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水晶的性质、产地和类别
—水晶鉴赏·戴铸明
水晶具有特殊的美丽和魅力,人
们为它取了许多形象有趣的名称,如
水玉、水精、玉瑛、石英、晶玉、菩
萨石‘放光石、眼镜石、千年冰等。
在英国水晶的名称为“日丫下“,
其含义是结晶、晶体,透明物。但确
切地说,水晶是结晶完好、透明度高
的石英其化学成分为二氧化硅。
纯净的水晶全由组成且其中的
硅、氧原子排列有序,是一种具有规
律构造的结晶体。
一、水晶的性质
根据水晶的结构、构造特征水
晶属于宝石类矿物它具有不同于其
它物质的宝石学特性。
水晶的晶系及结晶习性
水晶在矿物学中属三方晶系,它
的标准晶形是两头具有锥面的六边棱
体。
因为水晶晶体生长在晶洞中有
一端长在晶洞的壁上只有另一端可
以自由长出尖形的锥面。我们在市场
中一般见到的水晶晶体常常是完美
晶形的一半。但水晶也有完美的六方
双锥双晶常见的双晶有巴西双晶、
道芬双晶和日本双晶。
道芬双晶的柱面上有一条略为弯
曲的线称为“缝合线’‘。“缝合线‘’
两侧柱面上的横纹不相连它由两个
左形或两个右形水晶构成它们的偏
光面都向一个方向旋转仍可做光学
材料巴西双晶则是由左形和右形两
部分构成柱面上的横纹也不相连
但缝合线是平直的折线其两部分的
偏光面旋转方向相反故不能做光学
材料日本双晶是由两个单晶以
‘的角度连生在一起的其外形非
常独特因此很容易识别。
水晶的力学性质
硬度测定矿物硬度的方法有三
种刻划法、压入法和研磨法,测定
宝玉石的硬度主要采用刻划法。刻划
法是德国矿物科学家摩斯「在
年创立的用摩斯的刻划法测定
的硬度称“摩氏硬度‘’。摩斯选择几
种典型的矿物将它们的硬度纳入标
准标准硬度计,用标准硬度计去刻
划别的宝石,这样就可以用比较的方
法,推测出被测物质的相对硬度,其
中水晶的硬度为且具有方向性。
比重单位体积的某种物质的重
量,称为这种物质的比重水晶的比
重为,。
解理矿物被敲打时沿一定方
向有规律地裂开并产生一个光滑断
面的性质,称为解理。如钻石、方解
石、石膏等都有明显的解理但水晶
无解理而是具有典型的贝壳断口特
征。
抗压性物体承受外来压力的性
质称为抗压性抗压性是材料的机械
性能的一个重要指标。水晶的抗压性
能很好,而且具有方向性经实验测
出水晶在光轴的方向上能承受的最
大压力为在平行光轴的方
向上能承受的最大压力。
弹性物体受外力作用时会改变
形状、当外力消失后又恢复原来形态
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的性质称弹性。水晶片具有较佳的
弹性,所以压电水晶薄片作机械振
动时不会被破坏由此应用广泛。
脆性物体受力后破坏成碎裂
状的性质称脆性水晶晶体六方
柱脆性明显,因此不能摔打。
水晶的光学性质
颜色颜色是物体对不同波长
的可见光有选择地吸收产生的结果。
水晶的颜色有无色、紫色、黄色、
粉红色、茶色、绿色等可谓五彩
缤纷。纯净的水晶无色水晶带色
无外乎两种原因第一类情况是水
晶中含有致色的杂质元素第二类
情况是由于放射性辐照使水晶产
生颜色。有色水晶经热处理可以
变色直至褪色。
光泽及透明度水晶为玻璃光
泽断口具半玻璃至油脂光泽。
水晶的透明度很高纯净的水
晶清澈如水。据专家测试发现无色
水晶的透光范围在一〕〕纳米间。
这说明水晶不仅能透过全部可见光
。一。纳米在红外、紫外光
范围内还有近的透过能力,这
一特性在工业上也有广泛用途。具
有颜色、包体、裂隙的水晶透明度
明显降低。
折射与双折射当光波从一种
物质如空气传到另一种物质如
玻璃上时在两种物质的分界面
上会发生分解产生折射和反射现
象反射光返回原物质如空气,
折射光进入另一物质如玻璃。光
遇到水晶不但会折射同时还会发
生双折射双折射现象是指当一束
光以一定角度射入水晶后将会产
