前言:最近獲得化石魚指教,余對下面反應式,須稍做修正:高溫下反應,可能發生之反應平衡式實不可能如此簡單,下面所列只是其中一種可能,會發生但不是全部。

  二氧化矽 SiO2 構成的礦物,包括水晶、石英、玉瓍、....佔約地殼的1/5多一些,如果將矽酸鹽類中的SiO2分解出來,則會超過7成,十分驚人。水晶的學名為石英,英文為 Quartz,但習慣上我們將結晶比較大的稱為水晶,在火成岩中可以找到的水晶為高溫石英,因為形成溫度以超過573度C,至於吾人所見的大結晶水晶則都是熱水作用的礦物。

  地殼板塊因張裂或擠壓,都會產生裂縫,地表的水便會滲入地層接近地球內部高溫的部分,水受熱溫度上升,因壓力較大〈P=h*d,h是深度,d是水的密度〉使得水溫超過100度C並不一定沸騰,如果沸騰水便被往上擠,形成噴泉或是溫泉。

  在此高溫下,水對礦物的溶解度大增;尤其是原來不溶於水的 SiO2 及矽酸鹽:

 〈1〉中性環境下:   SiO2 + H2O  ←→  H2SiO3   產物 H2SiO3是偏矽酸

  高壓高溫時如熱水在地殼深處反應向右,水將些許SiO2溶解,低溫高壓時如熱水流至接近地表反應向左,此時SiO2再結晶出來形成水晶。

 〈2〉鹼性環境下:   SiO2 + 2OH- ←→ (SiO3)2- + H2O

  此反應在高溫高壓下反應甚快,至地表溫度降低鹼性變弱,反應向左,水晶也就析出。

 〈3〉酸性環境下:SiO2溶解度下降,但是矽酸鹽溶解度上升,如金瓜石金礦形成之初。

             Mg2SiO4 + 4H+ → 2Mg2+ + H4SiO4

  至低溫低壓時矽酸H4SiO4分解產生水晶:

              H4SiO4 → 2H2O + SiO2↓

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