Кварц
Кварц (ньому. Quarz) — один з найпоширеніших мінералів в земній корі, породообразующий мінерал більшості магматичних і метаморфічних порід. Вільний вміст в земній корі — 12 %. Входить до складу інших мінералів у вигляді сумішей і силікатів.
Хімічна формула: SiO2 (є поліморфною модифікацією діоксиду кремнію).
Слово «кварц» походить від німецького слова Quarz, що відбувається від средневерхненемецкого twarc, що означає «твердий». За іншими даними від нього. Querklüfterz, Quererz — «руда січних жив».
Морфологія
Має тригональну сингонию, точкова група D3 (в позначенні Шенфлиса) або 32 (у міжнародному позначенні). Кристали — шестигранні псевдогексагональные призми, з одного кінця (рідше обох) увінчані шести - або тригранної пірамідальної головкою, що поєднує межі двох ромбоэдров. Часто у напрямку до голівці кристал поступово звужується. На гранях призми характерна поперечна штрихування. Монокристали кварцу можуть мати праву і ліву форми.
У магматичних і метаморфічних гірських породах кварц утворює неправильні изометричные зерна, зрощені із зернами інших мінералів, його кристалами часто інкрустовані порожнечі і мигдалини в ефузії.
В осадових породах — конкреції, прожилки, секреції (жеоды), щітки дрібних короткопризматических кристалів на стінках порожнин у вапняках та ін. Також уламки різної форми і розмірів, (щебінь), (галечники) галька, пісок (алеврити).
Властивості
У чистому вигляді безбарвний кварц або має білу забарвлення з-за внутрішніх тріщин і кристалічних дефектів. Елементи-домішки і мікроскопічні включення інших мінералів, переважно оксидів заліза, надають йому найрізноманітнішу забарвлення. Має багато різновидів, серед яких — майже чорний моріон, фіолетовий аметист, жовтий цитрин і т. д. Причини забарвлення деяких різновидів кварцу мають свою специфічну природу.
Часто утворює двійники.
Розчиняється в плавикової кислоті і розплавах лугів.
Температура плавлення 1713-1728 °C (з-за високої в'язкості розплаву визначення температури плавлення утруднено, існують різні дані).
Діелектрик і пьезоэлектрик.
Відноситься до групи стеклообразующих оксидів, тобто може бути головною складовою скла. Однокомпонентне кварцове скло з чистого оксиду кремнію одержують плавленням гірського кришталю, жильного кварцу і кварцового піску. Діоксид кремнію володіє поліморфізмом. Стабільна при нормальних умовах поліморфна модифікація — α-кварц (низькотемпературний). Відповідно β-кварцу називають високотемпературну модифікацію. Перехід α-кварцу в β-кварц відбувається при температурі 573 °C.
Кварц має кілька поліморфних модифікацій, які є самостійними мінеральними видами:
кристобаліт
тридимит
коэсит
стишовит (утворюється при дуже високому тиску, вперше отриманий штучно, потім виявлений в Аризонском метеоритном кратері).
Різновиди кварцу
Авантюрин — зеленуватий мінерал з включенням «іскор» (через включення дрібних кристалів слюди поверхню авантюрину має тенденцію до мерехтіння). Не плутати з штучним авантюрином - різновидом мурановского скла (Італія), — мерехтливий буро-червоний штучний камінь (мерехтіння обумовлено включеннями металевих крупинок)
Агат — шарувато-залізиста різновид халцедону.
Аметист — фіолетовий.
Аметрин — жовто-фіолетовий, кристали з зональної забарвленням аметистовых і цитриновых квітів.
Бингемит — иризирующий кварц з домішками гетиту.
Волосиста — гірський кришталь з включеннями тонкоигольчатых кристалів рутилу, турмаліну та/або інших мінералів, які утворюють голчасті кристали.
Гірський кришталь — кристали безбарвного прозорого кварцу.
Кремень — масивні щільні агрегати кремнезему непостійного складу, що складається з кристалічного (кварц, халцедон) і аморфного кремнезему в осадових гірських породах. Часто пофарбований окислами заліза і марганцю в різні кольори, з плавними переходами між ними.
