Температура плавления кварца. Особенности применения кварца

Кварц (со старонемец. twarc – твердый) – минерал из класса оксидов: оксид кремния. Самый распространенный минерал на Земле. Химическая формула кварца: SiO2.

Блеск стеклянный, в изломе жирноватый. Твердость 7. Удельный вес 2,6-2,65 г/см 3 . Бесцветный, белый, сероватый, дымчатый черный, розовый, фиолетовый, зеленый. Черты не дает. Спайность отсутствует. Излом у кварца раковистый с жирным блеском. Сплошной плотный, рыхлый (кварцевый песок); кроме того вкрапления, отдельные кристаллы или друзы. Кристаллы имеют форму шестигранной призмы, увенчанной пирамидой. Грани кристаллов покрыты поперечной штриховкой. Сингония тригональная. Кристаллы наросшие или вросшие. Часто содержит различные включения, особенно газов и жидкостей в виде пузырьков.

В Казахстане найден кристалл горного хрусталя величиной с двухэтажный дом, его вес 70 т.

В районах распространения песков (в пустынях) встречаются кристаллы и друзы гипса (псевдоморфозы кварца по гипсу), пронизанные зернами песка, что сообщает этим образованиям большую твердость, не присущую гипсу.

Отличительные признаки . Характерными признаками для кварца являются неметаллический блеск, большая твердость (оставляет царапину на стекле), отсутствие спайности. Кварц можно спутать с халцедоном, опалом, полевым шпатом и нефелином. Халцедон и опал отличаются восковым блеском и плотным строением. Для полевого шпата характерна совершенная спайность в двух направлениях. Нефелин растворяется в крепкой серной кислоте. Горный хрусталь похож на бесцветный топаз. В отличие от горного хрусталя у топаза наблюдается спайность в одном направлении.

Химические свойства . В кислотах не растворяется (за исключением HF).

Разновидности и фото кварца

Происхождение

Температура образования кварца колеблется в пределах 570-650 ºС, момент, когда кварц не может образоваться, наступает на глубине 21км. Присутствует в огромном числе разнообразных магматических, метаморфических и осадочных пород, замещает некоторые иные минералы, образуя «вторичные кварциты», древесину, известковые окаменелости.

В заключительную стадию интрузивного гранитоидного магматизма образует самостоятельные прожилки и жилы в интрузии и вмещающих породах. Такие жилы могут содержать промышленные вкрапления , некоторых драгоценных камней. Кварц часто прорастает зёрна и кристаллы полевых шпатов в пегматитах и гранофирах.

Кварц является наиболее распространенным минералом земной коры (около 65% земной коры состоит из кварца). Он входит в состав кислых магматических пород (граниты, липариты, кварцевые порфиры), метаморфических пород (гнейсы, кварциты, слюдяные сланцы), пегматитов; из кварца состоят нередко гидротермальные жилы. Кварц также встречается в контактах и в россыпях. Аметист встречается в пегматитовых жилах и в пустотах излившихся магматических пород. Горный хрусталь, розовый кварц, дымчатый и черный кварц встречаются в пегматитовых жилах.

На поверхности Земли возникают скопления кварцевых песков и кварцевого галечника, щебня, гравия, дресвы в результате физического и химического разрушения пород глубинного происхождения, содержащих кварц. Это объясняется химической стойкостью кварца.

Спутники . В магматических породах: полевые шпаты, слюды, роговая обманка. В пегматитовых жилах: ортоклаз, микроклин, альбит, плагиоклаз, слюды, топаз, берилл, касситерит, вольфрамит, молибденит. В рудных жилах: сульфиды, золото. В вулканических породах: кальцит. В россыпях: золото, берилл, топаз и др.

