КВАРЦ

Кварц

Среди всех минералов кварц наиболее распространен в природе. Различные разновидности кварца с древних времен использовали в ювелирном деле. Кварц часто встречается в виде друз хорошо образованных кристаллов различного цвета, которые в естественном виде без дополнительной обработки являются прекрасными украшениями. Все многочисленные разновидности кварца могут быть разделены на кристаллические — горный хрусталь, дымчатый кварц, морион, аметист, цитрин, празиолит, розовый кварц, празем, кошачий глаз и др. и скрыто кристаллические — халцедоны: хризопраз, сердолик, карнеол, сардер, сапфирин, плазма, гелиотроп, кремень, агат, оникс и др. Кроме того, в ювелирных изделиях применяют горные породы, состоящие в основном из кварца, — яшмы и кварциты.

Чистый кварц — это горный хрусталь, бесцветный и прозрачный, как вода. Различного рода примеси придают этому минералу самый разнообразный цвет. Кроме того, цвет кварца зависит от его происхождения и закономерностей строения: фиолетовые аметисты, синие и голубые халцедоны, зеленые моховики, плазма, празем и хризопраз, желтые и золотистые цитрины, оранжево-красные сердолики, розовый кварц, мясо-красные карнеолы, коричнево-дымчатые кварцы и черные морионы, и, наконец, широкий спектр кварцсодержащих горных пород — цветных яшм.

Отдельные разновидности кварца были известны еще древним римлянам и грекам, которые считали его замерзшим льдом. Теофраст называл горный хрусталь ’’кристаллосом” (от греч. — лед), который замерз настолько, что потерял способность таять. Плиний Старший в ’’Естественной истории” утверждает, что хрусталь ’’образуется действием сильного холода...” Академик А.Е. Ферсман считает, что это представление возникло при сравнении хрусталя с холодами альпийских высот, где встречается ряд прекрасных месторождений этого минерала.

По мнению Г. Банка, название этому минералу дали горняки в XV в. Возможно, оно произошло от нем. govars — вершина, так как кварц часто образует на поверхности возвышающиеся коренные выходы — гривки. В 1529 г. Агрикола его впервые ввел в литературу по минералогии.

Ограненные вставки из кварца разного цвета

Кварц и его разновидности издавна использовались для практических целей. На древних стоянках первобытного человека, относящихся к эпохе мезолита (8-12 тыс. лет тому назад), обнаружены всевозможные орудия труда и охоты из горного хрусталя и кремня, а также из твердых кварцсодержащих горных пород — яшмы и кварцита. В Древнем Египте в 2000-1700 гг. до н.э. из красного халцедона — карнеола изготавливали вставки для инкрустаций. Минералы группы кварца и кварцсодержащие породы древние египтяне наделяли рядом мистических свойств. Так, аметисту и красной яшме приписывали свойства предохранять от злого рока и приносить счастье. В более поздние времена считали, что в горном хрустале заключена волшебная энергия, поэтому круглые прозрачные камни из хрусталя прикладывали к ранам. Яшма применялась при лечении лихорадки и эпилепсии и тд.

Кристаллы кварца часто представляют собой изумительные по красоте друзы, жеоды, сростки, которые ценились с древних времен. Однако издавна люди стремились усилить блеск и красоту этого камня обработкой.

Искусство резьбы на цветных камнях — одно из древних видов обработки камня. Чаще всего материалом для инталий и камей служили различные разновидности кварца — сердолик, карнеол, оникс, празем, яшма, агат, аметист, сардер, халцедон, гелиотроп и горный хрусталь. Отшлифованные вставки из горного хрусталя, цитрина, аметиста, дымчатого кварца, халцедона использовали для украшения предметов религиозного культа, а также оружия, одежды и предметов домашнего обихода. Эти изделия представлены в экспозициях Государственного Эрмитажа и в других музеях нашей страны.

В настоящее время кварц и его разновидности используются в ювелирных изделиях - для изготовления бус, брошей, перстней, кулонов, сувениров.