Моріон — чорний.
Переливт — складається з чергуються шарів мікрокристалів кварцу і халцедону, ніколи не буває прозорим.
Празем — зелений (за включень актиноліт).
Празиолит — цибульно-зелений, рідко зустрічається в природі, також виходить при прожарюванні аметисту.
Раухтопаз (димчастий кварц) — світло-сірий або світло-бурий.
Рожевий кварц — рожевий.
Халцедон — скрытокристаллическая тонковолокнистая різновид. Напівпрозорий або просвічує, колір від білого до медово-жовтого. Утворює сферолиты, сферолитовые кірки, псевдосталактиты або суцільні масивні освіти.
Цитрин — лимонно-жовтий.
Сапфіровий кварц — синюватий, грубозернистый агрегат кварцу.
Котяче око — білий, рожевий, сірий кварц з ефектом світлового відливу.
Соколине око — окварцованный агрегат синювато-сірого амфібол.
Тигрове око — аналогічний соколиного ока, але золотисто-коричневого кольору.
Онікс — коричневий з білими і чорними візерунками, червоно-коричневий, коричнево-жовтий, медовий, білий з жовтуватими або рожевуватими прошарками. Для оніксу особливо характерні плоско-паралельні шари різного кольору.
Геліотроп — непрозора темно-зелений різновид скрытокристалического кремнезему, здебільшого тонкозернистого кварцу, іноді з домішкою халцедону, оксидів і гідроксидів заліза і інших другорядних мінералів, з яскраво-червоними плямами і смугами.
Умови освіти
Кварц утворюється при різноманітних геологічних процесах.
Безпосередньо кристалізується з магми кислого складу. Містить як інтрузивні (граніт, діорит), так і ефузивні (риолит, дацит) породи кислого і середнього складу, може зустрічатися в магматичних породах основного складу (кварцове габро). За даними вимірів методами геобаротермометрии, в гранітах кварц виділяється при Т ≈ 700 °C .
У вулканічних породах кислого складу нерідко утворює порфірову вкрапленики. Температура його виділення може перевищувати 1000 °C.
Кварц кристалізується з збагачених флюїдом пегматитовых магм і є одним з головних мінералів гранітних пегматитів. У пегматитах кварц утворює зрощення з калієвим польовим шпатом (власне пегматит), внутрішні частини пегматитовых жив нерідко складені чистим кварцом (кварцове ядро).
Кварц є головним з мінералів апогранітних метасоматитів — грейзенів.
При гидротермальном процесі утворюються кварцові і хрусталеносные жили. Нерідкі красиві жеоды з мінералів кварцу, часто з агатовою оболонкою.
Широко поширений в осадових товщах (наприклад, в Підмосков'ї), часто перебуває у вапняках, доломітах і ін. породах у формі конкрецій, жеод, дрібнокристалічних кірок і прожилки в тріщинах. При вивітрюванні в поверхневих умовах кварц стійкий, накопичується в розсипах різного генезису (прибережно-морських, еолових, алювіальних та ін) у вигляді окатаної гальки. Основний мінерал пісків і пісковиків, а родовища мономінеральних кварцових пісків мають велике промислове значення.
Штучне отримання
Розроблено метод синтезу штучного кварцу гідротермальним способом. Перевагою синтетичного кварцу для промисловості є однорідність розподілу домішок, більш висока хімічна чистота. Велике значення має те, що результатом вирощування є монокристали, які за своїми властивостями більш придатні для використання в якості п'єзооптичного кварцу, ніж широко поширені в природі сдвойникованные кристали. Для ювелірної промисловості метод синтезу також є важливим, так як дозволяє отримувати кварц будь-яких кольорів і потрібної насиченості, при необхідності навіть з переходами однієї забарвлення в іншу. Штучним кристалам надають зелену (дуже рідкісна в природі) та блакитну (природних аналогів немає) забарвлення, вирощують навіть не існуючий в природі синій кварц. Виробництво синтетичних кристалів кварцу розвивається в Гусак-Кришталевому, Педагог-Рязанської області, Южноуральску.