生两束折射光线。这两条光线折射
率不同传播速度不同振动方向
相互垂直但当光线沿水晶光轴方
向射入水晶时不会产生双折射现
象。水晶的折射率为一,
双折射率为。
多色性宝石的颜色随光波在
晶体中振动的方向不同而改变的现
象称多色性。纯净的无色水晶没有
多色性。有色水晶具有多色性,多
色性的颜色及强弱,因有色水晶颜
色及颜色深浅的不同而不同。通常
水晶颜色越深多色性越强。
旋光性水晶能使通过它的平
面偏振光的偏振面发生旋转这一
个性质称旋光性。旋光性有左旋和
右旋之分。旋光性是水晶的一个特
性,使水晶具有新的用途。
水晶的化学性质
水晶的化学性质即水晶的耐酸
碱性,通常水晶的化学性质很稳定,
它仅溶于氢氟酸,其它各种酸对水
晶不起作用。
在高温、高压条件下,碱对水
晶有溶解作用。根据这一性质人
类制造出了合成水晶。
水晶不溶于纯水而自然界中
的水对水晶能起十分缓慢的溶解作
用,因为自然界中的水不是纯净水。
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水晶的其它性质
压电效应在高压拉下水
晶单晶体的两端会产生电量相等但
符号相反的电荷在工业上,无色、
纯净不具双晶的水晶被用来作压
电石英片。
水晶的这一特性的实质是机
械能加于水晶之上能转换为电能
同理电能作用于水晶则能转化
为机械能振动,水晶这一特性在
科研、国防、工业等领域具有非常
重要的意义。有趣的是水晶各个
不同方向的压电常数是不同的。
热导性物体传热的高低、快
慢程度称导热性。我们将水晶与玻
璃置于手中作比较会感觉水晶凉
而玻璃有温感这说明水晶的热导
性比玻璃好。但在矿物中,水晶的
热导性较差,且具有方向性。
热融性二水晶很难融化大约
在。℃时才熔融,但如果在水晶
中只要含有一些杂质元素,在团℃
时水晶就已经熔融成液体了。
线膨胀系数物体升温’所增
加的长度与其时的长度的比值
称线膨胀系数。水晶的线膨胀系数
小说明它具有较好的热稳定性。
水晶的线膨胀系数随方向的不同而
不同。
二、水晶的重要出产地
人类对水晶的发现和开采有
着十分悠久的历史。据文献记载
早在公元前年,古埃及人就已
在阿斯旺附近发现并开采到了水晶。
水晶主要产于伟晶岩脉或晶洞
中,从地质学的角度推测水晶的产
出首先,水晶的形成应该有足够
的生长空间因此水晶一般生长在
岩洞、岩石裂缝或地质断层中其
次水晶生长的环境需要℃以上
的高温和一倍的大气压第三,
要有充裕的富含的热液第
四,要经过亿万年漫长的生长时间。
据有关文章介绍,美国科研人员对
阿肯色州出产的一块晶簇用高科技
的测试手段探测得出该晶簇从底
部到晶尖生长期超过亿年我国
东海水晶形成的年代距今亦有一
亿年海南羊角岭水晶形成的时间
较短但距今也有千万年左右。我
们可以想象,地壳是在不断运动的
山摇地动温度变化热液奔流或
缺失,以及热液中的含量等因
素都会影响到水晶的生长速度和
水晶生成的品质所以我们眼前
看到的绚丽多姿的水晶是天工开
物的杰作而这些宝藏的产出,又
是十分不易而漫长的。
尽管如此,我国的水晶产地很
多,据资料记载我国已探明的水
晶矿床分布在个省、市、自治区
的,处除上海、天津、宁夏未见
报道外几乎各省区均有产出但
能称得上宝石级档次的水晶主要
分布在江苏、山东、广东广西、
青海、海南、福建、云南、新疆等
地。在我国的水晶矿藏中最为著
名的是江苏省北部东海县的水晶矿,
在江苏北部和山东东南部,面积数
千平方公里范围内,东海水晶矿几
乎遍及全县,矿区面积广达余
平方公里。水晶矿分为原生矿和砂
矿两类,矿体呈不太规则的脉状,
透镜状和扁豆状。在东海县百万人
口中,以常年采掘水晶的人家多达
万余户,水晶产量居全国之首,近
年来,水晶产出、收购量约占全
国年水晶产量及收购量的一半左右,
闻名于世的房山镇特大“水晶王‘’
长,高多厚重达
吨和公斤的大水晶均产自