Кварц широко применяется и в технике. Очень ценно кварцевое пьезо-оптическое сырье, используемое в оптике, радиоэлектронике, полупроводниковой технике. Из кварца изготовляют призмы, подшипники и подпятники для точных приборов - часов, весов и т.п. В качестве отделочного материала используются яшмы и кварциты. Так, красным шокшинским кварцитом украшен Мавзолей В.И. Ленина, красивыми яшмами — станции Московского метрополитена. Из агата изготавливают ступки для истирания горных пород.

Кварцевые пески издавна являлись ценным сырьем для получения стекла, в том числе и оптического. Кварц по праву называют ’’отцом стекла". Хрусталь, зеркальное стекло, оконное, бутылочное, оптические стекла, лабораторная посуда — все они сделаны из кварца с добавками извести и щелочей.

Свойство кварца выдерживать высокие температуры делает его незаменимым для изготовления жаропрочных кирпичей, применяемых в мартеновских и электроплавильных печах. Кварц используется в качестве флюса в ряде металлургических процессов, а также в абразивной промышленности. Кварцевый песок входит в состав кирпича, бетона, асфальта, он служит фильтром для очистки воды.

Кварц встречается на земном шаре повсеместно. Месторождения горного хрусталя известны в СССР (Урал, Казахстан и др.), Бразилии (штаты Минас-Жерайс, Гояс, Байя, Санта-Паулу), Демократической Республике Мадагаскар, МНР (Горихо и др.), КНР, Японии, США (штаты Арканзас, Нью-Йорк и др.), Канаде.

Месторождения аметиста встречаются в СССР (Урал, Кольский полуостров), Бразилии, Замбии, Намибии, Индии, Уругвае, США (штаты Аризона и Северная Каролина).

Розовый кварц обнаружен в СССР (Урал), Бразилии, США (штаты Южная Дакота, Нью-Йорк, Мэн), Индии, Японии, Демократической Республике Мадагаскар.

Месторождения хризопраза известны в СССР (Казахстан), ПНР (Нижняя Силезия), США (штаты Калифорния, Аризона), Австралии (шт. Центральный Квинсленд), Бразилии.

Агаты широко распространены в СССР, ФРГ, ГДР, Бразилии, Демократической Республике Мадагаскар, Намибии, Марокко, МНР и др.

Кварц представляет собой оксид кремния - SiO₂. В природе существуют две полиморфные модификации кварца: высокотемпературный β-кварц, кристаллизующийся в гексагональной сингонии, гексагональко-трапецоэдрическом классе симметрии, и низкотемпературный α - кварц, с верхним пределом устойчивости 573°С, относящийся к тригональной сингонии, тригонально-трапецоэдрическому классу симметрии.

Ювелирные разновидности кварца относятся главным образом к низкотемпературной α - модификации.

Каркасная кристаллическая структура кварца состоит из кремнекислородных тетраэдров, расположенных спирально вдоль тройных осей, в связи с чем различают левые и правые энантиоморфные кристаллы кварца. Кварц — самый распространенный минерал в земной коре, он образует главную составную часть многих кристаллических и осадочных горных пород.

Кварц образуется как в магматическую стадию, так и в постмагматическую при развитии гидротермальных процессов, т.е. путем кристаллизации из горячих водных растворов при падении температуры. На стенках трещин в свободном пространстве нарастают кристаллы кварца — аметист, морион, горный хрусталь, цитрин и др. Кристаллы кварца образуются и в пустотах камерных пегматитов. Такие месторождения в СССР известны на Украине, в Казахстане и др.

Обычно размеры кристаллов достигают 2-4 см в поперечнике. Кристаллы большего размера относительно редки, однако иногда встречаютсг очень крупные, до гигантских. На о. Мадагаскар обнаружены кристаллы, окружность которых составляла до 8 м.