Хімічна формула: SiO2 (є поліморфною модифікацією діоксиду кремнію).
Слово «кварц» походить від німецького слова Quarz, що відбувається від средневерхненемецкого twarc, що означає «твердий». За іншими даними від нього. Querklüfterz, Quererz — «руда січних жив».
Морфологія
Має тригональну сингонию, точкова група D3 (в позначенні Шенфлиса) або 32 (у міжнародному позначенні). Кристали — шестигранні псевдогексагональные призми, з одного кінця (рідше обох) увінчані шести - або тригранної пірамідальної головкою, що поєднує межі двох ромбоэдров. Часто у напрямку до голівці кристал поступово звужується. На гранях призми характерна поперечна штрихування. Монокристали кварцу можуть мати праву і ліву форми.
У магматичних і метаморфічних гірських породах кварц утворює неправильні изометричные зерна, зрощені із зернами інших мінералів, його кристалами часто інкрустовані порожнечі і мигдалини в ефузії.
В осадових породах — конкреції, прожилки, секреції (жеоды), щітки дрібних короткопризматических кристалів на стінках порожнин у вапняках та ін. Також уламки різної форми і розмірів, (щебінь), (галечники) галька, пісок (алеврити).
Властивості
У чистому вигляді безбарвний кварц або має білу забарвлення з-за внутрішніх тріщин і кристалічних дефектів. Елементи-домішки і мікроскопічні включення інших мінералів, переважно оксидів заліза, надають йому найрізноманітнішу забарвлення. Має багато різновидів, серед яких — майже чорний моріон, фіолетовий аметист, жовтий цитрин і т. д. Причини забарвлення деяких різновидів кварцу мають свою специфічну природу.
Часто утворює двійники.
Розчиняється в плавикової кислоті і розплавах лугів.
Температура плавлення 1713-1728 °C (з-за високої в'язкості розплаву визначення температури плавлення утруднено, існують різні дані).
Діелектрик і пьезоэлектрик.
Відноситься до групи стеклообразующих оксидів, тобто може бути головною складовою скла. Однокомпонентне кварцове скло з чистого оксиду кремнію одержують плавленням гірського кришталю, жильного кварцу і кварцового піску. Діоксид кремнію володіє поліморфізмом. Стабільна при нормальних умовах поліморфна модифікація — α-кварц (низькотемпературний). Відповідно β-кварцу називають високотемпературну модифікацію. Перехід α-кварцу в β-кварц відбувається при температурі 573 °C.
Кварц має кілька поліморфних модифікацій, які є самостійними мінеральними видами:
кристобаліт
тридимит
коэсит
стишовит (утворюється при дуже високому тиску, вперше отриманий штучно, потім виявлений в Аризонском метеоритном кратері).
Різновиди кварцу
Авантюрин — зеленуватий мінерал з включенням «іскор» (через включення дрібних кристалів слюди поверхню авантюрину має тенденцію до мерехтіння). Не плутати з штучним авантюрином - різновидом мурановского скла (Італія), — мерехтливий буро-червоний штучний камінь (мерехтіння обумовлено включеннями металевих крупинок)
Агат — шарувато-залізиста різновид халцедону.
Аметист — фіолетовий.
Аметрин — жовто-фіолетовий, кристали з зональної забарвленням аметистовых і цитриновых квітів.
Бингемит — иризирующий кварц з домішками гетиту.
Волосиста — гірський кришталь з включеннями тонкоигольчатых кристалів рутилу, турмаліну та/або інших мінералів, які утворюють голчасті кристали.
Гірський кришталь — кристали безбарвного прозорого кварцу.
Кремень — масивні щільні агрегати кремнезему непостійного складу, що складається з кристалічного (кварц, халцедон) і аморфного кремнезему в осадових гірських породах. Часто пофарбований окислами заліза і марганцю в різні кольори, з плавними переходами між ними.
Моріон — чорний.
