右水晶と左水晶は何が違うのか

http://www.asahi-net.or.jp/~up5s-andu/SUISHO/05_suisho2.htm#5-2(2)

（２）右水晶と左水晶は何が違うのか　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　目次
　右水晶と左水晶について、「水晶の長手方向のＺ軸と平行に空いた連続空隙が、偏光を右旋回させるものが右水晶で、左旋回させるものが左水晶である」ことは、前節の５-１(５)で述べた通りである。つまり、Ｚ軸（ｃ軸）方向の細長いスリット状の空隙が、右ネジ回りに連続する水晶が右水晶で、左ネジ回りの水晶が左水晶。更に突き詰めると、水晶を形作るSiO4らせん体の旋回方向が、左ネジ回りのものが右水晶で、右ネジ回りのものが左水晶である。

図 5-7 右水晶と左水晶

　外観上、右水晶と左水晶の区別はつかないが、稀に結晶面のよく発達した水晶で、両者を区別できる小さな結晶面が現れる。右図のごとく、ａ1,ａ2,ａ3,ｃの４軸を、結晶軸の交点から各々1/5：1：-1/6：1の長さで切ったｘ面｛5161｝と、1：1：-1/2：1で切ったｓ面｛1121｝がその結晶面で、これらが柱面ｍ｛1010｝の右肩に現れるものを右水晶（right-hand quartz）、左肩に現れるものを左水晶（left-hand quartz）と呼ばれている。｛｝カッコ内の数字を面指数（ミラー指数）といい、マイナス記号も含め正確には右図の下のように記述するが、“1”は図のＲとr面のように、基準となる結晶面が各々の結晶軸を切る長さを意味し、“0”は結晶軸と交わらず平行なことを意味している。そして、水晶は三方晶系に属すことから、ｃ軸を中心に左右に120°回転させても結晶軸は同一と見なされ、ｘ面とｓ面は３個の柱面ｍに現れるが、両端に錐面のある水晶では３個の柱面ｍ’の左下（右水晶）と右下（左水晶）にも現れ、両錐形水晶の上下をひっくり返すと元の柱面ｍ’が柱面ｍと見なされる。柱面ｍの肩にこれらの小面が現れるのは、SiO4らせん体が連結した水晶に特有な現象である。
　水晶を破壊して右か左かを調べるには、ｃ軸に垂直にスライスして偏光を当て、偏光の旋回方向を特殊な機器で測定したり、フッ化水素酸溶液に長時間浸して、溶解した結晶面に現れる蝕像の形で判断するが、純度が高く結晶の良好な水晶はどういうわけか右水晶が多い。これは種となった母岩のSiO2微粒子が、既に左ネジ回りのSiO4らせん体で形成されていたからである。 SiO4らせん体の旋回方向は、自転する地球上で運動する物体に働く「コリオリの力」に影響されるが、水晶の晶出段階は静的な環境が考えられコリオリ力は作用していない。豊富な水分下における人工水晶の育成と同様、種水晶の旋回方向に合わせて自由に向きを変えることができるのである。
　 SiO4らせん体の旋回方向とコリオリ力の関係については、北半球の台風の中心で右ネジ回りの上昇気流が発生していることから、南半球でSiO4らせん体が移動する際、左ネジ回りになることが予想できる。つまり２-２(３)で述べたように、原始地球時代の月の分離独立に伴う巨大高地の誕生後、巨大クレーターの中心が北極となり巨大高地が南半球をおおい尽くして、“こま”のように自転したと仮定すれば、その後も南半球の巨大高地に繰り返し衝突した大型隕石により、地中深く形成されたマグマがゆっくりと上昇する過程で、左ネジ回りのコリオリ力が作用したと考えられる。マグマ上昇の最終段階３-４(１)では、高純度水晶の材料になったと思われるペグマタイトの晶出が開始され、SiO4らせん体の旋回方向がコリオリ力の影響を受けて、南半球では左ネジ回りになったのである。そしてこの左ネジ回りのペグマタイト石英（微粒子）が種になって、高純度の右水晶が晶出したと推測される。
　地球形成の末期に火星級の原始惑星が衝突して月が分離するまで、地球が自転していたかどうか定かではないが、それまでにも中型隕石の衝突で生じた無数のマグマから、３-４(２)で述べたように、地下5～20kmの間に分厚い花崗岩層が形成されたと考えられ、花崗岩中のSiO4らせん体は、右ネジ回りと左ネジ回りが渾然一体となった状態にあったと推測できる。たとえ地球が自転していたとしても、花崗岩中の石英の晶出時はマグマの上昇が停止していたため、コリオリ力の影響は受けていないのである。花崗岩の風化した石英砂が種となった低品質の水晶は、右水晶と左水晶の発生率が半々、あるいは右水晶と左水晶の双晶（ブラジル式）となって産出される場合が多い。