水晶是在高溫高壓下形成的，當溫度逐漸降低到573度時二氧化硅結晶成為水晶，天然水晶的形成都伴隨著強烈的地球運動。

合成水晶是仿照天然水晶形成的環境條件使二氧化硅在高壓釜中結晶形成。

天然水晶與合成水晶的理化性質一樣。合成水晶中沒有天然水晶那樣多的微量元素。

水晶，常常也被翻譯為石英(Quartz)，其實在物理性及化學性上，二者同為一物。

水晶最主要的成份是二氧化硅(Sio2)，硅(Silica)是占地球地殼組成成份65%以上的主要礦物；水晶的硬度介于玻璃和鉆石之間。

水晶的生長環境多是在地底下、巖洞中，需要有豐富的地下水來源，地下水又多含有飽和的二氧化硅，同時此中的壓力約需在大氣壓力下的二倍至三倍左右，溫度則需在550-600℃間，再給予適當時間，水晶就會依著六方晶系(HexagonalSystem)的自然法則，而結晶成六方柱狀的水晶了。通常，在人為控制的理想環境當中，即是物理、化學條件都符合上述條件的狀況下，水晶的生長速度約是每天0.8公厘(MM)。這也是許多人造水晶的實驗室、工廠的標準生產速度。由此所培養出來的水晶，就是所謂的“人造水晶”(SyntheticQuartz)，通常多切割為芯片(Chips)供作電子、計算機、通訊工業用途；也有人稱為“養晶”(CultivatedQuartz,CulturedQuatrtz)，雖是使用不同的名詞，其實講的是相同的東西。一般，工業用途的人造水晶，其厚度約需三公分左右，即30MM，需要約40天左右的時間來成長；若要供作珠寶業來磨成十公分(100MM)以上的水晶球，通常約需120-180天也就夠了。但是，這都是在人為控制下最理想的環境中，才有可能有這種速度，在自然界中，情形就沒有這幺樂觀，因為原料、水質、溫度、壓力等等的條件一直在變化當中，很難得達到理想狀況，通常都需要數萬倍、或是數百萬倍的時間，才能達到相同的成長。這也是為什么“地質年齡”動輒以“百萬年”為計算基數，也是“天然水晶”之所以珍貴之處。

正常的水晶在生長時，多可以發現和柱形尖端軸線平行的生長紋(GrowthLines)。由于在地底、巖洞中的生長空間多狹窄，尤其在遇到地震時，或地殼變動時，甚至容易遭到其它礦石的擠壓，常常會壓迫產生不同的“晶面”。當水晶還是液態狀時，常常也會包覆其它礦石、泥灰一起結晶成長，如金紅石(稍后變成發晶)、火山泥灰(稍后變成幻影水晶)等等。所有這些都是自然結晶的一部份，不應視為瑕疵。

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