名前

石英

イントロ 石英は、二酸化ケイ素(SiO₂)の決定的な低温三方晶系多形であり、常圧では573°Cまで安定である。モース硬度7の定義的な基準であり、地球の大陸地殻において最も豊富な造岩鉱物である枠組み構造テクトケイ酸塩の一つとして、石英は、強い圧電性、化学的耐久性、劈開がないこと、そして着色されたマクロ結晶およびミクロ結晶(カルセドニー)の多種多様な品種で有名である。
基本情報 表示 隠す
鉱物ID
石英
一般的な同義語 / 別名
α石英、低温石英、水晶(マクロ結晶質無色)、シリカ、石英
化学 表示 隠す
化学式
SiO₂
要素
ケイ素 (Si), 酸素 (O)
微量元素 / 不純物
Fe, Al, Ti, Mn, Li, Na, K, H₂O
経験式
SiO₂
分子量 (g/mol)
60.08
溶解度
水および標準的な有機溶媒には不溶;超臨界水熱条件下の純水には極めてわずかに溶解;フッ化水素酸(HF)水溶液および熱濃アルカリ金属水酸化物溶液(KOH、NaOH)には溶解する。
酸に対する反応
なし(常温および沸騰温度で塩酸(HCl)、硝酸(HNO₃)、硫酸(H₂SO₄)に対して完全に不活性であり、フッ化水素酸(HF)とのみ反応する)
分類 表示 隠す
鉱物タイプ
鉱物種
IMA ステータス
既得権の適用
IMAシンボル
Qtz
シュツルンツ分類
04.DA.05
ダナ分類
75.01.03.01
ミネラルグループ
石英グループ (ケイ酸塩 / 酸化物)
結晶構造 表示 隠す
結晶系
三方晶系(低温/アルファ石英);573 °Cを超える高温/ベータ石英に対しては六方晶系の対称性
結晶習性
ピラミッド状の先端を持つ柱状六角結晶、水平な条線、晶簇状の被膜、塊状集合体、微晶質のカルセドニー、およびジオード充填物。
結晶クラス
三方偏方面体、32(P3₁21 または P3₂21)
空間群
P3₁21 または P3₂21
セルパラメータA(オングストローム)
4.913
セルパラメータ B (オングストローム)
4.913
セルパラメータ C (オングストローム)
5.405
セル角度アルファ(度)
90
セル角度β(度)
90
セル角度ガンマ(度)
120
単位胞 Z
3
結晶双晶
非常に一般的; ドーフィネ双晶(c軸を双晶軸とする貫入双晶)、ブラジル双晶({11-20}面上の光学的接触双晶)、日本式双晶({11-22}面上の接触双晶で84°33'の角度)、およびエステレル式双晶を含む。
一般的な結晶面
{10-10} プリズム, {10-11} 正菱面体, {01-11} 負菱面体
物理的性質 表示 隠す
原色
無色紫(P)ピンク黄色 (Y)緑 (G)グレー茶色
一般的な色
無色、白、灰色、紫、黄色、ピンク、茶色、黒、そして緑
連勝記録
光沢
ガラス状(ガラス質);破面では油脂状;微晶質の形態では蝋状から鈍い
透明度 / 透光性
透明から半透明(塊状、包有物が多い、または潜晶質の変種では不透明)。
硬度(モース)
7
谷間
貧しい
劈開方向
{0111}および{1011}上で不明瞭
劈開角 / 分離品質
真の劈開はない;ブラジル双晶面に沿って不明瞭な裂開が生じることがある。
骨折
貝殻状断口から亜貝殻状断口。
粘り強さ
脆い
比重
2.65 - 2.66
磁気
非磁性(反磁性)。
融点
1713 °C
熱安定性
1気圧下の573 °C (1063 °F) で可逆的な変位型相転移を起こし、高温六方晶β-石英 (β-SiO₂) に変化して構造的体積膨張を伴う。870 °C 以上でトリジマイトに、1470 °C 以上でクリストバライトに転移する。
光学特性 表示 隠す
屈折率
1.544 - 1.553
屈折率アルファ
1.544
屈折率ベータ
1.544
ガンマ屈折率
1.553
光学軸角 (2V)
0°(一軸)
光学サイン / 消光
プラス (+)
複屈折
0.009
分散
0.013
光学文字
一軸+
多色性
なし〜弱い(アメシスト、シトリン、スモーキークォーツなどの着色されたマクロ結晶質変種において)。
多色性の詳細
濃いアメシスト(紫/赤みがかった紫)とスモーキークォーツ(黄褐色/赤褐色)には弱い二色性があり、純粋な無色の水晶には二色性はない。
光学現象
アステリズム(配向したルチルインクルージョンによる6条の星)、シャトヤンシー(キャッツアイ石英、タイガーズアイ)、虹色(薄膜の割れ目干渉によるアイリス石英/レインボー石英)、光学円偏光(c軸に沿って直線偏光を回転させる)。
