Краткое сообщение о кварце

Обновлено: 18.05.2024

Друза горного хрусталя, кальцита и пирита

Физические и химические свойства кварца

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

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.

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

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.

ГОТОВЫЕ ДОКЛАДЫ
для 1-11 классов школы

Кварц – один из самых распространенных на земле минералов. Он широко используется в быту и производстве и даже входит в состав человеческой крови.

Как выглядит кварц?

Цвета кварца могут быть самыми разнообразными – от совершенно прозрачного бесцветного, до насыщенного красного, желтого, синего оттенка. Встречается кварц и черного цвета.

Внутри кристаллы бывают прозрачными или испещренными сетью мелких трещинок, которые делают его мутным

Откуда берется кварц?

Кристаллы кварца образуются при остывании раскаленной магмы, вырывающейся из толщи земли при извержениях и разломах земной коры. Залежи кварца могут представлять из себя как хаотично разбросанные кристаллы разных размеров, так и целые прослойки (жилы) этого полупрозрачного минерала.

Кварц является очень распространенным камнем и места его промышленной добычи разбросаны по всему миру. Кварц в кристаллах может добываться как с поверхности земли, так и из специально вырытых шахт. А вот кварцевый — добывают только открытым способом.

Кварцевый песок - яркий пример повсеместного присутствия кварца в нашей жизни. Маленькие прозрачные песчинки, которые мы ежедневно видим вокруг – на земле, в песочнице, в аквариуме, на пляже – состоят из этого минерала. Каждая такая песчинка – крохотный кристаллик кварца, появившийся на свет из глубин земли.

История кварца

Кварц известен человеку с самых древних времен. Его легко найти и добыть даже без применения сложной техники, поэтому первобытные люди изготавливали из кварца многие предметы, которые использовали для охоты или приготовления пищи.

Столетиями люди совершенствовали свои навыки и со временем мастера научились вырезать из кварца тонкие резные бокалы, чаши и светильники удивительной красоты. Изделия из кварца высоко ценились и зачастую дополнялись деталями из драгоценных металлов – золота и серебра.

Современное применение кварца в быту

Прочность кварца позволяет использовать его при изготовлении ювелирных украшений. Ограненные особым образом камешки вставляют в брошки, серьги и браслеты.

Из крупных кусков кварца мастера давно научились изготавливать предметы для украшения дома: во многих домах сегодня можно увидеть кварцевые вазы, статуэтки или пепельницы.

СТРУКТУРА

Тригональная сингония. Кремнезём, наиболее распространённой формой нахождения которого в природе является кварц, обладает развитым полиморфизмом.
Две основные полиморфные кристаллические модификации двуокиси кремния: гексагональный β-кварц, устойчивый при давлении в 1 атм. (или 100 кн/м 2 ) в интервале температур 870-573°С, и тригональный α-кварц, устойчивый при температуре ниже 573°С. В природе широко распространён именно α-кварц, эту устойчивую при низких температурах модификацию обычно называют просто кварцем. Все гексагональные кристаллы кварца, находимые в обычных условиях, являются параморфозами α-кварца по β-кварцу. α-кварц кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра тригональной сингонии. Кристаллическая структура – каркасного типа, построена из кремне-кислородных тетраэдров, расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси кристалла. В зависимости от этого различают правые и левые структурно-морфологические формы кристаллов кварца, отличимые внешне по симметрии расположения некоторых граней (например, трапецоэдра и др.). Отсутствие плоскостей и центра симметрии у кристаллов α-кварца обусловливает наличие у него пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств.

СВОЙСТВА

В чистом виде кварц бесцветен или имеет белую окраску из-за внутренних трещин и кристаллических дефектов. Элементы-примеси и микроскопические включения других минералов, преимущественно оксидов железа, придают ему самую разнообразную окраску. Причины окраски некоторых разновидностей кварца имеют свою специфическую природу.
Часто образует двойники. Растворяется в плавиковой кислоте и расплавах щелочей. Температура плавления 1713—1728 °C (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления затруднено, существуют различные данные). Диэлектрик и пьезоэлектрик.

Относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть может быть главной составляющей стекла. Однокомпонентное кварцевое стекло из чистого оксида кремния получают плавлением горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка. Диоксид кремния обладает полиморфизмом. Стабильная при нормальных условиях полиморфная модификация — α-кварц (низкотемпературный). Соответственно β-кварцем называют высокотемпературную модификацию.

МОРФОЛОГИЯ

Обычны кристаллы в виде шестигранной призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанной шести- или трехгранной пирамидальной головкой. Часто по направлению к головке кристалл постепенно сужается. На гранях призмы характерна поперечная штриховка. Наиболее часто кристаллы имеют удлиненно-призматический облик с преимущественным развитием граней гексагональной призмы и двух ромбоэдров, образующих головку кристалла. Реже кристаллы принимают облик псевдогексагональной дипирамиды. Внешне правильные кристаллы кварца обычно сложно сдвойникованы, образуя наиболее часто двойниковые участки по т. н. бразильскому или дофинейскому законам. Последние возникают не только при росте кристаллов, но и в результате внутренней структурной перестройки при термических β-α полиморфных переходах, сопровождаемых сжатием, а также при механических деформациях.
В магматических и метаморфических горных породах кварц образует неправильные изометричные зерна, сросшиеся с зернами других минералов, его кристаллами часто инкрустированы пустоты и миндалины в эффузивах.
В осадочных породах – конкреции, прожилки, секреции(жеоды), щётки мелких короткопризматических кристаллов на стенках пустот в известняках и др. Также обломки различной формы и размеров, галька, песок.

РАЗНОВИДНОСТИ КВАРЦА

Авантюрин — желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит (в связи с включениями слюды и железной слюдки).
Агат— слоисто-полосчатая разновидность халцедона.
Аметист— фиолетовый.
Бингемит — иризирующий кварц с включениями гётита.
Бычий глаз – густо-малиновый, бурый
Волосатик — горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина и/или других минералов, образующих игольчатые кристаллы.
Горный хрусталь — кристаллы бесцветного прозрачного кварца.
Кремень — тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезёма непостоянного состава, состоящие в основном из кварца и в меньшей степени халцедона, кристобалита, иногда с присутствием небольшого количества опала. Обычно находятся в виде конкреций или гальки, возникающей при их разрушении.
Морион — чёрный.
Переливт — cостоят из перемежающихся слоев микрокристаллов кварца и халцедона, никогда не бывают прозрачными.
Празем — зелёный (из-за включений актинолита).
Празиолит — луково-зелёный, получается искусственно прокаливанием жёлтого кварца.
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.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Кварц образуется при различных геологических процессах:
Непосредственно кристаллизуется из магмы кислого состава. Кварц содержат как интрузивные (гранит, диорит), так и эффузивные (риолит, дацит) породы кислого и среднего состава, может встречаться в магматических породах основного состава (кварцевое габбро).
В вулканических породах кислого состава нередко образует порфировые вкрапленники.
Кварц кристаллизуется из обогащенных флюидами пегматитовых магм и является одним из главных минералов гранитных пегматитов. В пегматитах кварц образует срастания с калиевым полевым шпатом (собственно пегматит), внутренние части пегматитовых жил нередко сложены чистым кварцем (кварцевое ядро). Кварц является главным минералов апогранитных метасоматитов – грейзенов.
При гидротермальном процессе образуются кварцевые и хрусталеносные жилы, особое значение имеют кварцевые жилы альпийского типа.
В поверхностных условиях кварц устойчив, накапливается в россыпях различного генезиса (прибрежно-морских, эоловых, аллювиальных и др.). В зависимости от различных условий образования кварц кристаллизуется в различных полиморфных модификациях.

ПРИМЕНЕНИЕ

Монокристаллы кварца применяются в оптическом приборостроении для изготовления фильтров, призм для спектрографов, монохроматоров, линз для Уф-оптики. Плавленый кварц применяют для изготовления специальной химической посуды. Кварц также используется для получения химически чистого кремния. Прозрачные, красивоокрашенные разновидности кварца являются полудрагоценными камнями и широко применяются в ювелирном деле. Кварцевые пески и кварциты используются в керамической и стекольной промышленности

Кварц, полиморфная модификация диоксида кремния, является одним из наиболее распространённых минералов на нашей планете, он служит породообразующим минералом для многих пород магматического и метаморфического происхождения. Земная кора содержит около 12% чистого кварца и более 60% в составе других камней.