Применение

Кристаллы кварца, обладающие уникальными физическими свойствами, применяются в электротехнике, ультразвуковой технике, оптическом приборостроении и других отраслях. Исключительно прозрачные кристаллы горного хрусталя применяются в производстве стекол оптических инструментов, ювелирных, художественных изделий и химической посуды. Горный хрусталь, раухтопаз, морион используются в радиотехнике как стабилизатор радиоволны (позволяют передавать и принимать волны строго определенной длины). В последнее время горный хрусталь применяется в телемеханике и автоматике. Пластинки из горного хрусталя используются в высококачественных генераторах, без которых не могут работать современные приборы. Аметист – «каменная фиалка». Особенно ценятся бразильский, шриланкийский и уральский аметист. Окрашенные разности кварца употребляются как полудрагоценные и поделочные камни.

Месторождения

Основным поставщиком естественных кристаллов кварца для промышленности является Бразилия. Месторождения кварца есть в Шри-Ланке, Индии, Бирме, Уругвае, на Мадагаскаре, в Швейцарии. В России хороший кварц есть на Урале (деревни Мурзинка, Южаковка, Липовка, Шайтанка и др.). «Хрустальные погреба», содержащие горный хрусталь, морион, аметист, топаз и другие драгоценные камни, имеются и в Приморье. Горный хрусталь добывается в Якутии (Большая Хатыма). Известен беломорский аметист с мыса Корабль. В Восточном Оренбуржье жилы кварца многочисленны. Наиболее известны Ишановское месторождение, в бассейне р. Джаман-Акжар, в виде гальки, гравия, песка кварц встречается в русловых и террасовых отложениях долины р. Урал, Сакмары, на западе области.

Кварц входит в группу породообразующих минералов. Его месторождения раскиданы по всей планете. Кварц минерал объединяет большое количество разновидностей по цвету и структуре. История насчитывает более VII тысячелетий, предметов, изготовленных из породы невозможно перечислить.

Описание камня можно найти в трудах античных учёных, исследователей планеты, геологов и философов. Каждый стремился в характеристиках выделить особенности и свои впечатления. Название пришло из немецкого языка, в переводе – твёрдый. В научных трудах дано химическое и физическое описание минерала:

• Химия – диоксид кремния;
• Минералогия – кремнез.

Что такое кварц? Это кристаллическое образование. Его свойства достаточно широки, различаются особенностями каждого вида. Есть общие описания:

• высокий показатель теплопроводности;
• устойчивость к химическим реакциям;
• отличная вязкость;
• растворимость в щелочах;
• отличный диэлектрик.

Камни становятся основой для создания стёкол. Популярность камням добавила народная медицина и маги.

Видео: Полудрагоценный минерал Кварц

Классификация минералов

Разновидностей камней достаточно много. Основное различие каждой группы – цветовая гамма. Окраска основного тона с древних времён разделила кристаллы на группы, которые обладали свойствами и магическими способностями. Кварц и его разновидности настолько необычны, что каждому из видов посвящены отдельные научные труды.

Чёрные минералы непрозрачны или полупрозрачны. Внешне схожи с древесной смолой. Кристалл кварца отлично подходит для ювелирных работ после обработки и огранки. После обработки чёрный цвет приобретает жёлтые вкрапления. Морион считается камнем людей, занимающихся магией, колдовством и алхимией. Они проводят с ним сеансы своих ритуальных действий, веря в его мощь. Кварцем занимаются мастера, обрамляя его драгоценными металлами, создают настоящие произведения искусства.

Непрозрачный минерал разновидность кварца и горного хрусталя. Цвета нежные и розовые, чётко выражены в необработанных образцах. Они боятся яркого солнечного цвета. О розовых кварцах ходят легенды, описывающие их целебность. В минералах спрятана огромная энергетика. Таинство камня кварц в скрытой внутри силе магии, хочется заглянуть в его центр и постичь смысл сияния. Подробнее про розовый кварц мы писали .

Зелёный вид

Другое название разновидности кварца – празем . Не один знак зодиака считает его своим покровителем. Минералом снимают усталость, устраняют чувство страха, справляются с депрессией. Из зелёных кварцевых пород делают уникальные украшения. В зависимости от близости света нежная зелень меняет свой оттенок. Он бывает тёмным и насыщенным, бледным и изысканным. Внутри кварцевого камня цвет более выражен, чем у поверхности, поэтому создаётся присутствие рисунка.

