Giới thiệu về Tinh Thể Thạch Anh

Những tinh thể thạch anh xuất hiện với số lượng lớn trong các hình dạng khác nhau. Phần lớn các bờ biển đá đều có và được nhận dạng là các tinh thể thạch anh, vậy nên mặc dù có nhiều loại và hình dạng mọc, tất cả các tinh thể thạch anh đều có một số đặc điểm chung.

Chương này giới thiệu ngắn gọn hình thái học của tinh thể thạch anh và những thuật ngữ cơ bản được dùng để miêu tả các tinh thể. Nếu bạn muốn biết thêm về các tinh thể thạch anh, bạn nên tiếp tục với các chương  dưới phần “Các chương tiếp theo” có thể được tiếp cận qua thanh menu bên phải.

Hình 1 cho thấy một tinh thể thạch anh lý tưởng với hình dạng phổ biến nhất của nó. Nó có một lăng trụ sáu mặt với hai mặt chóp sáu cạnh ở hai đầu. Trong nhiều trường hợp, các tinh thể được gắn với một đá ở một đầu, vậy nên chúng chỉ cho thấy một mặt chóp sáu cạnh.

Phần lớn các tinh thể thật trông đơn giản như thạch anh được lý tưởng hóa này và sẽ chỉ cho thấy ba loại mặt tinh thể được gắn mác với một chữ cái (hình 2, bao gồm một cảnh trên cùng ở phía dưới):

m: sáu mặt thuộc về một lăng trụ sáu cạnh trung tâm với những sọc vằn nằm ngang tiêu biểu.

r: ba mặt tam giác thường khá xù xì ở đỉnh của tinh thể. Trong những tinh thể phát triển tốt, những mặt này luôn hiện diện.

z: ba mặt thường là hình tam giác cũng ở đỉnh của tinh thể, nằm giữa các mặt r

Hình thù cơ bản của phần lớn các tinh thể thạch anh có thể được giải thích như những biến thể của kích cỡ cân đối của các mặt này. Những mặt r luôn lớn hơn mặt z, và thường được trình bày thông qua các con số trong sách về khoáng vật học, nhưng kích cỡ của mỗi mặt phụ thuộc nhiều vào hình dạng tổng quan của tinh thể, điều kiện sinh trưởng và sự có mặt của các mặt khác.

Cảnh trên cùng cho thấy rằng dù mặt lăng trụ của tinh thể là sáu cạnh, nó van có một cấu trúc đối xứng ba chiều. Do đó, thạch anh thuộc về nhóm tinh thể tam giác.

Dù hình dạng của tinh thể thạch anh như thế nào đi nữa, các góc giữa các mặt không bao giờ thay đổi. Hình 3 cho thấy các góc được đính kèm với nhiều mặt tinh thể. Bạn có thể thấy dù các mặt z nhỏ hơn, vị trí của chúng cân xứng với các mặt m là giống nhau tới vị trí của các mặt r: góc r-m và goc-m là 142° trong cả hai trường hợp.

Để miêu tả dạng hình của tinh thể, thứ được gọi là các trục tinh thể học đều được dùng. Những trục này định nghĩa hệ thống tọa độ không gian ba chiều trong một cấu trúc tinh thể, và tất nhiên như người ta muốn trong việc miêu tả hình khối ba chiều- có ba trục được gắn mác a, b, c. Ví dụ như, người ta có thể miêu tả một mặt tinh thể như một phần của một mặt phẳng nằm song song với trục a và trục b và cắt qua trục c.

Điều này cũng ứng dụng với các tinh thể thạch anh, nhưng với các lý do thực tế và do sự cân nhắc tới cấu trúc đối xứng, trong thạch anh bốn trục được định nghĩa như trong hệ thống tinh thể hình sáu góc được sử dụng và gắn mác a₁, a₂, a₃, and c (Fig. 4). Ba trục a cắt nhau ở góc 60° và nằm trên một mặt phẳng. (hình 4, màu xanh nhạt), và trục c chạy vuông góc với mặt phẳng và cắt các trục a tại góc 90°. Thường thì không cần thiết để phân biệt giữa a₁, a₂ và a₃ và người ta đơn thuần chỉ nhắc tới trục a hay trục a₀.

Các tinh thể thạch anh thiếu cấu trúc đối xứng ảnh. Hình ảnh phản chiếu của một tinh thể thạch anh thường khác so với hình ảnh gốc, dù nó nằm ở mặt phẳng ảnh nào.

Thay vào đó, các tinh thể thạch anh cho thấy khuynh hướng thuận một tay: có hai loại tinh thể, tinh thể thuận bên trái và tinh thể thuận bên phải. Điều này tương tự với tay người, bạn có tay trái và tay phải. Mỗi tay đều có một ảnh phản chiếu cái khác, nhưng ảnh phản chiếu của tay trái không hẳn là một tay trái, vậy nên mỗi tay thiếu một cấu trúc đối xứng ảnh bên trong (ví dụ như không giống với mặt người thường có đối xứng ảnh).