1 Месторождения кварца
2 История кварца
3 Физико-химические характеристики кварца
4 Виды кварца
5 Магические свойства кварца
6 Лечебные свойства кварца
7 Отрасли применения кварца
8 Цвета кварца
9 Искусственный кварц
10 Как отличить настоящий кварц от подделки
11 Как ухаживать за кварцем
12 Кварц и знак зодиака
13 Цены на изделия из кварца
14 Интересные факты о кварце

Месторождения кварца

Несмотря на то, что земная кора содержит высокий процент кварца, месторождений ювелирных камней не так уж много. При этом каждая из залежей содержит разновидность определённого цвета. Так, кварц розового оттенка встречается в Карелии, Украине и Чехии. Дымчатый кварц и морионы добывают на Урал и Волыни.

История кварца

Физико-химические характеристики кварца

Чистый кварц бесцветный или окрашен в белый цвет, когда в нем есть трещинки и другие дефекты. По химическому составу он является диоксидом кремния. Кристаллы кварца, которые не наделены цветом и не содержат дефектов, известны как горный хрусталь и применяются как самостоятельный драгоценный камень.

Благодаря примесям других элементов, например, оксидов железа, кварц окрашивается в различные оттенки. Например, морион черного цвета, аметист окрашен в фиолетовый, цитрин обладает жёлтым оттенком.

Для кварца характерен полиморфизм. В нормальных условиях стабилен α-кварц, еще известный как низкотемпературная модификация. Под β-кварцем имеют в виду его высокотемпературный подвид. К самостоятельным полиморфным модификациям кварца относятся кристобалиты, тридимиты, коэситы, стишовиты.

Кристаллы кварца представляют собой шестигранники продолговатой формы, которые похожи на заточенный карандаш. Часто образуют друзы. Из маленьких кристаллов образуются крупные щетки.

Кварц обладает тригональной сингонией и раковистым изломом. Твердость по шкале Мооса 7. Удельный вес 2,6 г/см3. Минерал растворим в щелочах и фтористоводородной кислоте. Его температура плавления от 1713 до 1728 °C. Обладает диэлектрическими и пьезоэлектрическими свойствами.

Виды кварца

Авантюрины – окрашены в желтый или буро-красный цвет.

Агаты – отличаются слоисто-полосчатой структурой.

Аметисты – наделены изысканным фиолетовым цветом.

Бингемиты – иризирующие кварцы с примесью гётитов.

Волосатики – разновидность горного хрусталя, которая содержит тонкоигольчатые кристаллы рутилов, турмалинов.

Горный хрусталь – бесцветный и прозрачный кварц.

Кремень – представляет собой тонкозернистый скрытокристаллический сросток кремнезёма с непостоянным составом, в который входит кварц, халцедон, кристобалит, изредка опал.

Переливты — непрозрачные камни, которые являются смесью кварца и халцедона.

Праземы – содержат актинолит, из-за чего окрашены в зеленый цвет.

Празиолиты – минералы луково-зелёного оттенка, которые получают при прокаливании кварца жёлтого цвета.

Раухтопазы (дымчатые кварцы) – окрашен в серые или бурые светлые тона.

Халцедоны – скрытокристаллические тонковолокнистые камни. Полупрозрачные или просвечивающие, окрашены в белый или медово-жёлтый цвет

Сапфировые кварцы – окрашены в синий цвет, отличаются грубозернистой структурой.

Кошачий глаз – камень белого, розоватого или серого цвета с переливами и необычным светоотражением.

Соколиный глаз – сростки кварца с синевато-серым амфиболом.

Тигровый глаз – окрашен в золотисто-коричневый цвет.

Ониксы – минералы коричневого цвета с узорами из белого и чёрного, также встречается в оттенках красно-коричневого, коричнево-жёлтого, медового, белого с желтыми или розовыми слоями.

