Кварц к какому классу относится

Кварц — описание минерала

Название кварц получил от немецкого слова в связи с его изобилием в секущих рудных жилах. Предполагают, что название минерала произошло от саксонского слова «Querkluftertz», что означает «руда секущих жил», которое могло видоизмениться в «Querertz», а затем в «quartz».

α -Кварц — эту устойчивую при низких температурах модификацию обычно называют просто кварцем.

На долю кремния приходится 27,7% веса земной коры, после кислорода это наиболее распространенный элемент. Основная масса кремния находится в связанном состоянии в силикатах, преимущественно полевых шпатах —главнейших минералах земной коры, а также в пироксенах и амфиболах. Остальная часть кремния существует в виде SiO₂.

Содержание этой формы кремния в литосфере в целом оценивается в 12%. В основном окисел кремния представлен кварцем. Минерал кварц по распространённости в земной коре является вторым после полевых шпатов породообразующим минералом магматических, метаморфических и осадочных пород.

Кварц минерал и его свойства

Другие полиморфные разновидности SiO₂ более редки, причем среди них несколько большим распространением пользуются тридимит и кристобалит, ассоциирующий с опалом.

Формально по химическому составу кварц — окисел и традиционно рассматривается среди минералов класса окислов. Однако, в настоящее время к классу окислов он относится условно, так как по структуре принадлежит к классу силикатов.

Формула кварца

Химический состав

Теоретическому составу кварца, очевидно, отвечают бесцветные прозрачные разновидности. Из числа изоморфных примесей следует назвать Al 3+ , Fe 3+ , Ti 4+ . Разности, окрашенные в молочно-белый или другой цвет, в виде механических примесей в разных количествах могут содержать газообразные, жидкие и твердые вещества: СО₂, Н₂О, углеводороды, NaCl, CaCO₃, в ряде случаев включения мельчайших кристалликов рутила, актинолита и других минералов, видимых на глаз.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Более высокотемпературная модификация β- кварца кристаллизуется в гексагональной сингонии, гексагонально-трапецоэдрическом в. с. L₆6L₂.

Более устойчивая при температурах ниже 573 °С (при атмосферном давлении) модификация α-кварца кристаллизуется в тригональной сингонии, тригонально-трапецоэдрическом в. с. L33L3. Пространственная группа P3121(D43) или P3221(D53) (правая и левая энантиоморфные модификации). a0 = 4,904, с0 = 5,397.

Кристаллическая структура

Кристаллическая структура β-кварца. В каждом тетраэдре SiO₄ два кислородных иона располагаются несколько выше, а другие два — несколько ниже, чем ион кремния. Группы тетраэдров лежат в трех слоях на различных высотах. Тетраэдры образуют спирали, каждая из которых закручивается в одну и ту же сторону.

Так называемые правые и левые кварцы тем и отличаются, что заворот этих спиралей происходит в правую или в левую сторону. Поворот вокруг шестерной оси на 60° и перенос на одну треть высоты элементарной ячейки вдоль оси с приводят к совпадению с прежней позицией тетраэдров.

Низкотемпературная модификация α-кварца по своей кристаллической структуре лишь несколько отличается от β-кварца. При полиморфном превращении высокотемпературной модификации в низкотемпературную происходят небольшие смещения центров кремнекислородных тетраэдров, в результате чего имеет место уплотнение решетки и понижение ее симметрии: шестерные оси превращаются в тройные. При этом тип связи между тетраэдрическими группами не меняется. В процессе превращения не происходит изменений в направлениях заворота спиралей (в правую или левую сторону).

Форма нахождения в природе

Сросток кристаллов

Облик кристаллов кварца. Кристаллы кварца удлинённые, призматического вида.

Кристаллы β-кварца, вернее, параморфозы α-кварца по нему, встречающиеся в богатых кремнеземом эффузивных породах (риолитах, кварцевых порфирах и др.) как ранние выделения из жидкой магмы, имеют облик гексагональной дипирамиды, причем грани призмы сильно укорочены или отсутствуют вовсе. Они обычно очень мелки, но в некоторых породах достигают 1–2 см в поперечнике.

