含有二氧化硅的矿物有哪些

二氧化硅（SiO₂）是地壳中分布最广的矿物成分之一，以多种形态存在于自然界中。以下是含有二氧化硅的矿物分类及典型代表，结合科学分类与工业应用进行系统梳理：

结晶态二氧化硅矿物

1. 石英家族
   • 石英（α-石英/β-石英）：地壳中含量仅次于长石的矿物，占地壳重量的12.6%。
     • 水晶：无色透明的大晶体石英，含微量杂质可呈紫色（紫水晶）、黄色（烟水晶）、黑色（墨晶）等。
     • 隐晶质石英：
       • 玉髓：纤维状隐晶质石英，颜色多样（红、蓝、绿等），历史可追溯至公元前1800年。
       • 玛瑙：条带状混有蛋白石的隐晶质石英，硬度6.5-7。
       • 碧玉：含杂质的不透明石英，红色碧玉含针铁矿包裹体。
   • 高温变体：
     • 鳞石英：高温下稳定，常见于月球岩石。
     • 方石英：高温变体，月球玄武岩中常见，具双晶结构。
2. 硅质岩石类
   • 石英岩：石英含量>90%的变质岩，工业上用于制造石英坩埚、光纤预制棒。
   • 石英砂岩：碎屑石英颗粒胶结而成，是玻璃工业的主要原料。
   • 脉石英：充填于岩石裂隙中的石英脉，常用于提取高纯石英。

无定形态二氧化硅矿物

1. 蛋白石：非晶质二氧化硅，含水量高（可达10%），可逐渐结晶为玉髓。
2. 硅藻土：由古代硅藻遗骸沉积形成，二氧化硅含量80%-94%，用于过滤、吸附材料。
3. 火山玻璃：火山喷发形成的非晶质二氧化硅，如黑曜石。

硅质沉积物与次生矿物

1. 硅化木：二氧化硅交代植物化石形成，如硅化珊瑚（珊瑚玉）。
2. 燧石：致密隐晶质石英，常呈结核状产于沉积岩中。
3. 自生石英：沉积岩中直接沉淀的二氧化硅，可形成次生加大边。

特殊形态与工业品种

1. 高纯石英矿：二氧化硅纯度≥99.995%，用于半导体、光伏产业。
   • 典型矿床：天然水晶、花岗伟晶岩（如中国河南卢氏-西峡地区发现3000万吨资源）。
2. 硅石矿：包括石英砂岩、脉石英等，工业要求二氧化硅含量≥90%。
3. 合成二氧化硅：如气相白炭黑（纳米级SiO₂），用于橡胶、涂料增强。

相关矿物与岩石

1. 长石：硅酸盐矿物，含二氧化硅但结构不同（如钾长石KAlSi₃O₈）。
2. 云母：层状硅酸盐矿物，含二氧化硅（如白云母KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂）。
3. 锆英石：锆硅酸盐矿物（ZrSiO₄），含少量二氧化硅，用于耐火材料。

地质分布与工业意义

• 地壳分布：石英是地壳中第二丰富的矿物，广泛存在于花岗岩、砂岩中。
• 月球地质：月球岩石中二氧化硅矿物稀少，以方石英为主，与地球差异显著。
• 战略价值：高纯石英被列为24种关键矿产之一，2025年中国建成年产3万吨4N8级砂生产线。