Гелиотропы – непрозрачные тёмно-зелёные камни с красными полосками или пятнами, которые состоят из тонкозернистого кварца, халцедона, соединений железа.

Магические свойства кварца

Кварц притягивает к своему владельцу любовь, удачу, успехи и финансовое благополучие, помогает развить воображение и мыслить активно, творчески.

Из всех кварцев наиболее ценным в магическом плане является горный хрусталь. Этот камень обладает высоким энергетическим потенциалом и его можно запрограммировать на помощь в достижении любых целей. Молочный кварц используют для медитаций, с целью освобождения мыслей и углубления внутрь себя. Дымчатый кварц подходит людям деловым, становится отличным помощником в принятии важных решений. Аметисты и хризопразы дарят покой. Сердолик является символом верности.

Все кварцы обладают успокаивающим действием, избавляют от страхов и помогают справляться со стрессами. Также они хорошо очищают помещения от отрицательной энергетики.

Лечебные свойства кварца

Кварц хорошо воздействует на дыхательную систему. Кристаллы кварца способны облегчить протекание простудных болезней.

Народная медицина широко использует кварцевую воду, которую делают настаивая воду на кварце или пропуская обычную воду через специальный кварцевый фильтр. Считается, что такая вода наделена многими полезными свойствами, полезна в профилактике различных заболеваний, стимулирует и омолаживает организм. Применяется он также в косметологии. Умывание кварцевой водой придает коже эластичность, гладкость и упругость, разглаживает морщины, устраняет прыщи. Кроме того, примочки и компрессы с кварцевой водой используют для лечения ушибов, ожогов, порезов, воспалительных процессов на коже.

Отрасли применения кварца

Кварц нашел применение в конструировании оптических приборов, генераторов ультразвука, телефонной и радиоаппаратуры, электронных приборов, огнеупорных материалов. Он просто незаменим в производстве стекла и керамики. Как стеклообразующий оксид, он является основной стекла, которое получают на основе чистого оксида кремния, горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка.

Разновидности кварца с красивой структурой, формой и необычной окраской очень популярны в ювелирном деле.

Цвета кварца

Чистый кварц бесцветен или окрашен в белый цвет, но для его разновидностей характерны все цвета радуги, палитра их возможных окрасок невероятно широкая.

Искусственный кварц

Сегодня искусственный кварц получают гидротермальным методом. Он широко используется в промышленных целях, так как является однородным и химически чистым. При этом выращиваются всегда монокристаллы, у которых пьезооптические свойства выражены лучше, чем у природных минералов.

Что касается ювелирного дела, то синтетические методы позволяют создавать кварцы разнообразных цветов. Например, очень редкие зеленые кварцы или и вовсе не существующую в природе чистую синюю разновидность. Производство синтетического кварца широко распространено в Роcсии.

Как отличить настоящий кварц от подделки

Подделки под кварц являются нечастыми, так как этот минерал довольно распространен. Имитации обычно делают под его редкие разновидности. Так, подделки под розовый кварц создаются окрашиванием дымчатого кварца железом и марганцем. Такие красящие вещества не могут проникнуть глубоко, дают неравномерный окрас, который к тому же легко окисляется и теряет внешнюю привлекательность.

Как ухаживать за кварцем

Кварц очень крепкий и прочный минерал, его сложно повредить, поцарапать, или испортить какими-либо моющими веществами. Очищают изделия из кварца обычно теплой проточной водой и дают им хорошо просыхать.

Кварц и знак зодиака

Кварц и все его многочисленные разновидности благосклонны к представителям всех знаков зодиака. Этот минерал подбирается индивидуально под каждого владельца.

Цены на изделия из кварца

Ограненные кристаллы натурального кварца весом от 10 карат оцениваются от 60 долларов и выше. Стоимость его разновидностей варьируется в широких пределах и зависит от свойств камня, огранки, цветовых характеристик.

Интересные факты о кварце

Кварц является практически первым минералом, который начали применять люди. И сегодня он остается популярным и незаменимым материалом во многих сферах жизни человека: от производства стекла до электроники и радиотехники.

Читайте также: