Các mẫu Tinh Thể Thạch Anh

Một tinh thể có thể được xem là bao gồm các khối hình học khác nhau đều đặn. Những khối cơ bản này là các mẫu của tinh thể (xem phần Thuật ngữ Cơ bản để xem giải thích).

Trong số nhiều dạng tinh thể có thể có của thạch anh, khoảng 40 dạng có thể được tìm thấy trong tự nhiên. Mỗi hình thức đều có một cái tên miêu tả, một biểu tượng khoa học cụ thể phản ánh mối quan hệ của nó với mạng lưới tinh thể, và các mặt tương ứng trên tinh thể được cho một chữ Hy Lạp hoặc chữ Latinh cụ thể. Hầu hết các hình thức (khoảng 30 dạng) hiếm khi được quan sát, vì vậy tôi sẽ tập trung chủ yếu vào những điểm chung và quan trọng. Tuy nhiên, ngay cả vài dạng này cũng có một số lượng lớn các hình dạng khác nhau đáng ngạc nhiên có thể được phái sinh.

Các dạng tinh thể cơ bản của thạch anh

Bảng dưới đây liệt kê các dạng tinh thể kín quan trọng nhất của thạch anh. Một mô tả chi tiết hơn cho mỗi người trong số họ được đưa ra dưới đây. Một danh sách đầy đủ các dạng tinh thể thạch anh có thể tìm thấy ở Rykart, 1995, cùng với ước tính về sự phong phú của chúng.

Hình ảnh đầu tiên cho thấy sự hoàn thiện lý tưởng của một viên pha lê thạch anh. Có một liên kết đến một phim H264 dưới đây và tất cả các hình ảnh khác, cho thấy tinh thể quay quanh trục c của nó.

Các mặt khác nhau tương ứng với các mặt phẳng tinh thể khác nhau. Chúng có thể liên quan đến các dạng khác nhau, và do đó toàn bộ tinh thể có thể được xem như giao điểm của các dạng này. Ví dụ, thạch anh kết xuất là giao điểm của 5 dạng: r, z, m, s và x.

Hình hộp mặt thoi  – r and z

Có hai hình dạng hình hộp mặt thoi phổ biến trong tinh thể thạch anh, hình hộp mặt thoi r dương và hình hộp mặt thoi z âm. Những dạng này, đặc biệt là hình hộp mặt thoi r , xảy ra ở hầu hết các tinh thể thạch anh. Những mặt tinh thể tương ứng được gọi là r-mặt và z-mặt .

Hình dạng của các dạng này giống nhau, cả hai đều trông giống như hình khối, nhưng góc ở các góc cạnh của các cạnh song song là 85,2 ° và 94,8 °, và không phải là 90 °.

Ở bên phải, bạn có thể thấy hình hộp mặt thoi r  hoặc dạng r , hình ảnh tiếp theo cho thấy hình hộp mặt thoi z hoặc dạng z.

Khác biệt giữa các dạng z và z là vị trí tương đối của chúng đối với mạng lưới tinh thể: dạng z được xoay quanh trục c bằng 60 ° so với dạng r.

Một sự kết hợp đơn giản của cả hai dạng được mô tả trong bức tranh thứ ba. Hình dạng này có thể gợi cho bạn vài tinh thể kết tinh trong tinh thể pyrit hoặc galena, nhưng đây không phải là hình đôi, và bạn không bao giờ thấy một tinh thể chưa được tạo đôi có hình dạng như thạch anh.

Hình dạng của một tinh thể có thể được xem như một giao điểm của các dạng. Một giao điểm của các khối tương ứng với khối lượng mà tất cả các cơ quan chia sẻ. Trong con số đúng, bạn sẽ “cắt đứt” tất cả mọi thứ chỉ thuộc về một hình hộp mặt thoi và bạn sẽ có được giao lộ, trong trường hợp này một  lục giác bipyramid.

Trong bức ảnh tiếp theo, lục giác bipyramid được hiển thị cùng với một hình hộp mặt thoi mờ để chứng minh tinh thể mà nó đóng góp cho hình dạng chung.

Tinh thể thạch anh có xu hướng phát triển nhanh hơn một chút trên mặt z so với mặt r. Lần phỏng đoán đầu tiên là vì mặt z lớn hơn, nhưng ngược lại là đúng. Sự phát triển xảy ra vuông góc với mặt, do đó, nếu một mặt tăng nhanh hơn mặt khác, bề mặt của nó thực sự co lại. Do đó các mặt r trên các tinh thể thạch anh thường lớn hơn, và đôi khi mặt z là hoàn toàn không có. Theo đó, giao điểm của các dạng r và z trong tinh thể thạch anh thường không phải là một hình lục giác bipyramid hoàn hảo nhưng cho thấy đối xứng tam giác. Trong các tinh thể được kết hợp với nhau sau khi luật pháp Dauphiné các mặt r- và z không thể phân biệt được và khuôn mặt của kim tự tháp có xu hướng có kích thước bằng nhau hơn.

Lăng kính lục giác – m

Đây  hình thức cũng có mặt trên hầu hết các tinh thể thạch anh mọc tự do vào hốc: vì các tinh thể thạch anh có mẫu phát triển đặc biệt trồng ở hốc núi lửa (ví dụ như thạch anh tím hốc) thường thiếu mặt m-. Tinh thể với cái gọi là thói quen Cumberland được đặc trưng bởi các mặt m rất nhỏ hoặc thiếu mặt m.

Lăng trụ lục giác thực sự là một hình thức mở mà chỉ bao gồm các “bức tường” lăng kính, được gọi là các mặt m . Mặt của nó nằm song song với các bức tường của các đơn vị tế bào thạch anh, như được chỉ ra trong hình bên dưới vẽ, với tế bào đơn vị màu xanh lam. Trong hình vẽ và trên màn hình máy tính, nó được chấm dứt ở phần trên cùng và dưới cùng bằng cái được gọi là mặt c , tương ứng với mặt phẳng cơ bản hoặc pinacoid bazơ (xem phần dưới đây để xem giới thiệu).

Dây thừng

Các mặt m thường cho thấy một vệt ngang đặc trưng (vuông góc với trục c), một tính năng rất đặc biệt của tinh thể thạch anh giúp xác định chúng ngay cả khi những đầu nhọn tinh thể bị thiếu. Thông thường bạn đọc rằng những bước nhỏ này trong gương mặt lăng kính được gây ra bởi sự tăng trưởng nhịp điệu do các yếu tố bên ngoài gây ra. Tuy nhiên điều này là không đúng.

Đầu tiên cần lưu ý rằng các vết nám cũng được quan sát thấy trong các khoáng chất khác, khoáng chất nhóm tourmalin và pyrit là những ví dụ điển hình, nhưng không ai gợi ý rằng đó là do sự biến động của các điều kiện môi trường. Ý tưởng rằng nó liên quan đến sự thay đổi tốc độ tăng trưởng thạch anh dựa trên thực tế là các bước chạy vuông góc với hướng phát triển nhanh nhất, và nhiều tinh thể thạch anh có khuynh hướng thu hẹp về hướng đầu, nhưng thực tế là sự thay đổi nhịp điệu trong Thói quen không nên dẫn đến các vết nám hoặc thu hẹp. Nếu vân thạch anh được gây ra bởi các yếu tố bên ngoài, sẽ rất khó để giải thích rằng nó thường mất hoàn toàn trên các mặt tinh thể khác.

Thứ hai, người ta mong đợi sẽ thấy các mẫu bước tương tự trên các tinh thể thạch anh từ cùng một hốc, nhưng điều này không phải là trường hợp, các đường dây thậm chí không khớp với các mặt m khác nhau của cùng một tinh thể.

Lập luận mạnh mẽ nhất chống lại một nguyên nhân bên ngoài của vết nếp là từ các thí nghiệm với thạch anh được mọc công nghiệp. Thạch anh này được mọc ra trong điều kiện ổn định trong dung dịch NaOH và thường không có vân. Thay vào đó, khuôn mặt m cho thấy các đồi núi tăng trưởng bất đối xứng trên bề mặt (dung dịch NaOH được chọn vì nó cho tốc độ phát triển cao cần thiết cho sản xuất thương mại), nghe có vẻ như những người ủng hộ nguyên nhân bên ngoài là đúng. Nhưng thạch anh trồng công nghiệp phát triển các vết nứt khi nó được trồng trong dung dịch NaCl ở tốc độ tương đối thấp (Hosaka và Taki, 1978, ở Miyata và cộng sự, 1989 ). “Tốc độ tương đối thấp” có nghĩa là tương đối so với tốc độ tăng trưởng mong muốn đối với sản xuất công nghiệp – nó vẫn rất nhanh so với tăng trưởng trong điều kiện tự nhiên nhất. Từ các nghiên cứu về sự tích tụ chất lỏng trong tinh thể thạch anh, người ta biết rằng một dung dịch NaCl gần giếng nước tự nhiên hơn một dung dịch NaOH. Vì vậy, nó là một tài sản cố hữu của khuôn mặt lăng kính để phát triển các vân bằng các điều kiện tự nhiên nhất.

