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石英是硅的氧化物的种类之一,其化学组成主要为SiO₂,三方晶系,半透明或不透明的晶体。石英的完整晶体产于岩石晶洞中,块状的产于热液脉矿中,粒状的则是花岗岩、片麻岩和砂岩等各种岩石的重要组成部分,是大陆地壳数量第二多的矿石,仅次于长石,质地坚硬,是花岗岩的主要成分。石英是SiO₂的十余种天然同分异构体中唯一在常温常压下稳定的变体,有很多种变体,经过地壳不断运动变化挤压形成少量珍贵的宝石。含有杂质时颜色不一,无色透明的晶体称水晶,乳白色的称乳石英,浅红色的称蔷薇石英,紫色的称紫水晶或紫英宝石,黄褐色的称烟晶、茶晶,绿色的称绿宝石,黑色的则称墨晶。纯洁的石英能够让一定波长范围的紫外线、可见光和红外线通过,具有旋光性、压电和电致伸缩等性质。
玛瑙是具条带状构造的隐晶质石英质玉石,可产于原生矿和次生矿,但次生矿主要是原生矿形成之后,由于河流、冰川、洪水的搬运作用而形成,按玛瑙的条带分类有缟玛瑙(颜色相对简单,条带相对清晰)和缠丝玛瑙(条带十分细窄)。玛瑙矿床主要见于酸性、中性、基性火山喷出岩及凝灰岩中,玛瑙形成于上述岩石的气孔和裂隙之中。岩浆在喷出和侵入以后,由于岩浆的冷却,被封存其中的气体会形成很多的空洞,这些空洞被后期沁入的二氧化硅胶体充填,二氧化硅胶体在内部冷凝结晶成玛瑙。常见的玛瑙色彩十分丰富,这是因为在玛瑙形成过程中,围岩中各种致色离子混入到胶体状的二氧化硅中,造就了玛瑙丰富的色彩。玛瑙的颜色主要有白色、红色、绿色、黑色等,红色玛瑙的颜色主要由细小的氧化铁颗粒引起,多呈较浅的褐红色、橙红色;绿玛瑙的颜色由所含绿泥石等细小矿物产生,天然产出的绿玛瑙多呈一种淡淡的灰绿色;黑玛瑙颜色由铁、锰的氧化物聚积而形成。
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