第9章 水晶

作者:付艾琳

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类型:社科·自然

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更新时间:2019-10-06 09:31

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本章字节:6582字

“四海翻腾云水怒,五洲振荡风雷击”,生长在伟晶岩矿床和热液矿床上的水晶,在当今科技飞速发展的今天,既是相当名贵的工艺品的原型,又是科技腾飞所不可或缺的新型材料,当然价格不菲。天然的水晶,是它的母体二氧化硅与地球内部熔岩搏斗的产物,记载了地球内部的科学。


水晶的英文名称为rockcrysal,别名晶石、水晶石,是一种无色透明的石英结晶体矿物。它的主要化学成分是二氧化硅,跟普通砂子可以说是同一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶;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。


水晶之美


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,美丽而壮观。除了常见的长柱状外,还有似宝剑形,有的若板状,有的如短柱形,有的像双锥。有的小如手指,有的大如巨石;有的不足半两,有的重达300多公斤。结晶完好的水晶,常有好的平行脊的人字形断口;在紫晶和热处理的黄晶中,多呈不平坦到薄片状破口。


水晶透明度与透过它的光的质与量有关。透明标准为: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。如是底像不够清楚,仅见轮廓,那便中半透明。水晶既不像星光蓝宝石和星光宝石那样反射出绮丽的星光形条纹,又不像月光石那样发出淡蓝色波形光彩,更不像乘欧泊石那样闪烁着五颜六色。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。水晶无论在抛光面上还是在破口都会闪出玻璃般的光泽。水晶是一种怕碱不怕酸(当然氢氟酸除外),这是由于氧化硅特性所决定的。像玛瑙一类宝石,当受热、摩擦、吹气或受打击时,往往散发一种特殊气味,使人联想到大蒜、马肉、萝卜、松香味儿,然而,水晶在上述情况下,绝无异味。


水晶的化学成分及性质:


水晶的化学式为sio2,纯净的无色透明的水晶是石英的变种。化学成分中含si467%,o533%。由于含有不同的混入物或机械混入的而呈多种颜色。紫色和绿色是由铁(fe2)离子致色,紫色也可由钛(i4)所致,其他颜色由色心所致色。在水晶中含有砂状、碎片状针铁矿、赤铁矿、金红石、磁铁矿、石榴石、绿泥石等包裹体;发晶中则含有肉眼可见的似头发状的针状矿物的包裹体形成。含锰和铁者称紫水晶;含铁者(呈金黄色或柠檬色)称黄水晶;含锰和钛呈玫瑰色者称蔷薇石英;烟色者称烟水晶;褐色者称茶晶;黑色透明者称为墨晶;呈浅绿色者称为石髓。


水晶的物理性质:


水晶呈无色、紫色、黄色、绿色及烟色等,具有玻璃光泽,呈透明至半透明态。硬度为7,且十分脆弱,比重在265左右。水晶的贝壳状断口处,也有好的平等脊的人字形断口。一些特殊的水晶还具有特殊的性质。例如,紫水晶具有清楚的二色性,黄水晶和茶水晶具有弱的二色性。发光水晶具有强烈的磷光性,带绿色的砂金水晶在长、短波紫外线照射下发灰绿色荧光,具有猫眼、虹彩和砂金效应。近年来,水晶的又科学贡献越来越被人类重视起来,那就是它的压电性。


基本上,天然水晶最主要的成分就是二氧化硅,而硅也是占地球地壳组成成分约65%以上的最主要矿物;其中,还含有各种微量的金属,所以会造成各种不同颜色的水晶;而水晶也会广泛的和自然界中的各种矿物共生在一起,如云母、长石、方解石、电气石、金红石、花岗岩等等。


天然水晶


水晶的生长环境,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550-600c间,再给予适当时间,水晶就会依着六方晶系的自然法则,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,水晶的生长速度约为每天08毫米。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,通常多切割为晶片供作电子、电脑、通讯工业用途;也有人称为养晶,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,其厚度约需三厘米左右,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厘米以上的水晶球,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则以百万年为计算基数,也是天然水晶之所以珍贵之处。


正常的水晶在生长时,多可以发现和柱形尖端棱线平行的生长纹。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,甚至容易遭到其他矿石的挤压,常常会压迫产生不同的晶面。还有,当水晶还是在液态状的时候,常常也会包覆着其他的矿石、泥灰一起结晶成长,如金红石(稍后变成发晶)、火山泥灰(稍后变成幻影水晶)等等。所有的这些,都是自然的一部分,请不要视为“瑕疵”。


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如何并别水晶制品的真伪呢?


真假水晶鉴别方法:


1眼看:天然水晶在形成过程中,往往受环境影响总会有一些杂质,对着太阳观察时,可以看到淡淡均匀细小的横纹或柳絮状物质。而假水晶多采用残次的水晶渣、玻璃渣熔炼,经过磨光加工、着色仿造而成,没有均匀条纹、柳絮状物质。


2舌舔:即使在炎热夏季的三伏天,用舌头舔天然水晶表面,也有冷而凉爽的感觉。假的水晶,则无凉爽的感觉。


3光照:天然水晶竖放在太阳光下,无论从哪个角度看它,都能放出美丽的光彩。假的水晶则不能。


4硬度:天然水晶硬度大,用碎石在饰品上轻轻划一下,不会留痕迹;若留有条纹,则是假水晶。


5用偏光镜检查:在偏光镜下转动360度有四明四暗变化的是天然水晶,没有变化的则是假水晶。


6用二色检查:天然紫水晶有二色性,假水晶没有二色性。


7用放大镜检查:用十倍放大镜在透射光下检查,能找到气泡的基本上可以定为假水晶。


8用头发丝检查:将水晶放在一根头发丝上,人眼透过水晶能看到头发丝双影的,则为天然水晶,主要是因为水晶具有双折射。


9用热导仪检测:将热导仪调节到绿色4格测试宝石,天然水晶能上升至黄色二格,而假水晶则不上升,当面积大时上升至黄色一格。


探索指南


天然水晶和人造水晶的区别——天然水晶遍布全世界,多产自巴西及乌拉圭等南美地区,亦有产自青藏高原,他们生长在地底或洞穴深处,气压


需要约地面气压的2至3倍,并且要有含饱和二氧化硅的地下水源源不绝供应,温度需在500~600°c间,经过数万百年甚至过千万年的时间,二氧化硅便结成水晶,等待人们去勘探发掘,这是天然水晶昂贵的原因。但现在科技发达,而且对水晶的需求量又更加的与日俱增。所以,我们就在工厂中模仿真石英的生长环境,大量生产水晶切割成芯片,以满足工业用途,这就是人造水晶,俗称养晶。在工厂生产的水晶生长速度相当惊人,可达到每天08mm,一般工业用途的3cm厚石英,大约38日便可生成,所以价值远不及天然水晶。人造水晶价值偏低,生长速度快,一块要磨成水晶球的石英,不用半年便能生成,而其他水晶链子生长时间则更短,但天然水晶却要用上数千万年的时间。天然水晶在大自然中吸收了数千万年能量,这是人造水晶绝对不可比拟的,我们常常带水晶可以改变自身的能量及磁场。