Bạn cần chú ý rằng rất có khả năng tìm được ba mặt phẳng ảnh trong hình 2- hình ảnh cho thấy những hình phản chiếu hoàn toàn giống nhau: chúng chạy xuyên qua các mặt m. Và điều này có vẻ như đúng đối với nhiều tinh thể thật. Nhưng cấu trúc ảnh này chỉ là một cấu trúc đối xứng hiển nhiên, cấu trúc các phân tử bên trong của tinh thể thạch anh không thể bị phản chiếu: các nguyên tử trong một tinh thể thạch anh được sắp xếp song song, các chuỗi giống hình xoắn hay hình ốc sên. Một hình xoắn ốc thiếu cấu trúc đối xứng ảnh và luôn luôn thuận trái hoặc thuận phải (một sự thảo luận kỹ hơn về tính thuận của thạch anh trong một cấu trúc có thể được tìm thấy trong chương “Cấu trúc”)

Tính thuận của thạch anh chỉ có thể thấy trong các tinh thể thạch anh có chứa các mặt tinh thể nhất định. Hình 5 cho thấy một tinh thể thạch anh thuận trái (có một sự kết nối tới MPEG4/ phim H.264 của một tinh thể hình bánh xe bên dưới)

Không có khuynh hướng cố hữu trong thạch anh mong muốn có một hướng, và các tinh thể thạch anh thuận trái hay thuận phải xảy ra thường xuyên như nhau.

Các mặt phụ thêm trên hình 5 là mặt s và mặt x. Mặt s tiêu biểu là một hình thoi, trong khi đó một mặt x thường hoặc là một hình tam giác hoặc khi nó tiếp liền với mặt s- một hình thang.

Nguyên tắc quyết định tính thuận:

• Nếu mặt x hay mặt s xuất hiện ở phía bên trái của một mặt r, thạch anh sẽ được gọi là thuận trái (hay thạch anh trái, nếu nói ngắn gọn).
• Nếu một mặt x hay mặt s có mặt ở phía bên phải của mặt r, thạch anh được gọi là thuận phải (hay thạch anh phải)

Hình 6 cho thấy các mặt s (màu xanh lam nhẹ) và các mặt x (màu cam nhạt) trên cả thạch anh trái và phải và vị trí cân xứng với các mặt m, z, r.

Thạch anh trái và thạch anh phải là những mặt phản chiếu của nhau, nhưng thiếu cấu trúc cân xứng ảnh của chúng.

Những tinh thể thạch anh bị gián đoạn đôi với tất cả các mặt s và mặt x trên chúng giống với trên hình lý tưởng hóa là cực kỳ hiếm. Tất cả các tinh thể không cho thấy mặt s và mặt x, và những tinh thể thường chỉ có một hay hai trong số chúng, và hoặc mặt x hay mặt s, nhưng hiếm khi có cả hai.

Thường thì người ta có thể tìm thấy các tinh thể không tuân theo quy tắc và cho thấy các mặt trái và phải của một mặt r, khiến nó rất khó để phân loại thạch anh thuận trái hay thuận phải. Những tinh thể này thường là song tinh, đó là, chúng bao gồm hai hay nhiều tinh thể mọc theo luật. Thạch anh cho thấy ba loại song tinh (các luật song tinh) và hai loại song tinh phổ biến khác không nghi ngờ gì với những người không quen. Đối lập với nhiều khoáng khác, phần lớn các tinh thể thạch anh song tinh không phải được tạo thành bởi hai tinh thể giống nhau rõ ràng, nhưng chỉ đơn thuần là một tinh thể nhìn giống với phần cắt ngang của hai tinh thể.

Ví dụ như trong hình 7, bạn sẽ thấy một song tinh được gọi là song tinh Brazil, một loại tinh thể hiển nhiên là được hình thành bởi sự chồng lên của một tinh thể bên trái và một tinh thể phải. Nó rõ ràng rằng sự chồng lên nhau đó là do trên thực tế những phần khác nhau của tinh thể là hoặc thuận trái hoặc thuận phải, và không bao giờ vừa thuận trái vừa thuận phải.

Một lần nữa, đây là một hình được lý tưởng hóa, và trong khi những tinh thể trong tự nhiên bị song tinh thường xuyên, chúng không cho thấy tất cả các mặt tinh thể, khiến nó rất khó để nhận dạng. Song tinh Brazil là khá phổ biến, nhưng những tinh thể cho thấy sự kết hợp các mặt như trong hình mẫu là cực kỳ hiếm.

Chương tiếp theo

Trong những chương tiếp theo, khá nhiều chủ đề được nói qua sẽ được thảo luận kỹ hơn.

Chương Các thuật ngữ cơ bản giới thiệu một số thuật ngữ thuộc tinh thể học cần thiết để hiểu hình thái học của tinh thể thạch anh.

Chương Hình thái giới thiệu những mặt tinh thể phổ biến nhất trong thạch anh và hình thù tinh thể cơ bản của chúng.

Chương Thói quen mọc giải thích những thuật ngữ phổ biến dùng khi miêu tả hình dạng tinh thể.

Chương Song tinh giới thiệu ba loại song tinh được tìm thấy trong thạch anh và giải thích cách nhận dạng chúng.

Chương Dữ liệu và Vật mẫu giải thích cách thức tôi đưa vật mẫu trên máy lên các trang và đưa ra dữ liệu có thể tải về.

Thông tin thêm, Tài liệu, Đường dẫn

Nếu bạn không quen với các thuật ngữ cơ bản trong phần tinh thể học, tôi khuyên  bạn không chỉ nền đọc phần “Các thuật ngữ cơ bản” mà còn xem thêm các nguồn khác trên mạng. những quan điểm nhất định được dùng khi miêu tả các tinh thể thạch anh vẫn còn khó hiêu mà không cso nền tảng tối thiểu về tinh thể học. Một phần giới thiệu tuyệt vời bởi Mike và Darcy Howard có thể được tìm thấy trên trang web ở tiệm đá của Bob.

Nó rất đáng để tới xem.

Một trang khác thảo luận về Các tinh thể và Mạng lưới tinh thể, dù cách giải quyết tương đối đúng.

Thuật ngữ tinh thể học có thể gây nhầm lẫn và tôi khuyên các bạn nên xem một cuốn giáo trình về khoáng vật học về hiểu sâu hơn về chúng.

– Phạm Thị Hòa dịch