Tinh thể thạch anh với một số dạng tăng trưởng nhất định đôi khi thiếu vân. Nó thường vắng mặt trên tinh thể thạch anh và sáp thạch anh. Các vân thường ít được phát hiện trên tinh thể nhỏ.

Pinacoid c cơ bản

Pinacoid cơ bản, còn được gọi là mặt phẳng cơ sở là một dạng phổ biến trong hầu hết các khoáng chất, nhưng bề mặt tương ứng, mặt c , lại cực kỳ hiếm trong thạch anh. Sự có mặt của nó có lẽ chỉ do các quá trình ăn mòn. Trang web Micro-Taunus giới thiệu các tinh thể thạch anh tím với mặt c nhỏ được tìm thấy tại mỏ Four Peaks ở Arizona. Nó đã chỉ ra rằng các khuôn mặt từ địa phương này đã được phát triển bởi sự giải thể trên bề mặt mà trước tiên là máy móc bị phá vỡ và overgrown ( Kawasaki và cộng sự, 2006 ). Những mặt tương tự được nhìn thấy trên các tinh thể ametrine từ Bolivia, và những hình này dường như đã được phát triển bởi một quá trình hòa tan.

Gọi form này “basal” là hơi thừa, khái niệm đó đã có trong thuật ngữ pinacoid.

Tam giác Bipyramid – s

Tam giác bipyramid đáng chú ý vì các mẫu được tạo thành hình tam giác, nhưng trên một tinh thể nó thường là hiện tại như hình thoi hoàn hảo, được gọi là mặt s-. Mẫu này là do không phổ biến như khuôn mặt r, z, hoặc m, và vắng mặt ở nhiều môi trường. Không thể tìm thấy trên thạch anh tím, ferruginous, hồng hoặc sữa.

Mẫu vật trên hình ảnh thứ hai từ Amputofiamendia, Madagascar, cho thấy mặt s hình kim cương lớn, bất thường.

Trên  tinh thể có cách mọc Dauphiné, mặt s thường là một hình bình hành có hình chữ nhật dài. Những tinh thể đá tinh khiết này là từ núi Ida, Arkansas.

Mặt  s là đôi khi chỉ nhìn thấy được như một đường mỏng, như trong viên kim cương Herkimer này. Kim cương Herkimer thường cho thấy mặt s, trên thực tế mỗi ca. 30 tinh thể tôi đã thu thập được có một hoặc nhiều tinh thể.

Trapezohedron – x

Một trapezohedron là một mẫu rất khó, bạn cần phải xem bộ phim để có được một ý tưởng về hình dạng của nó. Nó được tạo thành từ sáu góc vuông bằng nhau nhưng bị bóp méo (một dạng tinh thể được cho là được bao quanh bởi các mặt phẳng hình bầu dục).

Khối hình trapezohedron dương là mẫu đặc trưng của thạch anh, nó phản ánh các tính chất đối xứng của tinh thể thạch anh: đối xứng xoay 3 lần quanh trục c, đối xứng xoay 2 lần quanh trục a, và thiếu đối xứng gương. Sự xuất hiện của dạng này là điều làm cho thạch anh một thành viên của lớp tinh thể hình thang tam giác, với ký hiệu Hermann-Maugin theo biểu 3 2. Các trapezohedron cho thấy enantiomorphy, có nghĩa là, nó có thể là trái hoặc phải, giống như tinh thể thạch anh. Mặt x cũng là mặt tinh thể tốt nhất để xác định xem một viên pha lê có phải là tay phải, thuận tay thuận trái hay là kết hợp.

Các đặc tính của hình dạng có thể được nắm bắt tốt hơn khi một trapezohedron rộng hơn mẫu x mỏng, vì vậy có hai hình ảnh và phim khác để trình chiếu.

Hình dạng trông giống như một vương miện hình hộp mặt thoi xoắn, có thể nói là xoắn trái hoặc phải. Trong cả hai phim, các mẫu xoay theo chiều kim đồng hồ, và chúng được chiếu sáng từ bên trái. Tuy nhiên, các hình thức này dường như là những hình ảnh phản chiếu của nhau. Một lần nữa, cả trapezohedra “rộng” ở hình ảnh bên trái và bên trái khác với dạng x mỏng, và chỉ được hiển thị như một ví dụ về hình dáng của trapezohedra.

Mặt tinh thể tương ứng của trapezohedron x được gọi là mặt x và, thật thú vị, thường biểu hiện dưới dạng một tam giác đơn giản ở góc trên bên trái hoặc phải của mặt m. Mặc dù khó ước tính, tôi sẽ nói thậm chí nó còn hiếm hơn so với mặt s. Tuy nhiên, tại một số địa điểm, giống như miền Trung Alps ở Thụy Sĩ, nó là khá phổ biến.

Ngoài ra còn có một trapezohedron âm, và một mặt -x tương ứng, ({  1  6  5  1} cho phải và {1 5  6  1} cho các tinh thể tay trái), được tìm thấy ở vị trí tương tự như trapezohedron dương, nhưng dưới mặt z. Nó hiếm hơn trapezohedron dương tính.

Mặt x có vẻ như là biểu hiện sự phát triển tinh thể rất chậm. Giống như mặt s, không thể tìm thấy trên thạch anh tím, hồng, sữa thạch anh, hoặc nói chung là bất kỳ thạch anh nào có hàm lượng tạp chất cao.

Một tinh thể thạch anh khói nhỏ, rõ ràng từ Val Giuv, Graubünden, Thụy Sĩ, với mặt khuôn mặt x lớn. Mặt x là ở phía bên phải, do đó tinh thể có thể là một “thạch anh chính xác” (lần đầu tiên người ta sẽ phải kiểm tra vị trí của các khuôn mặt khác và các dấu hiệu khác của kết nghĩa, nhưng nó là trên thực tế untwinned). Mặt mờ của mặt x không phải là bất thường, trong trường hợp này, tinh thể đã được phủ một phần bằng đá chlorite mica, do đó ảnh hưởng được khuếch đại. Mặt sáng hơn ở phía bên phải là một mặt hình thang khác (có thể là mặt u) và khuôn mặt nhỏ.

Một viên  pha lê thạch anh khói nhỏ hoàn toàn rõ ràng từ cùng vị trí với mẫu vật cũ, cho thấy khuôn mặt x lớn, cùng với mặt s (thanh sáng nhỏ bên phải), hình thoi dốc, và một hình thang hình thang mờ, có lẽ mặt u-, giữa x và s.

Tinh thể cho thấy một số đường không đều hoặc “vết nứt” chạy theo chiều thẳng đứng qua mặt trước mặt m và x, được gọi là khâu. Thường thì bạn đọc rằng đó chỉ ra ranh giới đôi trong một viên pha lê, nhưng như bạn thấy, điều này rõ ràng không phải như vậy (điều này có thể được tìm thấy trong chương Twinning ).

Nếu mặt x có được rất lớn, hình dạng của họ thay đổi khi họ thay thế một phần lớn khuôn mặt lăng kính. Mặt x trên ba tinh thể đá lớn là những khuôn mặt lớn, ngu si đần độn, tương đối sáng và có hình dạng hình thang trên lăng kính mặt trước. Mặt x nằm ở phía trái của khuôn mặt trung tâm, vì vậy cả ba tinh thể lớn đều là tay trái. Tinh thể nhỏ ở đầu bên trái cho thấy một mặt x nguội trong hình dạng tam giác điển hình của nó, nhưng ở phía bên phải của nó.

Những tinh thể này cũng mang mặt s, có thể nhìn thấy được như những mặt hình tam giác tương đối tối tối hẹp để lại cho khuôn mặt hình tam giác lớn. Hình dạng của chúng khác với hình dạng kim cương điển hình bởi vì lăng kính lục giác thu hẹp hơn đến đầu. Mẫu vật là từ thung lũng Kullu, Himachal Pradesh, Ấn Độ.

Cũng như  trong mẫu vật cũ, các mặt tinh thể thuộc nhiều dạng khác nhau không chỉ khác nhau về vị trí của chúng mà còn về tính chất bề mặt của chúng. Vì vậy, một số khuôn mặt có thể hấp dẫn hơn đối với các khoáng chất khác để giải quyết hơn những người khác. Mẫu thạch anh khói này đã được phủ màu xanh lá cây trên bề mặt r, z và x, trong khi mặt lăng kính vẫn còn tự do và sáng bóng. Từ Val Giuv, Tavetsch, Graubünden, Thụy Sĩ.

Các mặt phụ cận như mặt x hoặc mặt s không nhất thiết phải giả định vị trí “lý tưởng” của chúng ở mặt tiền mặt đầu, nhưng cũng có thể tìm thấy trên khuôn mặt lăng kính: có 2 mặt x-xít được phủ clorit ở phía bên trái và 1 ở phía bên phải của lăng kính của tinh thể lớn trông giống hình tam giác.