Низкотемпературный α-кварц в хорошо образованных кристаллах встречается только в пустотах или рыхлых средах. Известны отдельные кристаллы очень крупных размеров, до 1 и даже 40 т весом. Формы кристаллов хотя и весьма разнообразны, но чрезвычайно характерны по присутствию граней призмы m (101–0), часто сгоризонтальной штриховкой, граней ромбоэдров r (101–1) и z (011–1), тригональной дипирамиды s <112–1>, тригонального трапецоэдрах и др. Встречаются индивиды, в которых грани главных ромбоэдров одинаково развиты, и кристаллы в таких случаях принимают облик «гексагональной дипирамиды».

Будучи протравленными, грани одного ромбоэдра остаются блестящими, другого — становятся матовыми. Фигуры травления также неодинаковы. По положению граней тригонального трапецоэдра <516–1>и дипирамиды различают правый и левый. Эти грани приурочены к ребрам призмы (через 120°), располагаясь вверху и внизу, но по разные стороны ребра.

Кроме явнокристаллических модификаций α-кварца и β-кварца известны скрытокристаллические плотные разности, обладающие волокнистым строением: халцедон (волокна вытянуты вдоль одной из осей L2) и кварцин (волокна вытянуты вдоль L3), надежно отличимые друг от друга только по оптическим свойствам (в частности, по знаку удлинения).

Двойники

Двойники минерала наблюдаются весьма часто и по разным законам.
1. Дофинейские двойники столь совершенно прорастают друг друга, что похожи на простые кристаллы кварца, от которых они отличаются тем, что грани трапецоэдра х наблюдаются в удвоенном количестве и выводятся друг из друга поворотом вокруг вертикальной оси не на 120°, а на 60°. Грани призмы обоих индивидов сливаются, а грани ромбоэдра r совпадают с гранями ромбоэдра z. Оптические оси обоих индивидов параллельны, и потому двойниковое строение можно установить только путем травления. Двойниковые швы извилистые.
2. Бразильские двойники отличаются от дофинейских тем, что в них грани трапецоэдров, наблюдающиеся в двойном количестве, выводятся иначе: отражением в вертикальной плоскости. Двойниковое строение обнаруживается путем травления. В отличие от строения дофинейских двойников, здесь мы наблюдаем прямолинейные двойниковые швы. Кроме того, бразильские двойники могут быть обнаружены и оптически.
3. Японские двойники по тригональной дипирамиде ; индивиды наклонены друг к другу под углом 84°34′.

Излом массивных тонкозернистых разновидностей камня — плоскораковистый до шероховатого или занозистого. Волокнистые разновидности имеют шероховатый, зазубренный или занозистый излом.

Агрегаты

Встречается кварц в одиночных кристаллах, их сростках разного типа (друзах, щетках и др.), в зернистых массах, в виде зёрен неправильной формы, в виде сплошных масс и прожилков.

В пустотах широко распространены друзы кристаллов кварца, иногда в срастании с кристаллами других минералов. Сплошные же массы кварца представляют зернистые агрегаты. Строение плотных агрегатов легко устанавливается в тонких шлифах под микроскопом при скрещенных николях.

Халцедон, обладающий скрытоволокнистым строением, часто наблюдается в виде корок, почковидных форм или сферолитов, но чаще в виде желваков, носящих название кремней. Агаты (кремнистые жеоды) имеют концентрически-зональное строение, обусловленное перемежаемостью различно окрашенных слоев халцедона, иногда кварца. Центральные части жеод нередко сложены кристаллически-зернистым кварцем, иногда в виде щеток кристаллов.

Прожилки золота в кварце. Магаданская обл., Утинское месторождение

Физические свойства кварца

Оптические

Цвет. Окраска кварца различная. Чаще всего он бесцветный, белый, серый, но встречаются и окрашенные разности.

Прозрачные или полупрозрачные красиво окрашенные разности кварца носят особые названия. Их названия и цвет приведены в разновидностях.
Кроме перечисленных прозрачных разностей минерала, наблюдаются явно аллохроматически окрашенные кристаллы кварца благодаря включениям посторонних минералов, также имеющие свои названия: празем — зеленоватый кварц с включениями иголочек зеленого актинолита: авантюрин — желтоватый или буровато-красный кварц с мерцающим отливом, обусловленным мельчайшими включениями слюды, железной слюдки Fe₂O₃ и др.

