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 573оС;
- двуокись кремния в форме гексагонального альфа-кварца, устойчивого к давлению в 100 кн/м2 при температуре 870-573 оС.
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.
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
UraloVed.ru
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.
Совместимость по зодиаку
Больше всего пользы принесет кварц, который подходит по гороскопу:
| Знак зодиака | Цвет кварца, действие |
| Овен | Фиолетовый и снежный камень поможет улучшить отношения с окружающими, закончить важные дела. |
| Телец | Зеленый и дымчатый минерал поможет решать сложные проблемы, наполнит позитивом, придаст уверенности, предупредит об угрозе. |
| Близнецы | Самоцвет желтых и красных оттенков помогут наладить личную жизнь, подарят успех, защитят от отрицательного воздействия. |
| Рак | Фиолетовый и серый подарит умиротворение, поможет решить сложные проблемы, улучшат дела на любовном фронте. |
| Лев | Розовый минерал подарит успех во всех начинаниях. |
| Дева | Снежный, розовый, фиолетовый кварц помогут найти выход со сложных ситуаций, очистит мысли, защитят от негатива. |
| Весы | Желтый и дымчатый самоцвет наполнит жизнь гармонией, поможет найти истинную любовь, оздоровит организм. |
| Скорпион | Волосатик, дымчатый камень принесет удачу, подарит спокойствие. |
| Стрелец | Розовый кварц убережет от опрометчивых поступков, принесет успех. |
| Козерог | Дымчатый и снежный кристалл наполнит силой, сделает общительнее, защитит от негативной энергетики. |
| Водолей | Желтый, золотистый минерал зарядит энергией, подарит счастье. |
| Рыбы | Голубой, розовый, зеленый камень принесет успех. |
Если неправильно подобрать кварц по знаку зодиака, то он может навредить человеку.
Какие оттенки кварца для вас более притягательны?
ХолодныеТеплые
Талисманы и обереги
Как упоминалось, действие кварца зависит от цвета. Например, горный хрусталь способен программировать на определенные шаги, розовый минерал – дарит гармонию с миром и собой, зеленый – избавит от страхов, расслабит, принесет успех, дымчатый – избавит от обидчивости, красный – подарит или вернет любовь. Белый камень наполнит душу человека добром, позитивом, обережет от негатива, подарит удачу во всех начинаниях.
Наиболее сильными являются талисманы с кварцем в серебряной оправе. Такие амулеты дарят успех на работе, в личной жизни, помогают укрепить здоровье.
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 oC. 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.
Искусственные кристаллы
Искусственный кварц имеет ряд преимуществ перед природным: это и более высокая химическая чистота, и однородная структура, вызванная более равномерным распределением примесей. Кроме того, промышленным образом выращивают монокристаллы, в природе же распространены сдвойникованные. Монокристаллы более пригодны для использования в оптической и радиоэлектронной промышленности.
Для ювелирного дела искусственные кристаллы кварца тоже удобнее, так как в процессе выращивания им можно придать практически любой цвет и насыщенность оттенка. Можно также вырастить кристаллы с задуманными плавными переходами одного цвета в другой. Интересно, что промышленным образом можно получить и такие цвета, которые в природе не встречаются или очень редки. Это синий, голубой и зелёный кварц. Для детей 2 класса эта информация тоже, несомненно, будет интересной.
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:
- Агат – одна из разновидностей халцедона с полосчато-слоистой структурой.
- Авантюрин – имеет красноватый или желтоватый оттенок с включеиями слюды.
- Аметист – красивый фиолетового цвета.
- Тигровый (соколиный, бычий) глаз – буро-малиновый цветной камень.
- Бингемит – кварц иризирущий, который примечателен включениями гётита.
- Горный хрусталь – бесцветные, прозрачные кристаллические образования.
- Волосатик – разновидность горного хрусталя с включениями рутиловых тонкоигольчатых частичек, а также турмалина и прочих минералов игольчатой формации.
- 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.
- Празем – примечателен наличием актинолита и имеет отчётливый зелёный оттенок.
- Переливт – слоёный минерал, состоящий из микрокристаллов халцедона и кварца, имеющий непрозрачный вид.
- Морион – разновидность, представленная в чёрном цвете.
- Розовый кварц.
- Дымчастый (раухтопаз) – имеет светло-бурую/светло-серую цветность.
- Празолит – имеет зелено-луковый оттенок. Образуется искусственным путём, за счёт прокаливания жёлтых кварцевых образцов.
- Оникс – коричневый минерал с природными чёрно-коричневыми узорами. Также может иметь медовый, коричнево-красный, белый, розоватый и желтоватый плоскопараллельный слой в составе.
- Цитрин – камень лимонно-жёлтого оттенка.
- 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.
- 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.
Как отличить подделку
Самоцветы из группы кварцев по карману почти любому. Да, их не имеет смысла подделывать. Но означает ли это, что нет риска купить фальшивку? Увы!
Настоящий камень содержит различные включения и имеет трещинки на поверхности.
Производители не упускают шанса нажиться на потребителях даже по мелочам. Как же обезопасить себя? Смотреть в оба и не покупать украшения на базаре.
Как проверить кварц:
- У каждого вида своя палитра оттенков и узоры. Но все эти камни имеют нечто общее — природное несовершенство. Неповторимость рисунка, неравномерно размещенные включения — это то, что отличает природный минерал от синтетического.
- Природный кварц, это, конечно, не алмаз, но у него достаточно высокая твердость. Искусственный камень сразу отреагирует на попытку поцарапать его поверхность острым предметом. С настоящим минералом ничего не случится.
- Этот очень простой тест поможет узнать подлинность камня. Просто зажмите его в руке и подождите какое-то время. Кристалл быстро нагрелся? Проведите еще несколько тестов, возможно, это подделка.
Сложно ориентироваться на стоимость, ведь для разных видов минерала она будет отличаться. Если это не просто кулон, а полноценное украшение, то в цену еще будет входить цена металла и работа мастера. Единственное, что можно посоветовать — не покупать откровенную дешевку.
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.
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.