Стоимость камней и изделий из них

Камни имеют разную стоимость, которая строится из характеристик изделия и качества материала. Недорогие породы начинают в цене от 100 рублей. Стоимости варьируются по видам породы, месторождению:

• Горный хрусталь. Цена начинается со 100 р., доходит до 34 тысяч.
• Раухтопаз. Грамм из месторождения Северной Карелии начинается с 24 тысяч.
• Морион. Кварцу из Башкортостана дают цену – 1200 р., из залежей Урала – 3700 р.
• Аметист. Ценой граммов кристалла можно удивить. Стоит по 42 тысячи.
• Цитрин. Бывают изделия по тысяче, другие по 7 тысяч.

Сколько стоит оригинал породы, лучше узнать у специалистов, чтобы не стать обладателем подделки.

Сфера использования

Предметы из камня находят среди раскопок. Древние люди делали из породы орудия, из других видов этой же породы — украшения для клинков. Минеральную породу применяют в разных отраслях, но основных сфер использования две:

1. Минеральное сырье.
2. Ювелирное дело.

В качестве минерального сырья его берут для технических деталей оптики, радиоприборов и средств связи. Он становится основой керамических предметов быта и стеклянных изделий.

Ювелиры создают украшения всех известных моделей: бусы, серёжки, броши. Поделочные камни берут для сувениров. Предметы мастеров станут украшением квартиры, добавить индивидуальности хозяину.

КВАРЦ – древний и наиболее часто встречающийся в природе минерал. Являясь одной из главных составных частей горных пород (силикатов, гранитов), образует либо сплошные зернистые массы разнообразных цветов, либо находится в виде единичных вкраплений.

Природный кварц представляет собой бесцветные и прозрачные, словно лед, кристаллы, обладающие формой шестигранной пирамиды. При наличии внутренних трещин приобретает белую окраску. По твердости (7 по шкале Мооса) уступает только алмазам и корундам. Выдерживает достаточно высокие температуры (до +1713 °C).

Входящие в структуру кварца микровключения различных веществ или химических элементов создают самые неожиданные цветовые сочетания, образуя отдельные группы минералов. Среди них встречаются поделочные, драгоценные и полудрагоценные камни. Особенно часто пользуются спросом следующие разновидности:

АМЕТИСТ – прозрачный фиолетовый кварц, включающий в свою палитру все оттенки этого цвета. Образуется при попадании в чистый горный хрусталь частиц марганца, насыщенность окраски зависит от количества включений железа в минерал. Среди коллекционеров популярны как отдельные кристаллы совершенной формы, так и роскошные аметистовые друзы. Купить кварц не составит особого труда, он добывается в достаточно больших количествах.

Аметист (фото)

АМЕТРИН – слияние двух цветов: фиолетовый и его оттенки с желтым и его оттенками. Сочетает в себе свойства и полихромную окраску этих двух минералов. Аметрин считается довольно редким видом кварца, хотя по сути является все тем же полудрагоценным камнем. Интересно. что аметрин часто именуют боливианитом. Почему боливианит? все просто, - практически все ювелирные аметрины добываются в Боливии.

Аметрин (фото)

АВАНТЮРИН – является непрозрачной кварцевой породой, обладающей мерцающим блеском из-за вкраплений чешуек гематита или слюды. Цветовые сочетания разнообразны – насыщенный желтый, светло-коричневый, розовый, красный, реже встречается синий или зеленый цвет камня. Самые искристые разновидности – медово–желтый и золотисто– красный. В настоящее время чаще встречаются искусственные авантюрины, полученные добавлением чешуек металлов или их оксидов в расплавленное стекло.