Широко распространенный в гидротермальных месторождениях кварц молочно-белого цвета. Почти всегда в жидких включениях наблюдается подвижной пузырек газа, по которому легко знается жидкость, а иногда даже кристаллики NaCl При нагревании при определенной температуре эти кристаллики растворяются, затем исчезают пузырьки газа и образуется однородная жидкая фаза. При охлаждении она вновь становится неоднородной. Таким путем можно примерно установить, при какой температуре мог произойти захват этих жидких фаз в процессе кристаллизации. В других случаях молочно-белый цвет кристаллов кварца обусловлен сильной Добавить в словарь, возникшей при динамических воздействиях (подобно тому, как совершенно прозрачный лед при ударе молотком в поврежденном месте становится молочно-белым.

• Черты не дает.
• Блеск стеклянный на гранях кристалла,
• Отлив жирный на изломе.
• Прозрачность. кварц просвечивает, реже прозрачен.
• Кварц оптически одноосный, положительный. Ng = 1,553 и Nm = 1,544. Он обладает способностью вращать плоскость поляризации в ту или другую сторону в зависимости от того, имеем ли мы дело с правым или левым.

Механические

• Твердость кварца эталонная — 7.
• Плотность 2,65.

Кварц стойкий по отношению к выветриванию (химически не разлагается). С кислотами не реагирует, за исключением HF, с которой легко образует летучее соединение — SiF₄. Поддается влиянию щелочей.

Прочие свойства

Поперечная штриховка на гранях призматических кристаллов.

Кварц способен пропускать ультрафиолетовые лучи. Обладает свойством пьезо-электризации: под влиянием механических напряжений в кварце возникают электрические заряды. Электрическими осями являются двойные, причем тот конец каждой двойной оси, который упирается в ребро, срезанное гранями трапецоэдра, электризуется отрицательно, а противоположный конец — положительно. Температура плавления 1713 °С. При застывании расплава легко образуется кварцевое стекло, обладающее рядом особых свойств (кислотоупорностью, низким коэффициентом расширения, способностью пропускать ультрафиолетовые лучи и др.).

Диагностические признаки

Диагностика. Кварц легко узнается по призматическим кристаллам с поперечной штриховкой, раковистому излому, высокой твердости (7), стеклянному или жирному блеску. Можно спутать с опалом, халцедоном, полевым шпатом или нефелином. Первые два отличаются от кварца восковым блеском и плотным строением. Для полевых шпатов характерна спайность (в двух направлениях).

Нефелин имеет более низкую твердость (5,5).

Практическое применение кварца

Горный хрусталь, обладающий пьезооптическими свойствами (пьезокварц), применяется в радиотехнике и оптике. Аметист, дымчатый кварц употребляются в ювелирном деле как драгоценные и поделочные камни. Чистые кварцевые пески используются в стекольной промышленности; песчаники и кварциты — как строительный камень.

Источник

Кварц – характеристики, свойства и применение минерала

По своей природе кварц – полезный ископаемый минерал в форме оксида кремния (SiO₂), который считается наиболее распространённым в составе земной коры. Минералы группы кварца чаще всего можно встретить в кремнезёме – почвенной структуре, обладающей выраженным полиморфизмом.

В современной геологии кварц известен, как породообразующий минерал большей части метаморфических и магматических пород. Общая массовая доля минерала составляет не менее 60% от общего содержания всех минералов. У кварца существует множество разновидностей, отличающихся внешне друг от друга цветом, генезисом и формами. Также он имеет ряд различных модификаций.

Структура минерала

К числу основных полиморфных модификаций кварца кристаллического типа можно отнести:

• тригональный бета-кварц, который устойчив к температурным режимам до 573 о С;
• двуокись кремния в форме гексагонального альфа-кварца, устойчивого к давлению в 100 кн/м 2 при температуре 870-573 о С.

Бета-кварц – наиболее распространённая природная форма, альфа-кварц в основном представлен в виде параморфозов первого по второму. Кристаллизация первой формы имеет каркасную кристаллическую структуру с основанием из киcлородно-кремневых тетраэдров с винтообразным расположением (левый/правый винтовой ход) относительно основной кристаллической формации.

В зависимости от этой особенности принято выделять левые и правые морфологично-структурные формы кварцевых кристаллов, которые отличаются внешне симметрией расположения граней. У альфа-кварца отсутствует центр и плоскость симметрии, за счёт чего минерал способен проявлять пироэлектрические и пьезоэлектрические свойства.

