石英
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石英 (せきえい Quartz ) は二酸化ケイ素(SiO2)が結晶してでできた鉱物。
結晶しやすく、六角柱状のきれいな自形結晶をなすことが多い。結晶度が高い石英は水晶と呼ばれ、古くは玻璃（はり）と呼ばれて珍重された。また、石英を成分とする砂は珪砂（けいしゃ・けいさ）と呼ばれ、石英を主体とした珪化物からなる岩石は珪石（けいせき）と呼ばれる。石英は主要な造岩鉱物であり、花崗岩などの火成岩に多く含まれる。１気圧、摂氏573度で低温型石英から高温型石英に転移する。高温型石英は六角柱面を持たない。
| 石英 | |
|---|---|
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| 分類 | 酸化鉱物 |
| 色 | 無色透明、白色 |
| 組成 | SiO2 |
| 硬度 | 7 |
| 比重 | 2.65 |
| 融点 | 1650 (±75) °C |
| 沸点 | 2230 °C |
| 晶系 | 低温型：三方晶系、高温型：六方晶系 |
| 点群 | 32 |
| 光沢 | ガラス光沢 |
| 条痕 | 白 |
| 劈開 | なし |
| 蛍光 | なし |
| 断口 | 貝殻状 |
目次 |
[編集] 産出地
石英は地殻を構成する非常に一般的な鉱物で、火成岩・変成岩・堆積岩のいずれにもしばしば含まれる。 水晶としては、花崗岩ペグマタイト・熱水鉱床などで産出する。
砂は岩石が風化することにより生じるが、石英は風化に強く、砂は石英主体となる事が多い。一般的に、砂漠・砂丘の砂は石英が主成分となる。
水晶鉱山の例
- アメリカ、アーカンソー州
- 山梨県 乙女鉱山
- ブラジル ミーナジュライス鉱山
[編集] 性質・特徴
石英の非常に細かい結晶が緻密に固まっているものを玉髄という。不純物によっていろいろな色となり、紅玉髄、緑玉髄、瑪瑙、碧玉などと呼んで飾り石とする。
水晶に不純物が混じり色のついたものを色つき水晶という。インクルージョン（内包物または包有物）を含んだり、結晶の形が変わって見えるものを変わり水晶という。色つき水晶は準貴石として扱われる。変わり水晶はコレクターに人気がある。
水晶は、代表的な圧電体であり、圧力が加わると電気が発生する。このために初期のレコードプレーヤーのピックアップに使われた。今日、水晶の圧電性は、水晶発振器として最も活用されており、時計が単に「クォーツ」（＝水晶の英名）としばしば呼ばれるのは、水晶発振器を利用した時計が最も多いからである。この原理を利用して、QCM（水晶微量天秤）と呼ばれる微量質量を正確に測定する研究が行われている。
[編集] 色つき水晶
水晶の発色原因は主に不純物の混入と放射線による結晶格子欠陥によるもので、主要構成元素によるものではない。紫水晶、黄水晶、煙水晶、黒水晶の発色原因はいずれも、不純物欠陥に電子（または正孔）が捕獲され特定のエネルギー準位をもつもの（色中心、カラーセンターという）で、紫水晶、黄水晶は鉄イオン、煙水晶、黒水晶はアルミニウムイオンが関連している。
[編集] 紫水晶
- 紫水晶（むらさきすいしょう , Amethyst ）は紫色に色づいた水晶。
- 紫色の発色はケイ素を置換した微量の鉄イオンによる色中心が原因と考えられている。
- 尖っていて、細長く装飾品に使われる場合は研磨される場合が多い。
[編集] 黄水晶
- 黄水晶（きすいしょう , Citrine ）は黄色に色づいた水晶。
- 黄色の発色は紫水晶と同じように鉄イオンによる色中心が原因で、黄水晶と紫水晶の色の違いは色中心のエネルギー準位が違うと考えられている。天然の黄水晶の産出は少なく、市場に出回っている黄水晶のほとんどは紫水晶を熱処理して黄色にしたものである。
