SiO₂

Название дано средневековыми немецкими горняками; оно, вероятно, происходит от 1нем. «кварр» — скрежет (зерна кварца при истирании издают характерный скре­жет)

Химический состав. Двуокись кремния (SiO₂) 100%. В группу кварца входит (ряд минералов (фото 2, И, 23, 30,6).

р-кварц, или высокотемпературный кварц (называе­мый также порфировым кварцем, так как он встречает­ся только в богатых кремнекислотой лавах), образуется при температуре 870 °С (рис. 21—однокомпонентная система SiO₂).

а-кварц, или низкотемпературный кварц, кристалли­зуется при 573 °С. Это кварц гранитов, гранитного оста­точного расплава, гнейсов и глинистых сланцев. Низко­температурный кварц разделяется по окраске на ряд разновидностей: горный хрусталь — бесцветные водяно-прозрачные .кристаллы; аметист (греч. «аметистос» — не пьяный; в древности аметист .служил амулетом от опьянения) — фиолетовый; дымчатый кварц, раухкварц

Сингония гексагональная или тригональная. Кристаллическая структура кварца проста. В каждом кремнекислородном тетраэдре два иона кислорода расположены несколько выше и два — несколько ниже иона кремния. Низкотемпературный а-кварц (2) лишь незначительно отличается от высокотемпературного з-кварца по своей структуре. На рисунке показаны только ионы кремния; их различное высотное положение в кристаллической решетке отмечено разной густотой закраски (светлые, заштрихованные и темные кружки). (раухтопаз. — Ред.) — прозрачные разновидности, окра­шенные в серый или коричневый «дымчатый» цвет; мо­рион — черный, серо-бурый или темно-коричневый; цит­рин — золотисто-желтый или Лимонно-желтый; розовый кварц—окрашен марганцем в бледно-розовый цвет; сапфировый, или голубой, кварц — мутно-голубой кварц, окрашенный тонкими иголочками амфибола; мо­лочный кварц — белый кварц, окраска которого обус­ловлена многочисленными включениями жидкости или газа.

Тонковолокнистые (криптокристаллические) белые, серые, желтые, зеленые и пр., часто пятнистые или по­лосчатые разновидности кварца называются халцедо­нами (по древнему городу Халкедон на побережье Мра­морного моря).

Агат (по р. Ахатес, ныне р. Дирилло, на о. Сицилия) — агрегаты халцедона полосчатого строения с полосами, окрашенными в различные цвета. Встречается главным образом в виде миндалин, прожилков в эффузивных породах. Разновидности халцедона, окрашенные в разные цвета — коричневый, белый, красный, желтый и др., имеют свои собственные названия: 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 разновидности.

Цвет. Разнообразная окраска, вплоть до бесцветного.

Блеск. На кристаллических плоскостях блеск стеклян­ный, на поверхности излома — жирный.

 Прозрачность. Прозрачный, просвечивающий, непроз­рачный.

Черта. Белая.

Твердость. 7, хрупкий.

Плотность. 2,52 и 2,65 (у всех тригональных разновид­ностей).

Излом. Раковистый, неровный.

Сингония. Гексагональная (высокотемпературный кварц), тригональная— все остальные разновидности юварца, кристаллизовавшиеся ниже 573 °С (так назы­ваемый низкотемпературный кварц).

Форма кристаллов. Кварц — минерал, (богатый форма­ми, среди которых наиболее характерны гексагональ­ные, трапецоэдрические и бипирамидальные. Различа­ют правый кварц с праволежащими трапецоэдрически-ми гранями и левый кварц с леволежащими гранями (рис. 22). Характерны различные двойники, в том числе японские, дофинейские, бразильские.

Класс симметрии. Высокотемпературный кварц — гекса-гонально-трапецоэдрический — 622; низкотемператур­ный — тригонально-трапецоэдрический — 32.

Отношение осей. Высокотемпературный кварц: с/а  = 1,092, низкотемпературный: с/а= 1,100.

Структура. Кристаллическая структура простая. Связь тетраэдров SiO₄ осуществляется через один общий атом кислорода.

Низкотемпературный а-кварц (рис. 22, Б, 2) отличает­ся по кристаллической структуре от высокотемператур­ного р-кварца (рис. 22, Б, 1) очень незначительно.

Спайность. Плохая.

Агрегаты. Друзы, столбчатые оростки, плотные, сливные зернистые массы.

П. тр. Не плавится.

Поведение в кислотах.. Растворяется только в плавико­вой кислоте.

Сопутствующие минералы. Ортоклаз, микроклин, аль­бит, олигоклаз, мусковит, биотит, альмандин, дистен, андалузит, молибден, пирит, золото, многие сульфидные и другие минералы. Совместно с кварцем не встреча­ются оливин, лейцит, нефелин и другие минералы, ха­рактерные для растворов и расплавов с низким содер­жанием кремнекислоты.

Сходные минералы. Топаз, берилл, кордиерит, фена­кит, пренит, флюорит и др.

Практическое значение. Кварц и мономинеральные кварцевые породы имеют большое практическое значе­ние. Чистые, без дефектов кристаллы горного хрусталя (который в большом количестве получают искусствен­ным путем) применяются в радиотехнике. Чистый жиль­ный кварц или кварцевые пески служат материалом для футеровки доменных печей (силикатный кирпич) и изготовления мельничных жерновов. Кварцевый пе­сок, галька и щебень находят применение в качестве наполнителей для бетона и как строительные материа­лы; плотный криптокристаллический кварц (агат) ис­пользуется для изготовления агатовых ступок, валиков и призм в весах и в других точных приборах; красивые водяно-прозрачные или цветные разновидности кварца шлифуются и используются для изготовления различ­ных украшений.

Происхождение. Кварц образуется в ходе различных геологических процессов.

1. Магматический процесс. На ранних стадиях из бо­гатых кремнекислотой магматических расплавов выде­ляется гексагональный высокотемпературный, или пор­фировый, кварц, характерный для кварцевых порфиров или риолитов; на поздних стадиях в гранитах образу­ется тригональный низкотемпературный кварц, развива­ющийся в интерстициях между зернами других минера­лов.

2. Пегматитовый процесс. Кварц выделяется часто в срастании с полевым шпатом (так называемые пись­менные граниты), с мусковитом. В мусковитовых пег­матитах образуется собственно пегматитовый кварц (в том числе розовый кварц).

3. Пневматолитовый процесс. В ассоциаций с тур­малином, топазом, цинлвальдитом, молибденитом, кас­ситеритом, вольфрамитом, апатитом и другими минера­лами.

4. Гидротермальный процесс. Жильный кварц, в большинстве случаев в ассоциации с такими рудными минералами, как золото, вольфрамит, минералы сереб­ра, висмут, смальтин, сульфиды свинца и цинка, сиде­рит, флюорит и др.

5. Вторичные процессы. Кварц образуется в ходе химической (эндогенной и экзогенной) переработки, в том числе в результате кристаллизации из коллоид­ной кремнекислоты по схеме: опал —> халцедол—>вто­ричная кристаллизация кварца. При этом могут обра­зовываться низкотемпературные гидротермальные агат и различные разновидности халцедона. Вторичная коа­гуляция геля кремнекислоты ниже уровня грунтовых вод приводит к окремнению пород и образованию вто­ричных кварцитов (натечлого губчатого кварца), а так­же к окремнению остатков морских ископаемых орга­низмов и образованию кремневых желваков (журавчи-ков) в известковых осадочных породах и т. п.