В Минералогическом музее Ленинградского горного института хранится огромный кристалл кварца длиной около 1,2 м, массой более 1 т, который долгое время использовался в качестве уличной тумбы в г. Свердловске.

Кристаллы кварца могут иметь самую разнообразную форму. Основные простые формы — гексагональная призма, ромбоэдр, тригональная дипирамида, трапецоэдр и др. Практически все кристаллы сдвойникованы по дофинейскому (прорастание двух правых или левых кристаллов) или бразильскому (прорастание правого и левого кристаллов) закону. Двойники имеют общую тройную ось и внешне выглядят как единый кристалл. Индивиды в двойниках повернуты по отношению друг к другу на 180°. Реже отмечаются японские двойники срастания двух индивидов с углом между тройными осями около 90°.

Твердость кварца - 7. Спайность несовершенная по ромбоэдру. Излом раковистый. Плотность 2,65 г/см³. Кварц оптически одноосный, положительный; показатели преломления: n_o = 1,544, n_e = 1,553, n_e — n_o= 0,009; дисперсия - 0,013. В ультрафиолетовых лучах не люминесцирует.

Кварц стоек к химическому воздействию, он не реагирует с обычными сильными кислотами, растворяется только в плавиковой кислоте. Щелочи также практически не действуют на кварц. Температура плавления кварца 1570°С.

Для кварца характерны включения рутила, брукита, анатаза, актинолита, пирита, хлорита, сульфидов и других минералов, а также многочисленные газово-жидкие включения.

В результате осаждения на кристаллы кварца других минералов (чаще всего хлорита) внутри кристаллов иногда заметны контуры ранее существовавших граней - фантомы.

Разновидности кварца:

• Авантюрин — желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит (в связи с включениями слюды и железной слюдки).
• Агат — слоисто-полосчатая разновидность халцедона.
• Аметист — фиолетовый.
• Аметрин — желто-фиолетовый, кристаллы с зональной окраской аметистовых и цитриновых цветов.
• Бингемит — иризирующий кварц с включениями гётита.
• Волосатик — горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина и/или других минералов, образующих игольчатые кристаллы.
• Горный хрусталь — кристаллы бесцветного прозрачного кварца.
• Кремень — плотные массивные агрегаты кремнезёма непостоянного состава, состоящее из кристаллического (кварц, халцедон) и аморфного кремнезёма в осадочных горных породах. Часто окрашен окислами железа и марганца в разные цвета, с плавными переходами между ними.
• Морион — чёрный.
• Переливт — cостоят из перемежающихся слоев микрокристаллов кварца и халцедона, никогда не бывают прозрачными.
• Празем — зелёный (из-за включений актинолита).
• Празиолит — луково-зелёный, редко встречается в природе, также получается при прокаливании аметиста.
• Раухтопаз (дымчатый кварц) — светло-серый или светло-бурый.
• Розовый кварц — розовый.
• Халцедон — скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность. Полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого до медово-жёлтого. Образует сферолиты, сферолитовые корки, псевдосталактиты или сплошные массивные образования.
• Цитрин — лимонно-жёлтый.
• Сапфировый кварц — синеватый, грубозернистый агрегат кварца.
• Кошачий глаз — белый, розоватый, серый кварц с эффектом светового отлива.
• Соколиный глаз — окварцованный агрегат синевато-серого амфибола.
• Тигровый глаз — аналогичен соколиному глазу, но золотисто-коричневого цвета.
• Оникс — коричневый с белыми и чёрными узорами, красно-коричневый, коричнево-жёлтый, медовый, белый с желтоватыми или розоватыми прослоями. Для оникса особо характерны плоско-параллельные слои разного цвета.
• Гелиотроп - непрозрачная тёмно-зелёная разновидность скрытокристалического кремнезема, по большей части тонкозернистого кварца, иногда с примесью халцедона, оксидов и гидроксидов железа и других второстепенных минералов, с ярко-красными пятнами и полосами.
• Яшма