Кольцо с авантюрином (фото)

ВОЛОСАТИК (Волосы Венеры, Стрелы Амура) – кварц, имеющий вкрапления в виде тончайших иголочек рутила и гетита, реже черного турмалина. Золотистый рутил придает кристаллу желто–оранжевую окраску с алмазным блеском. По сути это не разновидность кварца, а особенность его включений, но из за своей редкости и довольно большой дороговизне, мы решили добавить кварц волосатик в наш список.

Рутил в кварце (макро фото)

ГОРНЫЙ ХРУСТАЛЬ – бесцветный кварц, обладающий абсолютной прозрачностью, за что в древности его называли окаменевшим льдом. Минералы такой чистоты в природе почти не встречаются. Чаще всего их находят в осадочных породах в виде кристаллических щеток или жеод. Во все времена считалось, что камень обладает магическими свойствами. Невозможно представить современную коллекцию минералов без горного хрусталя. В настоящее время достаточно легко купить кварц идеальной формы.

Горный хрусталь (фото)

МОРИОН – представляет собой практически непрозрачный кварц темно –бурого или черного цвета. Если его медленно нагреть до температуры чуть выше 300 °C , он приобретает золотистый оттенок, превращаясь в солнечный цитрин. Широко используется в магических ритуалах. Морион многие считают талисманом магов.

Кристалл мориона (фото)

ПРАЗЕМ – редко встречающийся в природе зеленый кварц. Такую окраску образуют включения игольчатых кристалликов актинолита или примесей хлорита. Однако, некоторые дымчатые кварцы при нагреве могут давать определенный зеленоватый оттенок. Такие кристаллы не принято называть праземом, но они очень близки к нему по цветовой гамме.

Сросток кристаллов празема (фото)

РАУХТОПАЗ (ДЫМЧАТЫЙ ТОПАЗ) – встречается в природе в виде серо– коричневых прозрачных или полупрозрачных кристаллических отростков. Иногда такие композиции могут достигать метровой высоты. Несмотря на название, никакого отношения к топазу не имеет. Раухтопаз это скорей коммерческое название, выдуманное для повышения интереса покупателя. С другой стороны оно плотно прижилось к дымчатому кварцу, и и стало его синонимом. Обладает плеохроизмом (меняет цвет при различном освещении и направлении взгляда). Изделия из него пользуются большим спросом. Камень коллекционеров и ценителей изящной красоты. Также из дымчатого кварца часто делают ювелирные вставки. Камень не дорогой, но красивый.

Дымчатый кварц или раухтопаз (фото)

ХАЛЦЕДОН – полупрозрачный минерал белых, серых, желтоватых оттенков; включает в себя целую группу разновидностей – агаты, сердолики, хризопразы, гелиотропы, ониксы. Не растет кристаллами, но от чего не менее красив, просто другой. Кстати розовый кварц тоже не растет кристаллами, но это совсем другая история.

Халцедон (фото)

ЦИТРИН – прозрачный кристалл, обладатель всей палитры желтого цвета, вызванной примесями трёхвалентного железа. Часто именуется солнечным камнем. Природный кварц имеет достаточно бледную окраску. Более насыщенными коричневато– красными тонами обладают искусственные цитрины, полученные при термической обработке морионов или аметистов. Редко встречается, от чего очень ценится коллекционерами и любителями ювелирных украшений. Неопытный коллекционер иногда может спутать цитрин с горным хрусталем в легкой железистой рубашке. Чем кстати иногда пользуются мошенники или недобросовестные торгаши. Учтите, что натуральный цитрин очень редко бывает насыщенных и ярких цветов, поэтому если вам предлагают такой кристалл, и тем более за копеечную стоимость, - вероятно это гретый цитрин, или гретый дымчатый кварц. Иногда их могут облучать, в таком случае кристаллы меняют цвет на цитриновый. Кстати, на фото снизу не гретый цитрин, как вы подумали. Редко, но все же случается, что кристаллы аметиста нагреваются природным путем. В таком случае аметист природным способом превращается в цитрин.

Группа кварца

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 SiO 2 . 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.

