石英族礦物

由石英及化學組成與之相同或緊密有關的礦物種所組成的一族氧化物礦物。包括SiO2的各種天然同質多象變體，天然的二氧化硅玻璃及含水二氧化硅，共12種礦物（見表）。　在SiO2的各種天然同質多象體變體中，除斯石英外，它們的晶體結構中的每個硅離子均被 4個氧離子所包圍，構成硅氧四面體,4個氧離子的中心分別位於四面體的四個角頂上;而每一硅氧四面體均分別與相鄰的4個四面體各公用一個角頂(即公有角頂上的氧離子)，從而相互連接成三維的架狀結構。不同的變體間僅在硅氧四面體排布的方式和緊密程度上存在着或大或小的差異。它們的熱力學穩定範圍如表及圖所示。其中石英、鱗石英及方石英各自的高（中）、低温變體間，同質多象轉變均不涉及晶體結構中鍵的破裂與重建，轉變過程迅速而且是可逆的。但石英與鱗石英間及鱗石英與方石英間的轉變，都涉及鍵的破裂和重建，其過程相當緩慢；而且降温時，往往過冷卻而不發生轉變，繼續以準穩定狀態存在，直到最後轉變為本身的低温變體。此外，隨着晶體結構中類質同象混入物或無序度的增高，各變體相互間的轉變温度和壓力都可有幅度不等的變化。　石英　通常專指低温石英，是本族礦物中分佈最廣和最重要的一個礦物種。廣義的石英則同時包括高温石英在內。

鱗石英　有低、中、高温變體，分別稱為低温鱗石英（α-鱗石英）、中温鱗石英（β1-鱗石英）和高温鱗石英（β2-鱗石英）（見上表）。

高温鱗石英一般呈細小的六方薄板狀或鱗片狀晶體產出，輪輻狀的貫穿三連晶常見。通常產於火山岩中，也見於石隕石和月岩中。常温常壓下均已轉變為低温鱗石英或低温石英。天然的低温鱗石英晶體均呈高温鱗石英的副象。無色或白色，玻璃光澤。摩斯硬度7,貝殼狀斷口。

方石英　舊稱方英石、白硅石。有高、低温變體，分別稱為高温方石英（β-方石英）和低温方石英（α-方石英）。黑方石英是另外一種獨立的變體，不包括在方石英之內，很少見。高温方石英通常以細小的八面體骸晶或粗纖維狀球粒產於酸性熔岩中。常温常壓下轉變為低温方石英或低温石英。低温方石英呈白或乳白色，玻璃光澤。摩斯硬度 6.5。由高温變體轉變而來的具高温方石英的副象；在較低温度下直接結晶形成的，一般成隱晶質纖維狀集合體產出。

柯石英和斯石英　SiO2的兩種天然高壓同質多象變體,但斯石英形成時的壓力比柯石英更高(見上表)。

柯石英是硅原子成四次配位的 SiO2各同質多象中結構最緊密的一種變體；斯石英則結晶成金紅石型結構，是SiO2的所有同質多象中硅原子具有六次配位的唯一變體,其結構的緊密程度比柯石英還高46%，故亦稱高密石英。柯石英亦稱單斜石英。通常呈小於 5微米的粒狀產出。無色透明，玻璃光澤。無解理，摩斯硬度約為8。在5%的冷氫氟酸中近於不溶，但易溶於熱濃氫氟酸中。斯石英以小於微米尺寸的柱狀集合體產出。淺灰色，玻璃光澤，無解理，摩斯硬度約相當於8.4～9。抵抗氫氟酸溶蝕的能力遠比柯石英強。

1953年，L.Jr.科斯首先在大約 35×108Pa和500～800℃的條件下人工合成了柯石英。1960年,美籍華裔礦物學家趙景德在美國亞利桑那州“流星”隕石坑內的石英砂岩中首次發現了天然產出的柯石英。1962年，前蘇聯學者C.M.斯季紹夫和C.B.波波娃在125×108Pa和1200～1400℃的條件下人工合成了斯石英。同年不久，趙景德等人便在“流星”隕石坑中首次發現了與石英及柯石英、焦石英伴生的天然斯石英。形成柯石英和斯石英的壓力下限分別是 19×108Pa和76×108Pa。天然產出的斯石英只見於隕石坑內的含石英岩石中，它是在隕石超高速衝擊地殼時所產生的瞬間巨大壓力下由石英轉變而成。柯石英除在隕石坑中出現以外,在榴輝巖中也已發現,後者是在地下深處形成的。按推算，在距地表超過 400～500公里的更深處，還可有斯石英存在。

柯石英和斯石英的出現，可作為所賦存的岩石曾處於很高壓力條件下的可靠標誌；特別是在陷坑中出現時，更可作為隕石撞擊起源的有力證據。它們的隕石衝擊成因，提出了由衝擊負荷來人工製備其他物質的高壓同質多象變體的現實可能性；同時還開拓了衝擊負荷超高壓實驗的領域。

焦石英　天然熔凝的非晶質高二氧化硅玻璃。它是由於閃電電擊或隕石撞擊時產生的高温,使石英熔融,然後急速冷卻而形成的天然石英玻璃。由閃電電擊形成的常具管狀或棒狀結構,稱為硅管石。有人將由岩漿噴發急速冷凝而成的火山玻璃也歸屬於焦石英，但它們的SiO2含量一般都在80%以下。

蛋白石　一種成分為含水二氧化硅 (SiO2·nH2O)的非晶質或超顯微隱晶質礦物。

羅穀風：石英族礦物的某些結晶學性質與其成因特徵，《結晶學及礦物學教學參考文集》，地質出版社，北京，1983。

C.Frondel,Dana's System of Mineralogy,7th ed.,Vol. Ⅲ, John　Wiley & Sons, Inc., New　York and London,1962.

W.A.Deer,R.A.Howie and J.Zussman,Rock-For-MingMinerals,Vol.4,Longmans,London,1963.