Hình vòm dốc

Hình dạng vòm hình vòm dốc tương tự như hình vòm và z, nhưng có độ dài kéo dài dọc theo trục c. Rhombohedra dương tính và âm tính được phân biệt: những người được định hướng như rhombohedron r được gọi là dương tính, và những người được định hướng như rhombohedron z được gọi là phủ định. Khuôn mặt tinh thể của họ nằm dưới rhombohedron r và rhombohedron z. Có rất nhiều hình dạng vòm vòm khác nhau và các khuôn mặt tương ứng rất khó phân biệt mà không có phép đo chính xác, vì vậy hầu hết thời gian, khuôn mặt này chỉ đơn giản gọi là “mặt hình vòm dốc” và không có chữ cái nào được gán cho chúng. Rendering cho thấy dốc dương rhombohedron m, một rhombohedral dốc phổ biến từ là Ψ (Hy Lạp chữ “Psi”

Thạch anh khói trên microcline từ núi Malosa, quận Zomba, Malawi, cho thấy mặt x xám xịt lớn và mặt hình vòm mặt trời tích cực, có thể là mặt m.

Hình  ảnh cho thấy một morion từ Drammen, Na Uy, với một thói quen mọc “Tessin” tốt đẹp. Những mặt lấp lánh là những mặt hình vòm dốc đứng xen kẽ với mặt m.

Trên những tinh thể thạch anh này từ Joaquim Felício, Minas Gerais, Brazil, mặt hình vòm rất dốc đã thay thế hoàn toàn mặt m theo mặt z và chiếm ba trong sáu mặt của lăng kính. Mặt lăng trụ tối hơn, mặt tối hơn ở trung tâm của tinh thể lớn là một trong ba mặt m, và hai mặt bên cạnh là rhombohedra âm tính dốc đứng gọi là Ψ (chữ Hy Lạp “Psi”) với cấu trúc bề mặt điển hình của chúng.

Một cảnh khác về cùng một mẫu vật từ Joaquim Felício, thể hiện cấu trúc bề mặt của khuôn mặt Ψ. Các khuôn mặt thường được bao phủ bởi các đầu lồi hình mũi tên – phụ thuộc vào sự thuận tay của điểm pha lê ở bên trái của đúng hướng. Đây là những mô hình tăng trưởng, không phải là các mảng khắc – như bạn thấy, các mặt khác hoàn toàn là mặt phẳng và không có dấu hiệu giải thể.

Một tinh thể với rhombohedra dốc Ψ từ Minas Gerais, Brazil. Phần dưới rõ ràng là mặt m thông thường, trong khi mặt Ψ cho thấy cấu trúc bề mặt thô điển hình của nó do các vết lõm hình tam giác. Nếu bạn nhìn vào hình đó trên hình lớn hơn, bạn sẽ lưu ý rằng tất cả chúng đều cùng hướng. Khuôn mặt bị gián đoạn bởi các bước tương ứng với mặt z và các hình dạng vòm hình thang khác. Mặt sáng bóng ở bên trái là mặt s mà không phải là một hình thoi hoàn hảo như thường lệ bởi vì phần dưới bên phải của mặt Ψ. Lưu ý rằng đây là thạch anh thuận tay phải, bởi vì mặt s là mặr r.

Các hình thức khác

Một tinh thể đá với những gì xuất hiện là những mặt a- hiếm thấy. Chúng có thể được tìm thấy giữa các mặt m và nằm vuông góc với trục a (hoặc chính xác hơn về mặt toán học, chúng nằm bình thường với các trục), như thể khuôn mặt m đã được xoay 30°. Một mặt có thể được nhìn thấy ở bên trái của mặt trung tâm m, và một bên dưới mặt s-kim cương sáng bóng. Ở đây chúng rất thô và được bao phủ bởi các mẫu phân giải mà thường thấy trong mẫu vật bị ăn mòn, do đó khuôn mặt trên thực tế có thể được hình thành bằng cách hòa tan chọn lọc. Mặt khác, không có các mô hình giải thể khác rõ ràng trên tinh thể này hoặc những người khác từ cùng một túi, nhưng hai tinh thể khác cho thấy mặt tương tự, vì vậy nó cũng có thể là một mô hình tăng trưởng. Từ một khe nứt núi cao ở núi Storenuten, ở hồ Ringedalsvatnet, Odda, Hordaland, Norway.

Để có được một cái nhìn tổng quan về nhiều hình dạng tinh thể và thói quen mọc của thạch anh, Quartz Monographie của Rudolf Rykart là nguồn tốt nhất mà tôi biết, nhưng nó được viết bằng tiếng Đức.
Cuốn sách tiêu chuẩn bằng tiếng Anh là lời giới thiệu của C. Frondel về Các khoáng silicat.

– Phạm Thị Hòa