Другие полиморфные разновидности SiO 2 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: СО 2 , Н 2 О, углеводороды, NaCl, CaCO 3 , 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

Кристаллические структуры довольно просты.

Кристаллическая структура β-кварца. В каждом тетраэдре SiO 4 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

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 {516–1} 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 {112–1} 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 {112–2}; 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 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.

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 Fe 2 O 3 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.

Химические свойства

Стойкий по отношению к выветриванию (химически не разлагается). С кислотами не реагирует, за исключением HF, с которой легко образует летучее соединение - SiF 4 . 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).

Кварц – общее название одной из самых распространенных в Земной коре группы минералов (12%). Минералы, входящие в группу кварца различаются по своим физическим, механическим и другим свойствам, таким как твердость, цвет, форма, месторождение и т.д. У происхождения слова «кварц» немецкие корни, но несколько значений. Так, по одной из версий оно происходит от нем. «quarz» - твердый; согласно другой версии – от нем. «q uerklüfterz» или « q uererz », что дословно переводится как «руда секущих жил».

Друза горного хрусталя, кальцита и пирита

Физические и химические свойства кварца

Кварц – минерал, обладающий кристаллическим строением. Кристаллическая решетка кварца представляет собой шестигранную псевдагексагональную призму, причем монокристаллы кварца имеют, как левую, так и правую форму. В зависимости от того, в горных породах какого происхождения (магматические, метаморфические, осадочные) присутствуют кристаллы кварца, в их составе могут присутствовать т.н. «зерна», «прожилки», «щётки» других минералов.

Если рассматривать кварц в «чистом» виде, т.е. без вкраплений других минералов или химических элементов, кварц – минерал без цвета или белого цвета. Если в составе кварца присутствуют вкраплений других минералов или химических элементов, то окраска кварца очень разнообразна – от желтого (цитрин) до черного (морион). Для кварца характерны неметаллический блеск, высокая твердость и отсутствие спайности.

С химической точки зрения кварц – оксид кремния (IV), химическая формула – SiO 2 . Относится к группе кислотных оксидов. Температура плавления - 1713-1728° С. Устойчив к воздействию агрессивных сред; способен растворяться в расплавах щелочей, а также фтороводороде (плавиковая кислота). Оксид кремния (IV) проявляет свойства ди- и пьезоэлектриков. Является одним из основных составляющих стекла. Для оксида кремния (IV) характерно явление полиморфизма, т.е. существование в виде нескольких форм в зависимости от температуры. Так, различают α- и β-кварц, существующие при низкой и высокой температурах, соответсвенно. Известны модификации кварца представляющие собой самостоятельные минералы: кристобалит, тридимит, коэстит, стишовит.

Разновидности кварца

Говоря о «чистом» кварце, мы говорим о такой его разновидности, как горный хрусталь. Такая разновидность кварца не обладает цветом, прозрачная. Среди разновидностей кварца наиболее известны и нашли широкое применение (в производстве ювелирных украшений): авантюрин, агат, аметист, мореон, розовый кварц, халцедон, цитрин, оникс, тигровый и кошачий глаз. Каждый из этих минералов, обладает характерным цветом и свойствами, так, аметист – минерал фиолетового цвета, что объясняется наличием в его составе красящего органического вещества не выявленного строения. Желтоватая окраска авантюрина обусловлена включениями слюды, гематита, а иногда и гидроксидами железа; наличие титана и железа обусловливают черную окраску мориона и т.д.

Добыча и производство кварца

Кварц образовывался в ходе различных геологических процессов, в основном из магмы. Кварц встречается в составе осадочных пород - известняки, доломиты и т.д. В прибрежных околоморских зонах кварц встречается в виде окатанной гальки. Кварц входит в состав песка. Месторождения кварцевого песка играют особую роль в промышленности.