Среди прочих известных модификаций полиморфного кремнезёма можно выделить:

• тридимит;
• кристобалит;
• моганит;
• стишовит;
• коэсит;
• сейфертит.

Кристаллический тетраэдр бета-кварца имеет две пары кислородных ионов, расположенных с вертикальным смещением относительно иона кремния (одна пара снизу, другая – сверху). Тетраэдровые формации располагаются по трём слоям на разной высоте. Вместе эти группы формируются в спирали – все спиральные элементы имеют завихрение в одну сторону.

Если рассматривать низкотемпературную альфа-модификацию, то структурно она не сильно отличается от бета-аналога. В процессе полиморфного преобразования высокотемпературной формы в низкотемпературную, кислородо-кремневые тетраэдры смещаются относительно центра, что приводит к уплотнению кристаллической решётки с нарушением её симметрии.

Таким образом, из шестерных осей образуются тройные, но связи между группами тетраэдров остаются неизменными. Также отсутствуют изменения в плане спирального заворота.

Морфологические признаки

Типичной кристаллической формой в плане морфологии для кварца считается призма-шестигранник, имеющий с одного или обоих концов в зависимости от типа трёхгранной или шестигранной головки в форме пирамиды. Зачастую кристаллическая структура становится тоньше в направлении головки. Грани призмы имеют поперечные штрихи. Зачастую кристаллы имеют форму удлинённой призмы, в которой пара ромбоидов и гексагональная призма имеют развитые грани, образующие кристаллическую головку.

Намного реже встречаются дипирамидальные кристаллы псевдогексагональной формы. Часто кристаллы кварца правильной формы имеют сложную сдвоенную структуру с образованием двойниковых участков в соответствии с так называемыми дофинейским и бразильским законами

Это происходит не только по мере кристаллического роста, но также как результат внутренних преобразованиях на этапе бета-альфа полиморфных переходах при смене температурной среды. Такие процессы сопровождаются сжатием и некоторыми механическими деформациями.

Метаморфические и магматические кварцевые руды образованы в виде зёрен неправильной, изометрической формы, которые обычно срастаются с зернообразными образцами других минеральных пород. Часто кварцевые кристаллы инкрустируют миндалины и пустоты внутри эффузитивов.

Если рассматривать осадочные породы, то кварц встречается в их составе в виде жеодов (секреций/выделений), прожилков, конкреции, а также щёток короткопризматичных маленьких кристалликов внутри известняковых пустот. Нередко можно встретить кварц осадочного происхождения в виде обломков песка и гальки.

Диагностические особенности

Диагностику облегчают призматические кристаллы, имеющие характерную поперечную штриховку, характерными параметрами твёрдость, жирному или стеклянному отблеску и раковистым изломам.

Нередко при диагностике его визуально путают с халцедоном, опалом, нефелином и полевым шпатом. Халцедон и опал отличаются от кварцевых образцов более плотной структурой и восковым отблеском. Нефелин отличается более низкой твёрдостью в 5,5 единиц, а полевые шпаты имеют двухнаправленную спайную структуру.

К сопутствующим минералам кварцевых пород можно отнести кальцит, золото, большая часть сульфидов, роговую обманку, слюду и полевые шпаты.

Физические характеристики и свойства

Свойства этого минерала и их проявления в целом многообразны, что обуславливает его вариативность и своего роде уникальность.

Механические характеристики

Согласно шкале относительной твёрдости Мооса кварц имеет эталонный показатель 7. Его плотность равна 2,65 единицам. Минерал относят к классу стеклоформирующих оксидов.

Нередко он становится основной составляющей однокомпонентного кварцевого стекла (формируется на основе чистого кремневого оксида путём плавления жильного кварца, кварцевого песка и горного хрусталя).

Как уже было сказано, кремневый диоксид имеет полиморфические свойства с более стабильной альфа-модификацией и высокотемпературной бета-модификацией.

Химические свойства

Минерал проявляет стойкость к химическому разложению (выветриванию). Не вступает в реакцию с большинством кислот. Исключение – HF (плавиковая кислота), в реакции с которой образуется SiF₄ – летучее химическое соединение.

Вступает в реакцию с щелочными расплавами. Температура плавления составляет 1715-1725 o C. Точную температурную отметку плавления установить сложно, поскольку в расплавленном виде горная порода имеет высокую вязкость

Оптические характеристики

Минерал может иметь различную окраску. Зачастую кварц бесцветен, но также имеет сероватый и белый оттенок. Встречаются и цветные разновидности с различным окрасом.

