Кварц геология. Какими свойствами обладает камень кварц? История и происхождение кварца

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. «querklüfterz» или «quererz», 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 – SiO₂. 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

Фотографии Павла Распопова

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».

• Химический состав
• Разновидности кварца
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства
• Диагностические признаки
• Происхождение минерала
• Месторождения кварца
• Практическое применение
• Купить кварц

Морион в полевом шпате (пегматит)

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.

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.

Кристаллическая структура

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов кварца. Кристаллы кварца удлинённые, призматического вида.

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.

.render(< blockId: "R-A-248885-7", renderTo: "yandex_rtb_R-A-248885-7", async: true >); >); t = d.getElementsByTagName(“script”)[0]; s = d.createElement(“script”); s.type = “text/javascript”; s.src = “//an.yandex.ru/system/context.js”; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); >)(this, this.document, “yandexContextAsyncCallbacks”);

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.

Камень кварц

Кварц один из самых распространённых минералов на Земле. К этой группе относят различные природные самоцветы, которые отличаются не только по оттенку, но и по составу.

Описание, добыча

Сразу стоит отметить, что кварц в чистом виде не имеет определённого оттенка. Это бесцветный минерал, который в некоторых случаях, за счёт внутренних трещин и недостатков в кристаллической решётке, может иметь слегка белый цвет. По сути, чистый кварц более известен как горный хрусталь. Формируется кварц в магматических и метаморфических горных породах в виде призмы с шестью гранями. Обычно по направлению к верху кристалл постепенно сужается. На гранях призмы отчётливо видна белая линия штриховки.

К разновидностям кварца относят:

• агат;
• цитрин;
• аметрин;
• морион;
• оникс;
• празем;
• авантюрин;
• розовый кварц;
• раухтопаз;
• аметист и прочие.

Практически все разновидности самоцвета относят к группе поделочных ювелирных камней и многие из них довольно ценные.

Кристаллы кварца довольно твёрдые – 7 по шкале Мооса. Они устойчивы к кислотам, но растворяются в щелочах. Кроме того, минерал является пьезоэлектриком и диэлектриком, что даёт возможность использовать его не только в области ювелирной промышленности. Блеск у самоцвета стеклянный, иногда маслянистый, жирный.

Добыча камня ведётся по всему миру. Залежи наиболее качественных экземпляров находятся на Мадагаскаре, в Австралии, Бразилии и США.

На сегодняшний день о дате официального открытия минерала ничего не известно, но имеются данные о его использовании ещё 7 000 лет назад. Из него делали не только ритуальные ожерелья, но и орудия труда, посуду и прочие принадлежности, помогающие в быту.

Учитывая такой длительный период существования, в то время, когда ещё не было официального признания конкретных камней, все найденные минералы приписывали к группе кварца. Только лишь потом учёные выяснили, что многие природные образования различаются по составу, характеристикам и свойствам.

Природный кварц обладает множеством лечебных и магических свойств.

В области нетрадиционной медицины минерал используется для лечения самых различных заболеваний. Ещё с древних времён широко пользовалась популярностью кварцевая вода. Её можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. Для этого в очищенную воду погружают кристаллы кварца и настаивают в течение суток. С помощью такой жидкости лечат заболевания дыхательной системы, а также кожные высыпания. Кроме того, самоцвет используется для лечения иммунитета, центральной нервной системы, зрения, воспалительных процессов.

Также дополнительными лечебными свойствами обладают разновидности кварца, в зависимости от их оттенка и характеристик.

Магические

Кварц с древности известен, как магический камень сильной энергетики. Его используют для усиления дара ясновидения и прорицания. С его помощью можно заглянуть в будущее, разгадать загадки Вселенной, связаться с потусторонним миром и выйти на самый высокий уровень просветления.

Если использовать самоцвет в качестве личного талисмана, то он помогает стать менее восприимчивым, обидчивым и чувствительным. Также ему приписывают свойство очищать разум владельца от плохих мыслей, тревог, страхов и ограждать его от любого колдовского негативного воздействия. Украшения с бесцветным камнем, ставшие амулетами или оберегами, выполняют такие задачи:

• защищают брак от сплетен, измен и непонимания;
• привлекают противоположный пол;
• развивают и укрепляют память;
• активизируют мозговую деятельность, раскрывают таланты.

Применение

Кварц в чистом виде используется не только в ювелирной промышленности. Благодаря особым свойствам пьезо- и диэлектрика его часто применяют в машиностроении, авиационной, военной и радиотехнической сферах.

Кому подходит

По мнению астрологов, кварц подходит не всем знакам Зодиака. Наиболее гармоничный союз у него складывается с Весами, Водолеями и Близнецами. Талисман с самоцветом станет отличным защитником своего владельца, принесёт удачу, материальное благосостояние и поспособствует раскрытию скрытых талантов.

Скорпионам, Рыбам и Ракам минерал подарит уверенность в своих силах, сгладит резкий характер и поможет достичь жизненных целей.

Источники:

http://uraloved.ru/geologiya/minerali/kvarc
http://natural-museum.ru/mineral/%D0%BA%D0%B2%D0%B0%D1%80%D1%86
http://kamenis.com/kvarc/kamen-kvarc/