Переливт — складається з чергуються шарів мікрокристалів кварцу і халцедону, ніколи не буває прозорим.
Празем — зелений (за включень актиноліт).
Празиолит — цибульно-зелений, рідко зустрічається в природі, також виходить при прожарюванні аметисту.
Раухтопаз (димчастий кварц) — світло-сірий або світло-бурий.
Рожевий кварц — рожевий.
Халцедон — скрытокристаллическая тонковолокнистая різновид. Напівпрозорий або просвічує, колір від білого до медово-жовтого. Утворює сферолиты, сферолитовые кірки, псевдосталактиты або суцільні масивні освіти.
Цитрин — лимонно-жовтий.
Сапфіровий кварц — синюватий, грубозернистый агрегат кварцу.
Котяче око — білий, рожевий, сірий кварц з ефектом світлового відливу.
Соколине око — окварцованный агрегат синювато-сірого амфібол.
Тигрове око — аналогічний соколиного ока, але золотисто-коричневого кольору.
Онікс — коричневий з білими і чорними візерунками, червоно-коричневий, коричнево-жовтий, медовий, білий з жовтуватими або рожевуватими прошарками. Для оніксу особливо характерні плоско-паралельні шари різного кольору.
Геліотроп — непрозора темно-зелений різновид скрытокристалического кремнезему, здебільшого тонкозернистого кварцу, іноді з домішкою халцедону, оксидів і гідроксидів заліза і інших другорядних мінералів, з яскраво-червоними плямами і смугами.
Умови освіти
Кварц утворюється при різноманітних геологічних процесах.
Безпосередньо кристалізується з магми кислого складу. Містить як інтрузивні (граніт, діорит), так і ефузивні (риолит, дацит) породи кислого і середнього складу, може зустрічатися в магматичних породах основного складу (кварцове габро). За даними вимірів методами геобаротермометрии, в гранітах кварц виділяється при Т ≈ 700 °C .
У вулканічних породах кислого складу нерідко утворює порфірову вкрапленики. Температура його виділення може перевищувати 1000 °C.
Кварц кристалізується з збагачених флюїдом пегматитовых магм і є одним з головних мінералів гранітних пегматитів. У пегматитах кварц утворює зрощення з калієвим польовим шпатом (власне пегматит), внутрішні частини пегматитовых жив нерідко складені чистим кварцом (кварцове ядро).
Кварц є головним з мінералів апогранітних метасоматитів — грейзенів.
При гидротермальном процесі утворюються кварцові і хрусталеносные жили. Нерідкі красиві жеоды з мінералів кварцу, часто з агатовою оболонкою.
Широко поширений в осадових товщах (наприклад, в Підмосков'ї), часто перебуває у вапняках, доломітах і ін. породах у формі конкрецій, жеод, дрібнокристалічних кірок і прожилки в тріщинах. При вивітрюванні в поверхневих умовах кварц стійкий, накопичується в розсипах різного генезису (прибережно-морських, еолових, алювіальних та ін) у вигляді окатаної гальки. Основний мінерал пісків і пісковиків, а родовища мономінеральних кварцових пісків мають велике промислове значення.
Штучне отримання
Розроблено метод синтезу штучного кварцу гідротермальним способом. Перевагою синтетичного кварцу для промисловості є однорідність розподілу домішок, більш висока хімічна чистота. Велике значення має те, що результатом вирощування є монокристали, які за своїми властивостями більш придатні для використання в якості п'єзооптичного кварцу, ніж широко поширені в природі сдвойникованные кристали. Для ювелірної промисловості метод синтезу також є важливим, так як дозволяє отримувати кварц будь-яких кольорів і потрібної насиченості, при необхідності навіть з переходами однієї забарвлення в іншу. Штучним кристалам надають зелену (дуже рідкісна в природі) та блакитну (природних аналогів немає) забарвлення, вирощують навіть не існуючий в природі синій кварц. Виробництво синтетичних кристалів кварцу розвивається в Гусак-Кришталевому, Педагог-Рязанської області, Южноуральску.
Інші статті