Полупрозрачные или прозрачные формы имеют привлекательный окрас и ценятся по-особому – таким образцам присвоены отдельные названия (какие основные разновидности и названия существуют, мы рассмотрим далее).

Помимо полупрозрачных и прозрачных кристаллических образцов встречаются кристаллы с аллохроматическим окрасом, обусловленным включениями других минеральных пород. Эти формы также имеют собственные наименования.

К примеру, авантюрин представляет собой красно-буроватый или жёлтый кварцевый образец, содержащий мельчайшие частицы железной слюдки Fe₂O₃ и слюды, за счёт чего такая порода имеет мерцающий отлив. Ещё один образец, относящийся к кварцевой руде, празем, имеет зеленоватый оттенок и включения иглообразных частичек актинолита.

В недрах гидротермальных пород часто обнаруживают кварц молочно-белого оттенка. Зачастую в жидком включении имеются подвижные газовые пузырьки либо кристаллики хлорида натрия. В процессе нагревания такие пузырьки растворяются, а кристаллики растворяются, что формирует однородную жидкостную фазу.

При последующем охлаждении образец снова приобретает неоднородную структуру. Эта особенность позволяет понять, при каком температурном режиме происходил захват жидкостной фазы в ходе кристаллизации.

Существуют и другие причины формирования таких уникальных кварцевых кристаллов в молочно-белом цвете. К одной из них относится эффект повреждения ледовой поверхности (при ударе твёрдым предметом в месте удара образуется бело-молочный след). То же самое происходит и с таким кварцем при его механическом повреждении.

Помимо прочего минерал не даёт черты, имеет кристаллический, стеклянный блеск на каждой грани. На изломе имеется жирноватый отлив. Все образцы кварца просвечивают в той или иной степени (намного реже в природе встречаются полностью прозрачные разности). Оптически камень имеет одноосный, положительный вид (Nm – 1,54, Ng – 1,53). Плоскость поляризации может вращаться в разные стороны, что обусловлено левым или правым завихрением спирали.

Другие свойства и характеристики

Кварцевые кристаллы пропускают лучи ультрафиолета и под влиянием механических напряжений приобретают свойства пьезоэлектризации (внутри структуры возникают электрозаряды).

Электрические оси имеют сдвоенную структуру. При этом конец оси, упирающийся в ребро, имеет отрицательную электризацию, а другой конец – положительную, соответственно. Кварцевое стекло отличается пониженным коэффициентом расширения, кислотоупорностью и возможностью пропускать УФ-лучи.

Отвечает трём законам двойникования:

1. Дофинийскому – формирование путём срастания образцов единой энантиоморфной модификации.
2. Бразильскому – формирование за счёт срастания левого и правого трапецоэдров (с отражением по вертикали).
3. Японскому – формируется в форме тригональной дипирамиде.

Природное происхождение

Кристаллизация происходит из кислых магматических пород. Минерал содержится в эффузивных и интрузивных породах с кислым и средним составом, а именно в составе дацита, риолита, диорита и гранита. В породах основного магматического состава встречается в форме кварцевого габбро.

Порфировые кварцевые вкрапления часто встречаются в кислых вулканических породах с кристаллизацией в пегматитовых магмах, обогащённых флюидами. Это один из основных минералов среди пегматитов гранитной природы

В составе пегматитов кварцевая порода срастается с пегматитом, представленным калиевыми полевыми шпатами. В составе грейзенов (апогранитных метасоматитов) кварц составляет формирующую основу.

В процессе гидротермальных воздействий формируются хрусталеносные, а также кварцевые жилы (особо примечательными можно считать альпийские жилы). В условиях поверхностного существования кварцевая руда отличается устойчивостью. Она может накапливаться в россыпях с различным генезисом (преимущественно аллювиальным, эоловым и прибрежно-морским). Под влиянием различных внешних факторов кварцевые образования подвержены кристаллизации в разные полиморфные модификации, приведённые в описании выше.