蛍光
UV放射下では不活性から弱蛍光性を示す;診断的なカソードルミネッセンス(CL)色は、[AlO₄]と構造欠陥中心に依存して、青、赤、または緑がかった黄色の成長縞を明らかにする。
ルミネセンス / リン光 / 熱ルミネセンス
一般に非蛍光性;特定の変種や内包物を含む標本の中には、SW-UV(254 nm)またはLW-UV(365 nm)下で弱い緑色、黄色、または青色の蛍光を示すものがある;強い摩擦発光性を示す(暗所で結晶を叩いたり擦り合わせたりすると閃光を放つ)。
吸収スペクトル
UV、可視、近赤外領域で高い透明性を有する;特徴的な振動赤外吸収帯は1080 cm⁻¹、798 cm⁻¹、778 cm⁻¹(Si-O-Si伸縮二重線)、および460 cm⁻¹(Si-O変角)にある。
存在と形成 表示 隠す
形成過程
火成マグマとペグマタイト、熱水鉱脈、変成珪岩、堆積環境で結晶する。
地質環境
火成、変成、および堆積環境(石英脈、晶洞、ペグマタイト、砕屑性砂を含む)。
随伴鉱物
長石, 白雲母, 黒雲母, 電気石, 方解石, 蛍石, 黄鉄鉱, 赤鉄鉱
基準産地
単一のタイプ産地はない;石英は歴史的に認識され、既得権として認められている。
主な生産国 / 産地
オーストラリアオーストリアBrazilカナダChinaフランスドイツIndiaイタリア日本MadagascarメキシコNamibiaノルウェーパキスタンペルーRussia南アフリカスペインスイスイギリスアメリカ合衆国
経済的預金タイプ
熱水鉱脈、花崗岩ペグマタイト、漂砂鉱床、珪岩、珪砂層
歴史と命名 表示 隠す
発見年
Ancient / Prehistoric (Documented in classical Greek mineral treatises by Theophrastus in ~300 BCE as κρύσταλλος (krýstallos)).
名前の由来
ドイツ語のQuarzに由来し、中高ドイツ語/スラヴ語起源(ポーランド語のkwardyから来ており、"硬い"という意味)。
模式標本収蔵庫
指定なし;既得権鉱物
安全および関連情報 表示 隠す
着用性
素晴らしい
健康被害
固体のハンドスペシメンや宝飾品の形態では完全に無毒で不活性であるが、乾式切断、破砕、または採掘作業中に発生する吸入可能な結晶質シリカ(RCS)粉塵の長期的な職業性吸入は、重大な健康障害をもたらす(珪肺症を引き起こし、IARCグループ1のヒト発がん性物質に分類されている)。
取扱い上の注意
超音波洗浄、スチーム洗浄、化学洗浄に対応しています。石英のバルク標本を切断、研磨、または研削する際は、必ず湿式切断を実施し、認証済みのN95/FFP3粒子用呼吸用保護具を着用してください。
種類
ロッククリスタル、アメジスト、シトリン、スモーキークォーツ、ローズクォーツ、プラシオライト、アメトリン、ミルキークォーツ、ルチルクォーツ、トルマリンクォーツ、モリオン、カルセドニー(潜晶質の変種:アゲート、ジャスパー、カーネリアン、オニキス、クリソプレーズ)。
ポリタイプ
なし(同質異像にはβ石英、トリディマイト、クリストバライト、コーサイト、スティショバイト、モガナイト、ザイフェルタイトが含まれる)。
関連鉱物
トリディマイト (SiO₂)、クリストバライト (SiO₂)、コーサイト (SiO₂)、スティショバイト (SiO₂)、モガナイト (SiO₂)、オパール (SiO₂·nH₂O)、長石グループ。
商業と宝石学 表示 隠す
一般的な治療
着色された石英や商用石英は、加熱処理、放射線照射、染色、コーティング、または亀裂充填が施されることがあります。天然の水晶は通常、未処理です。
機能強化
照射はスモーキークォーツを生成することができる; 熱はアメシストまたはシトリンを変性させることができる; コーティングと染色は装飾材料に使用される。
定番カット
ブリリアントカットステップ/エメラルドカットファンタジー・ビスポーク・ファセッティングカボションビーズ球形の球体精巧な宝石彫刻光学波長板および発振器プレート。
希少度 / 市場グレード
非常に一般的(高透明度でインクルージョンのない巨大結晶、美観的なミュージアムグレードのクラスター、そして天然アメトリンやプラシオライトのような希少な天然未加熱のカラーフェーズは、レアからミュージアムグレードに相当します)