东海。东海水晶有光学水晶、压电
水晶、溶炼水晶、工艺水晶四类,
目前以熔炼水晶为多其质量在全
国领先。
除东海县外我国还有许多水
晶出产地
海南省五指山产出的水晶如
冰轮月明,清澈透亮。这里的水晶
形状如拳、如杯晶莹圆澈。海南
著名的羊角岭水晶以其质优量大
而驰名于世。
新疆也盛产水晶。当地谚语道
阿尔泰山七十二条沟、沟沟有宝‘’
我国茶晶中的名品产于新疆最大
的晶体重数十公斤其中以新疆奇
台县出产质地优良的烟晶而名声远
扬。
河南平顶山发现储量丰富的水
晶矿水晶品种有无色水晶、紫晶、
茶晶、黄晶等。
福建省歧和县出产无色透明水
晶、茶晶。
广东省云浮县出产无色透明水
晶烟晶。
云南高黎贡山山脉,出产质量
优良的水晶保山、永平县一带云
南省富宁县出产无色透明水晶,烟
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晶茶晶。
广西凌云县出产无色透明水晶、
茶晶。
这些年来广东省的水晶加工
和贸易发展迅速大有赶超先进
引领时尚之势。
以上是国内出产水晶的概况。
放眼国夕卜几乎世界各地都有水晶
矿的发现,而彩色水晶的著名出产
地主要有巴西的米纳斯、吉拉斯、
马达加斯加美国的阿肯色州俄
罗斯的乌拉尔,墨西哥、赞比亚、
法国、日本、瑞士、瑞典、乌拉圭‘
印度、缅甸、越南、意大利、土耳
其、加拿大、危地马拉、澳大利亚
等多个国家。
三、水晶的类别
市场中的水晶形形色色、绚丽
多姿。关干水晶的分类书籍、刊
物中曾作过不少介绍这些介绍中
有对的也有概念不确切的。综合
珠宝玉石国家标准宝石学、矿物
学及水晶鉴赏学说中对水晶的分类
笔者提出以下观点。
按水晶的产出状态实际状
态分
天然水晶大自然产出的纯天
然水晶,其颜色、组织结构不含任
何人工制造、处理的因素。
合成水晶为满足工业、科研,
人民生活、观赏等需求在工厂或
实验室借助于一定的设备、仪器、
工艺和方法在高温和一定的压力条
件下使用熔炼石英实际上晶格
己破坏,已不是水晶、矿化液等
石英原料人工生产的水晶。
合成水晶的成分物理化学等
性质与天然水晶完全一致从工业
和科技应用等方面看合成水晶比
天然水晶纯净、透明具有更实际、
更广泛的用途。
处理水晶将天然水晶用加热、
辐照、染色处理后形成的水晶。
处理的目的是使天然水晶潜在
的美显示出来。如用热处理的方法
可使水晶变为黄色或使有色水晶
变为纯净的无色水晶等用辐照的
方法可产生紫色、烟色水晶等染
色则是为了增加水晶的美感、提高
可欣赏的程度。
按水晶的特性及用途分
压电水晶具有压电效应的水
晶。用其制成石英谐振器、超声波
发生器、滤波器和各种测力元件等。
广泛用于无线电工业、国防工业。
对压电水晶的质量要求非常严格。
压电水晶必须是结晶完好的单晶,
不能含有包裹体裂隙、节瘤等瑕
疵也不能是双晶。
光学水晶质地纯净透明度
高具有透过红外线、紫外线的良
好性能的水晶。光学水晶广泛用于
各种科学分析仪器中如制造透镜、
棱镜等并可帮助人们利用红外线
和紫外线。光学水晶必须纯净无色
不能带有任何杂质、裂隙、节瘤、
双晶等。
熔炼水晶用石英、水晶碎块
熔炼而成的“水晶“。熔炼水晶在
相当程度上已成为或接近玻璃。它
在国防、化工‘冶金和电气工业中
应用广泛,如用其制成石英玻璃
石英管、石英灯等耐酸、耐蚀的器
皿。对熔炼水晶的质量要求是化学
成份要纯不能含有杂质。
工艺水晶用来制作装饰品、
观赏物等的水晶工艺水晶品种很
多主要包括无色水晶、紫晶、蔷
薇水晶芙蓉石、烟晶、茶晶、墨
晶、黄晶、双色晶、绿晶、星光水
晶、发晶、水胆晶、石英猫眼、景
物水晶等品种。
水晶中的工艺水晶天然水晶
与宝石爱好者、广大消费者及水晶
收藏者关系最为密切是大家关注
的重点和热点笔者将在以后对其
作详细介绍。圈
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