- 黄水晶の薄い黄色はトパースに似るため、シトリン・トパーズとも言われ、安価なトパーズの代用品として使われる。また、トパーズと偽って売られる場合もある。
[編集] 煙水晶
- 煙水晶（けむりすいしょう , Smoky Quartz ）は灰色に色づいた水晶。
- ケイ素を置換した微量のアルミニウムイオンが特に多量の放射線を受けると色中心となり、光を吸収するため灰色に見える。受けた放射線の量が多いほど色が濃くなる。
[編集] 黒水晶
- 黒水晶（くろすいしょう , Morion ）は不透明と言えるほど黒く色づいた水晶。
- 色の濃い煙水晶との区別は、結晶構造が破壊されたもの、表面に透明感のないものなどと言われることもあるが、黒水晶と色が濃くなった煙水晶を区別する明確な定義は存在しない。
アメジストに放射線照射をして色を付けるケースが多い。
[編集] レモン水晶
- レモン水晶（れもんすいしょう）は硫黄により黄色に色づいた水晶。
- 結晶の間に硫黄が入ったために黄色に色づいて見える。
[編集] 変わり水晶
[編集] 山入り水晶
- 一度結晶成長が止まり、再度結晶成長をしたもの。中の結晶と外側の結晶の間に不純物が入り込むと結晶の境界が目で確認できる。このため、中に含まれる結晶の頭部が山のように見える。ファントムクォーツ（幽霊水晶）とも呼ばれる。
[編集] 松茸水晶
- 成因は山入り水晶とほぼ同じだが、先に晶出した水晶の先端に外側の結晶が大きく成長し、まるでキノコのような形になった水晶。
[編集] ススキ入り水晶
- 水晶の結晶中に電気石などの柱状の鉱物がインクルージョンとしてあるもの。細い苦土電気石が入り込むとほのかに緑色にみえ、まさにススキのように見える。
[編集] 草入り水晶
- 水晶の結晶中に緑泥石などの不定形な（あるいは草のように見える）鉱物がインクルージョンとしてあるもの。インクルージョンの形によって苔のように見えたり、毬藻のように見えたりする。インクルージョンが緑泥石のように緑色のものは、まさに草入りというにふさわしいものがある。
[編集] 水入り水晶
- 水晶の結晶中に空洞があり、それが液体で満たされているもの。閉じ込められた液体は、水晶の成長当時の環境を保存していると考えられる。空洞中に液体と共に気泡が入っている場合があり、結晶を傾けると空洞中の壁に沿って気泡が移動するのを観察できることがある。
[編集] 日本式双晶(Japanese-twin)
- 二個の結晶がξ面（(1122)面）を双晶面として84°33′の角度で接合した、多くハート形の双晶（twin crystal）。
[編集] 用途・加工法
工業的に利用される石英ガラスは、通常、天然に産出される珪砂、珪石などを溶融して再結晶させたものである。また、人工水晶はオートクレーブを使った水熱合成法によって製造されている。
- 水晶発振子 - 水晶板に交流電圧をかけることにより共振を起こし、時間を計測する装置
- 光ファイバー - 光を通すために、石英ガラスが利用される。
- 石英ガラス - 化学器具・光学機器に用いられる石英を材料としたガラス(耐熱性・透明度に優れる)
また、装飾品(宝石)として用いられたり、占いの道具としても利用される。
[編集] サイド・ストーリー
マヤ文明およびその地域の原住部族においては、透明水晶を「ザストゥン」と呼び、まじない石として大切に扱う（水晶ドクロ）。
砂埃（すなぼこり）には石英が含まれている。石英は硬度7なので、プラスティック・金属・車の塗装などは砂埃で容易に傷ついてしまう。
宝石は石英より硬度の高いものが選ばれていることが多い。これは 砂埃などで簡単に傷ついたりしては困るからである（ただし生体起源の宝石である真珠や珊瑚は例外）。
[編集] 山梨県と水晶
日本では、山梨県での産出が有名である。また、山梨県甲府市には、水晶を始めとした宝石を展示している、国内では唯一の宝石博物館がある。ここでは、国内最大級の白水晶を始めとした各種宝石を見ることができるほか、水晶の即売も行なわれている（但し、国産は稀）。