Разновидности

Рассмотрим основные, наиболее примечательные разновидности минерала:

1. Агат – одна из разновидностей халцедона с полосчато-слоистой структурой.
2. Авантюрин – имеет красноватый или желтоватый оттенок с включеиями слюды.
3. Аметист – красивый фиолетового цвета.
4. Тигровый (соколиный, бычий) глаз – буро-малиновый цветной камень.
5. Бингемит – кварц иризирущий, который примечателен включениями гётита.
6. Горный хрусталь – бесцветные, прозрачные кристаллические образования.
7. Волосатик – разновидность горного хрусталя с включениями рутиловых тонкоигольчатых частичек, а также турмалина и прочих минералов игольчатой формации.
8. Кремень – представлен скрытокристаллическими кремнезёмовыми агрегатами тонкозернистой структуры, основу которых составляет кварц с небольшой примесью кристобалита и халцедона. Иногда в небольших количествах содержит опал. Как правило, встречается в виде гальки и конкреций.
9. Празем – примечателен наличием актинолита и имеет отчётливый зелёный оттенок.
10. Переливт – слоёный минерал, состоящий из микрокристаллов халцедона и кварца, имеющий непрозрачный вид.
11. Морион – разновидность, представленная в чёрном цвете.
12. Розовый кварц.
13. Дымчастый (раухтопаз) – имеет светло-бурую/светло-серую цветность.
14. Празолит – имеет зелено-луковый оттенок. Образуется искусственным путём, за счёт прокаливания жёлтых кварцевых образцов.
15. Оникс – коричневый минерал с природными чёрно-коричневыми узорами. Также может иметь медовый, коричнево-красный, белый, розоватый и желтоватый плоскопараллельный слой в составе.
16. Цитрин – камень лимонно-жёлтого оттенка.
17. Гелиотроп – тёмно-зелёный камень скрытокристаллической разновидности кремнезёма. В основном представлен в виде тонкозернистых формирований, редко с примесями халцедона, гидроксида и оксида железа. Может иметь полосы и пятна ярко-красного оттенка.
18. Халцедон – тонковолокнистый, скрытокристаллический камень с просвечивающей или полупрозрачной структурой и цветовым спектром от медового/жёлтого до белого. Формирует сферолитовую кору и сферолит, сплошные массивы, а также встречается в виде псевдосталактитовых образований.

Сфера применения

Кварцевые кристаллы часто используют при изготовлении оптических приборов, в составе ультразвуковых генераторов, радиоаппаратуре и мобильной технике (такое применение целесообразно в силу его пьезоэлектрических свойств), а также в составе множества электронных приборов (в виде кварцевых резонаторов, применяющихся для стабилизации частотных характеристик электрогенераторов).

Часто его используют в производстве керамики и кварцевого стекла. Востребован в изготовлении кремнезёмных огнеупорных элементов. Часто цветной кварц задействован в производстве ювелирных изделий и украшений. Некоторые разновидности прозрачных, окрашенных разновидностей ценятся, как полудрагоценные камни.

Монокристаллические кварцевые формации используют в оптике при изготовлении призм спектрографом и специальных оптических фильтров, линз для ультрафиолетовой оптики и монохроматоров.

Расплавленный кварц используется при создании химпосуды. Чтобы получить химически чистый кремний также используют кварцевые образцы. В стекольной и керамической промышленности нередко используют кварциты и кварцевый песок.

Источник

Кварц

Кварц — минерал, оксид кремния. Один из самых рапространёных минералов в Земной коре.

Кремнезём, наиболее распространённой формой нахождения которого в природе является кварц, обладает развитым полиморфизмом.

Две основные полиморфные кристаллические модификации двуокиси кремния: гексагональный α-кварц, устойчивый при давлении в 1 атм. (или 100 кн/м2) в интервале температур 870-573°С, и тригональный β-кварц, устойчивый при температуре ниже 573°С. В природе широко распространён именно β-кварц. Все гексагональные кристаллы α-кварца, находимые в обычных условиях, являются параморфозами β-кварца по α-кварцу. β-кварц кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра тригональной сингонии. Кристаллическая структура — каркасного типа, построена из кремне-кислородных тетраэдров, расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси кристалла.

В зависимости от этого различают правые и левые структурно-морфологические формы кристаллов кварца, отличимые внешне по симметрии расположения некоторых граней (например, трапецоэдра и др.). Отсутствие плоскостей и центра симметрии у кристаллов β-кварца обусловливает наличие у него пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств.

