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水晶的自然形成主要来源于以下几个地质过程和化学条件：
1. 岩浆冷却与热液活动
水晶（主要成分为二氧化硅）由富含硅酸盐的岩浆在缓慢冷却过程中结晶形成，尤其在花岗岩或伟晶岩中常见。热液活动是另一种重要来源，当地下热水溶液溶解硅元素并在裂隙中重新沉淀时，会生成石英晶体，如紫晶、黄晶等。典型矿床分布在中国东海、巴西米纳斯吉拉斯等地区。
2. 沉积岩中的次生结晶
硅质溶液在砂岩或石灰岩缝隙中渗透沉积，经千万年压力作用可形成隐晶质水晶（如玉髓）。新疆、内蒙古等地的戈壁水晶即属此类成因。
3. 变质作用重构
高温高压条件下，原有岩石中的硅质成分重结晶生成水晶。喜马拉雅山脉的部分石英岩带即通过区域变质作用形成。
4. 实验室人工合成
现代工业通过水热法模拟自然条件合成水晶，原料为高纯石英砂，在高压釜中通过温差控制生长。合成水晶广泛用于光学器件，但其原子排列与天然水晶一致。
扩展知识：
水晶颜色差异源于微量元素：紫晶含铁，烟晶含铝辐射损伤，粉晶含钛。
全球最大天然水晶出产国为巴西，中国主要产区包括江苏连云港（压电水晶）、云南哀牢山。
工业用途上，水晶因压电特性被用作振荡器（如手表晶振），而宝石级水晶需达到莫氏硬度7级以上。
注意天然水晶常含包裹体（气液、绿泥石等），合成品则更纯净。消费者可通过偏光镜观察双折射现象鉴别真伪。