Несмотря на широкую распространенность кварца в естественных условиях – природе, разработаны и запатентованы способы искусственного способа производства кварца. Одним из таких способов является гидротермальный метод. По мнению экспертов минералогии, искусственный кварц получается более однородным, распределение примесей в нем более однородное, чем в кварце естественного происхождения. Из кварца искусственного происхождения получают пьезооптический кварц, также он нашел широкое применение в производстве ювелирных украшений, поскольку в данном случае возможно получение кварца любого цвета и требуемой его насыщенности (зеленая, голубая, синяя). Наиболее крупное производство искусственного кварца в Российской Федерации находится в Гусь-Хрустальном и Южноуральске.

Искусственный кварц в Южноуральске производят на заводе «Кристалл» с 1962 года. Производимый на этом заводе кварц, в дальнейшем использовался для нужд радиоэлектронной промышленности, а также экспоритировали в другие станы. Основные промышленные масштабы производства листового стекла, стеклянной тары, хрусталя и др. стекольной продукции, изготовленной из искусственного кварца, производят также в Южноуральске на предприятии ОАО «Кварц».

Самый крупный самородный кварц, найденный в нашей стране, хранится в музее Санкт-Петербургского горного института. Минерал более 1 метра в высоту и первоначально использовался в качестве городской тумбы.

Кварц в истории человечества

В человеческой истории кварц известен еще до нашей эры. Так изделие из горного хрусталя – ваза (XVI в. до н.э.) - было обнаружена при раскопках в Микенах, изделие из мориона – солнцезащитные очки – были найдены в гробнице фараона Египта – Тутанхамона, при раскопках в Месопотамии были обнаружены бусы из кварца, при раскопках городов майя был обнаружен череп, изготовленный из кварца.

В России одно из самых уникальных изделий, выполненных из кварца (горный хрусталь) – это самовар, изготовленный специально для Петра I, в США - хрустальная печать. Первое из изделий находится в фонде Оружейной палаты РФ, а второе – в Национальном музее естественной истории США. В Национальном хранилище Франции имеются уникальные кубки для питья и урна, изготовленные из горного хрусталя и датируемые эпохой правления императора Нерона.

Применение кварца

Кварцевый песок используют при производстве стекла и различных изделий из него. Применяется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик), в электронных приборах (кварцевый резонатор - компонент устройств для стабилизации частоты электронных генераторов). Широкое распространение кварц нашел в производстве ювелирных украшений. Его используют при производстве часов, а также линз.

Способы, подтверждающие естественное происхождение кварца

Чтобы отличить натуральный кварц (кварц естественного происхождения) от искусственного или стекла (поскольку наиболее редко встречающиеся разновидности кварца часто подделывают) необходимо провести по поверхности кварца колюще-режущим или тупым предметом, например ножом или камнем, при этом, если кварц естественного происхождения, то следов на его поверхности не останется. Другой способ – если лизнуть поверхность натурального самоцвета и искусственного кварца языком, то по ощущениям поверхность самоцвета всегда будет более холодной. Существуют и другие способы, однако их обычно используют ювелиры.

Другие интересные факты, касающиеся кварца

Существует мнение, что кварц обладает лечебными и магическими свойствами. Так, существует даже методика лечения человека с помощью самоцветов – литотерапия. Некоторые считают, что кварц предотвращает простудные заболевания, а также другие заболевания дыхательных путей. В народной медицине используют воду, которую настаивают на кварце, т.н. «кварцевую воду» для омоложения, в качестве примочек и компрессов при ожогах и кожных заболеваниях.

По поверьям кварц, вне зависимости от своей разновидности, притягивает любовь, удачу, успех и материальные блага, а также, помимо этого, каждый минерал группы кварца также обладает и целым спектром магических свойств, присущих только ему.

Астрологи считают, что некоторые знаки Зодиака могут использовать изделия из кварца в качестве амулетов и оберегов, а некоторые нет. Так, изделия из кварца подходят Скорпионам, Весам, Водолеям, Тельцам, Овнам, Львам и Стрельцам и не подходят Девам и Близнецам.

Анна Архипова