自然史博物館で鉱物の展示を見ると、水晶は空洞の岩石の中に成長していることが多く、まるで精巧に作られた水晶の家のようです。このような水晶で満たされた岩石の空洞をクリスタルケイブと呼びます。クリスタルケイブの原始的な空間は、岩浆が冷却される際に体積が収縮してできたり、岩浆が固化するときに大量のガスが排出されたり、岩石が部分的に溶解して空洞が残ったりしてできます。開けた自由な空間は水晶が成長するための必要条件ですが、それだけでは不十分です。「材料がなければ料理もできない」というように、鉱物の成長には一定の物質的な基盤が必要です。クリスタルケイブが形成された後、含矿熱液が流入すると、温度や圧力が低下して溶液が過飽和になると、対応する鉱物の結晶が順次析出されます。
高温の含シリカ熱液がクリスタルケイブに流入すると、クリスタルケイブ自体が比較的冷たい場合、熱液の温度とクリスタルケイブの温度差が非常に大きいため、最初にクリスタルケイブの端部で過飽和度が非常に高くなり、短時間で多数の微細な「結晶核」が形成され、安定して持続的に成長します。想像すると、これらの微細な結晶核が洞壁に沿って同時に成長すると、すぐに互いに接触して成長を続けられなくなります。そのため、クリスタルケイブの端部に最初に形成されるのは、しばしば玛瑙—隐晶质石英の集合体です。結晶作用がクリスタルケイブの中央に向かって進行するにつれて、温度勾配と過飽和度が低下し、結晶速度が相対的に遅くなり、特に大規模な結晶核の持続的な成長に適しており、六方柱状の水晶結晶が生成されます。各結晶はさまざまな角度のきらびやかに光る面を持っており、洞内のこれらの小さな結晶面は夜空にきらびやかに光る星のように美しいです。
同じクリスタルケイブ内で、異なる発達段階で成長した結晶の大きさには明らかな違いがあります。もし含矿熱液に微量の三価鉄イオンが含まれていた場合、鉄イオンが水晶の結晶格子に取り込まれると、水晶は高貴で美しい紫色になります。結晶が成長を続けるにつれて、熱液中の成矿物質の濃度が徐々に低下し、最終的に消耗されます。結晶に「栄養素」が補給されなくなったため、自然と成長が停止します。そのため、クリスタルケイブの中央は空洞になっています。クリスタルケイブの最も原始的な形態は中空の球体または楕球体で、採掘後に切り開かれます。そうすることで、クリスタルケイブ内に隠れた美しい結晶をはっきりと見ることができ、同時に、観察された層構造に基づいてクリスタルケイブの形成過程を理解することができます。