Другие полиморфные модификации кремнезёма:

• Кристобалит
• Тридимит
• Коэсит
• Стишовит (образуется при очень высоком давлении и умеренной температуре, впервые обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва)
• Моганит
• Сейфертит
• Кварц изоструктурен с берлинитом.

Наиболее часто кристаллы имеют удлиненно-призматический облик с преимущественным развитием граней гексагональной призмы и двух ромбоэдров, образующих головку кристалла. Реже кристаллы принимают облик псевдогексагональной дипирамиды. Внешне правильные кристаллы кварца обычно сложно сдвойникованы, образуя наиболее часто двойниковые участки по т. н. бразильскому или дофинейскому законам. Последние возникают не только при росте кристаллов, но и в результате внутренней структурной перестройки при термических α-β полиморфных переходах, сопровождаемых сжатием, а также при механических деформациях.

В магматических и метаморфических горных породах кварц образует неправильные изометричные зерна, сросшиеся с зернами других минералов, его кристаллами часто инкрустированы пустоты и миндалины в эффузивах.
В осадочных породах — конкреции, прожилки, секреции(жеоды), щётки мелких короткопризматических кристаллов на стенках пустот в известняках и др. Также обломки различной формы и размеров, галька, песок.

Растворяется в плавиковой кислоте. Температура плавления 171 — 1728°С (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления затруднено, существуют различные данные).

SiO2 относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть склонен к образованию переохлажденного расплава — стекла.

Разновидности кварца

• Горный хрусталь — кристаллы бесцветного прозрачного кварца
• Раухтопаз (дымчатый кварц) — светло-серый или светло-бурый
• Морион — чёрный
  Аметист — драгоценная разновидность горного хрусталя фиолетового, фиолетово-розового, сиренево-красного цвета
• Цитрин — лимонно-жёлтый
• Авантюрин — мерцающий из-за многочисленных включений мелких чешуек слюды или гематита (железной слюдки) кварцит желтоватого или буровато-красного цвета
• Празем — зелёный (из-за включений актинолита)
• Волосатик — горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина, гётита или других минералов, образующих тонко-игольчатые кристаллы
• Халцедон — скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность — включая цветные разновидности со своими названиями —
• сердолик: — желтый, оранжевый, красный;
• сардер: (или сард) — красновато-бурый, коричневый;
• плазма —: зеленый;
• хризопраз —: яблочно-зеленый, окрашенный тонкими включениями ии-кельсодержащих силикатов;
• оникс —: черно-белый (полосчатый);
• карнеол: — мясо-красный. Существуют и другие . Полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого или серого до медово-жёлтого. Образует сферолиты, сферолитовые корки, псевдосталактиты или сплошные массивные образования
• Агат — слоисто-полосчатая разновидность халцедона
• Кремень — тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезёма непостоянного состава, состоящие в основном из кварца и в меньшей степени халцедона, кристобалита, иногда с присутствием небольшого количества опала. Обычно находятся в виде конкреций или гальки, возникающей при их механическом разрушении.
• Тигровый глаз, Соколиный глаз, Бычий глаз — продукты замещения (псевдоморфозы) кварцем различных видов амфиболов.
• См. также: Опал (аморфный кремнезём)

Условия образования

Кварц образуется при различных геологических процессах:

Непосредственно кристализуется из магмы кислого состава. Кварц содержат как интрузивные (гранит, диорит), так и эффузивные (риолит, дацит) породы кислого и среднего состава, может встречаться в магматических породах основного состава (кварцевое габбро).

В вулканических породах кислого состава нередко образует порфировые вкрапленники.
Кварц кристализуется из обогащенных флюидами пегматитовых магм и является одним из главных минералов гранитных пегматитов. В пегматитах кварц образует срастания с калиевым полевым шпатом (собственно пегматит), внутренние части пегматитовых жил нередко сложены чистым кварцем (кварцевое ядро). Кварц является главным минералов апогранитных метасоматитов — грейзенов.

При гидротермальном процессе образуются кварцевые и хрусталеносные жилы, особое значение имеют кварцевые жилы альпийского типа.

В поверхностных условиях кварц устойчив, накапливается в россыпях различного генезиса (прибрежно-морских, эоловых, аллювиальных и др.).

В зависимости от различных условий образования кварц кристаллизуется в различных полиморфных модификациях.

