斯石英

斯石英是石英更致密的高压相多型体，密度为4.35g/cm3，八面体配位，具有金红石结

构，空间群P42/mnm。由共用边八面体链组成，形成通道平行于c轴，d=0.206nm。斯石

英易受冲击热效应破坏，保存量很少，故在镜下通常不易辨别，只能用X射线来鉴别，有5～

12条谱线。斯石英可作为鉴别撞击坑的可靠标志。

斯石英又名超石英、重石英，是一种超硬超重的二氧化硅同质多形体。它属于四方晶系。

在超硬材料氧化亚硼被发现之前，它曾经长期被认为是已知最硬的氧化物。在常温常压下，

斯石英处于亚稳定态，会缓慢地发生相变，转变为普通石英；但是该相变是如此缓慢，以至

于其迄今还没有被观察到。斯石英首先由苏联高压物理学家斯提肖夫（Sergey M. Stishov）

于1961年人工合成。斯石英也因斯提肖夫而得名。天然的斯石英由美籍华裔地质学家赵景

德（Edward C. T. Chao）于1962年在美国亚利桑那州的一处陨石撞击坑中发现。

斯石英是用于验证古代恐龙灭绝的原因之一的“撞击说”。普通的沙子在超高压的状态

下变成为致密的“斯石英”，它在自然状态下经历数百万年的反弹，又会恢复为沙子。1961

年一位名叫S．M．斯季绍夫的前苏联科学家发现，如果二氧化硅（即非常纯的沙子）处于

超高压的状态，那么它的原子相距很近，从而变得极为致密。一立方英寸被压扁的沙子比一

立方英寸普通的沙子要重得多。这种被压扁的沙子因此被称为“斯石英”。

斯石英易受冲击热效应破坏，保存量很少，故在镜下通常不易辨别，只能用X射线来

鉴别，有5～12条谱线。斯石英可作为鉴别撞击坑的可靠标志，用于验证古代恐龙灭绝的原

因之一的\"撞击说\"。

普通的沙子在超高压的状态下变成为致密的\"斯石英\"，\"斯石英\"在自然状态下经历数百

万年的反弹，又会恢复为沙子。在实验室里，用摄氏850度的高温把\"斯石英\"加热30分钟，

会变为普通的沙子。

斯石英并不十分稳定，原子之间靠得太近以至于它们又出现相互排斥的趋势，最后又变

为普通沙子。然而，由于原子之间结合得极为致密，所以这种反弹变化进行得非常缓慢，从

而使斯石英可保持数百万年。

金刚石的形成与此相同。金刚石中的碳原子被挤压得异常紧密，它们同样存在一个向外

扩散并且恢复为普通碳的趋势。在通常条件下，这也需要数百万年。

如果你把温度升得足够高，就可使这种变化加快。增温可以增加原子的能量，使它们之

间能够相互分离，返回到原始状态。因此，如果在850℃的温度下把斯石英加热30分钟，它

将变为普通沙子。（你也可以在真空中对金刚石加热，从而把它恢复到原始碳的状态，但谁

愿意这样做呢？）

斯石英可以在实验室制造，但它们在自然界存在吗？是的。然而它们只出现在沙子被强

烈挤压的地方。

例如，在一些地方已经发现了斯石英，而且有证据显示这些地区曾经受到巨大陨石的撞

击。撞击所产生的巨大压力形成了斯石英。另外，在进行过原子弹爆炸实验的场地也发现了

斯石英，它是由膨胀火球的巨大压力形成的。在一个6500万年前形成的沉积物薄层中，发

现了稀有金属铱，它的含量异常丰富。一些人认为，这可能是由于一个巨大的小行星或彗星

对地球撞击的结果。这种撞击也许深入到了地壳内部，引起火山喷发造成大火和潮汐大浪。

许多尘埃进入了平流层中，结果造成在很长一段时间内阳光无法抵达地球表面。这也许是导

致包括所有恐龙在内的许多地球生物灭绝的原因。

被撞击出的坑内有斯石英的存在。

斯石英并不十分稳定，原子之间靠得太近以至于它们又出现相互排斥的趋势，最后又变

为普通沙子。然而，由于原子之间结合得极为致密，所以这种反弹变化进行得非常缓慢，从

而使斯石英可保持数百万年。

金刚石的形成与此相同。金刚石中的碳原子被挤压得异常紧密，它们同样存在一个向外

扩散并且恢复为普通碳的趋势。在通常条件下，这也需要数百万年。

如果你把温度升得足够高，就可使这种变化加快。增温可以增加原子的能量，使它们之

间能够相互分离，返回到原始状态。因此，如果在850℃的温度下把斯石英加热30分钟，它

将变为普通沙子。（你也可以在真空中对金刚石加热，从而把它恢复到原始碳的状态，但谁

愿意这样做呢？

斯石英可以在实验室制造，但它们在自然界存在吗？是的。然而它们只出现在沙子被强

烈挤压的地方。

例如，在一些地方已经发现了斯石英，而且有证据显示这些地区曾经受到巨大陨石的撞

击。撞击所产生的巨大压力形成了斯石英。另外，在进行过原子弹爆炸实验的场地也发现了

斯石英，它是由膨胀火球的巨大压力形成的。

似乎可以肯定地说，斯石英也应该出现在压力极高地地壳深处。在这种情况下，它可通

过火山喷发被携带到地表。然而，喷发温度极高，岩石会被熔化，所以任何由火山携带而来

的斯石英都被转化为普通的二氧化硅。事实上，在火山活动地区至今没有发现过斯石英。

那么，你可能会说在斯石英出现的地方肯定发生过撞击，而且肯定没有发生过火山活动。

亚里桑那大学的J．F．麦克霍恩和几位合作者研究了新墨西哥州拉顿地区的岩层。岩

层的年龄为6500万年，因此可以追溯到恐龙灭绝的年代。

他们在1989年3月1日宣布，利用测试固体物质中的原子排列的现代技术，即核磁共振

和X光衍射，他们确实检测到了在斯石英中存在的一种原子排列。

种种情况显示，在6500万年以前曾有一次巨大的撞击并形成了数吨重的斯石英。这些

斯石英在沉降之前曾被溅起到平流层中。那么，造成恐龙灭绝的原因不是火山活动，而应该

是撞击。