 |
高方石英 | 等距 | 在500摄氏度下为2.20 | 6–7 |
辉光岩 | 四方的 | 2.50 | ? |
硬石膏 | 单斜 | 2.93 | 7.5 |
菱沸石 | 四方的 | 4.28 | ? |
石英玻璃 | 无定形的 | 2.203 | 6 |
蛋白石 | 结晶性差或无定形 | 1.99–2.05 | 5½–6½ |