Кварц добывается практически повсеместно. В России месторождения минерала есть в Карелии, Забайкалье, на Урале и Алтае. Очень много кварца в Сибири, на Кавказе, в Памире, Австрии, США, Мадагаскаре, Бразилии.

Применение

Ценное минеральное сырье: используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик). В больших количествах потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и чистый кварцевый песок) Также применяется в производстве кремнеземистых огнеупоров и кварцевого стекла. Многие разновидности используются в ювелирном деле как поделочные камни.

Европейские мастера «познакомились» с кварцем в XI-XV веках. Очень ценились бокалы и вазы из этого материала. В России данный материал начали использовать в XVIII веке. Из него делали броши, ожерелья, перстни, печати. Из данного минерала делают вазы, чаши, пепельницы.

Его применяют для изготовления чистящих средств.

Свойства Минерала

Цвет	Белый, Бесцветный, Жёлтый, Красный, Зеленый, Коричневый, Розовый, Оранжевый, Серый, Фиолетовый, Чёрный
Цвет черты	белый
Происхождение названия	от стар. нем. Querklufter — руда секущих жил, или от нем. «кварр» — скрежет (зерна кварца при истирании издают характерный скрежет)
Год открытия	известен с древних времён
IMA статус	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)
Химическая формула	SiO 2
Блеск	стеклянный матовый жирный
Прозрачность	прозрачный полупрозрачный просвечивает мутный водяно-прозрачный
Спайность	несовершенная по
Излом	раковистый
Твердость	7
Электрические свойства минерала	пьезоэлектрик, пироэлектрик
Термические свойства	α-кварц (триг, устойчив при t 573 °C).
Люминесценция	может наблюдаться триболюминесценция
Strunz (8-ое издание)	4/D.01-10
Hey’s CIM Ref.	7.8.1
Dana (7-ое издание)	75.1.3.1
Dana (8-ое издание)	75.1.3.1
Молекулярный вес	60.08
Параметры ячейки	a = 4.9133Å, c = 5.4053Å
Отношение	a:c = 1 : 1.1
Число формульных единиц (Z)	3
Объем элементарной ячейки	V 113.00 ų
Двойникование	три закона двойниковых срастаний: дофинейский –срастание индивидов одной энантиоморф. модификации (правой с правым или левой с левым) с поворотом одного индивида относительно др. вокруг двойниковой оси L3 на 60°; бразильский — срастание правого и левого к
Точечная группа	3 2 — Trapezohedral
Пространственная группа	P31 2 1
Плотность (расчетная)	2.66
Плотность (измеренная)	2.65
Показатели преломления	nω = 1.543 — 1.545 nε = 1.552 — 1.554
Максимальное двулучепреломление	δ = 0.009
Тип	одноосный (+)
Оптический рельеф	низкий
Форма выделения	Обычны кристаллы в виде шестигранной призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанной шести- или трехгранной пирамидальной головкой. Часто по направлению к головке кристалл постепенно сужается. На гранях призмы характерна поперечная штриховка; сплошные массы различной плотности и зернистости (от крупно- до скрытокристаллических), тонковолокнистые, сферолитовые, натёчные (халцедон) и землистые агрегаты.
Классы по систематике СССР	Оксиды
Классы по IMA	Оксиды
Сингония	тригональная
Хрупкость	Да
Литература	Юргенсон Г. А. Типоморфизм и рудоносность жильного кварца. М.,1997.
Дополнительно

Посмотреть минерал Кварц в магазинах минералов

Фото Минерала

Статьи по теме

Хотя кварц является одним из самых распространенных минералов и его кристаллические формы легко поддаются определению, его никоим образом не следует исключать из разряда драгоценных камней.

К обширной группе кварца относятся минералы, которые, как бы сильно не отличались друг от друга внешним видом или внутренним строением, имеют очень простой и постоянный химический состав, представляя собой соединение кремния с кислородом, иначе – окись кремния, или кремнезем.

Самые ранние экспериментальные работы по синтезу кварца имели чисто минералогическое значение и проводились с целью выяснения условий его образования в природе.

Отмечено, что увеличение в жильном кварце сульфидов влечет за собой повышение содержания Au. Наиболее высокие значения его отмечены для сульфидно-кварцевых жил, наиболее низкие — для зон вкрапленных и прожилково-вкрапленных руд.

Окраска кварца определяется не хромом и марганцем, а сочетанием алюминия в нем, а также трехвалентного титана.

Источник