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Namen

Quarz

Einführung Quarz ist das definitive trigonale Niedertemperaturpolymorph von Siliciumdioxid (SiO₂), bei Umgebungsdruck bis 573 °C stabil. Als definierender Maßstab für Mohshärte 7 und eines der häufigsten gesteinsbildenden Gerüsttektosilikate in der kontinentalen Erdkruste ist Quarz bekannt für seine starke Piezoelektrizität, chemische Beständigkeit, fehlende Spaltbarkeit und eine umfangreiche Reihe farbiger makrokristalliner und mikrokristalliner (Chalzedon) Varietäten.
Grundinformationen Anzeigen Ausblenden
Mineral ID
Quarz
Gängige Synonyme / Aliase
Alpha-Quarz, Tiefquarz, Bergkristall (makrokristallin farblos), Kieselsäure, Quarz
Chemie Anzeigen Ausblenden
Chemische Formel
SiO₂
Elemente
Silicium (Si), Sauerstoff (O)
Nebenelemente / Verunreinigungen
Fe, Al, Ti, Mn, Li, Na, K, H₂O
Empirische Formel
SiO₂
Molekulargewicht (g/mol)
60.08
Löslichkeit
Unlöslich in Wasser und üblichen organischen Lösungsmitteln; sehr schwer löslich in reinem Wasser unter überkritischen hydrothermalen Bedingungen; wird durch wässrige Flusssäure (HF) und heiße konzentrierte Alkalimetallhydroxidlösungen (KOH, NaOH) gelöst.
Reaktion auf Säure
Keine (Vollständig inert gegenüber Salzsäure (HCl), Salpetersäure (HNO₃) und Schwefelsäure (H₂SO₄) bei Umgebungs- und Siedetemperaturen; reagiert ausschließlich mit Flusssäure (HF)).
Klassifikation Anzeigen Ausblenden
Mineralart
Mineralarten
IMA-Status
bestandsgeschützt
IMA Symbol
Qtz
Strunz-Klassifikation
04.DA.05
Dana-Klassifikation
75.01.03.01
Mineralgruppe
Quarzgruppe (Silikate / Oxide)
Kristallstruktur Anzeigen Ausblenden
Kristallsystem
Trigonal (Tiefquarz/α-Quarz); hexagonale Symmetrie für Hochquarz/β-Quarz über 573 °C
Kristallhabitus
Prismatische sechsseitige Kristalle mit Pyramiden, horizontalen Streifungen, drusigen Überzügen, massiven Aggregaten, mikrokristallinem Chalcedon und Geodenfüllungen.
Kristallklasse
Trigonal-trapezoedrisch, 32 (P3₁21 oder P3₂21)
Raumgruppe
P3₁21 oder P3₂21
Gitterparameter A (Angström)
4.913
Zellparameter B (Angstrom)
4.913
Gitterparameter C (Angstrom)
5.405
Zellwinkel Alpha (Grad)
90
Zellwinkel Beta (Grad)
90
Zellwinkel Gamma (Grad)
120
Elementarzelle Z
3
Kristallverzwillingung
Außergewöhnlich häufig; umfasst Dauphiné-Zwillinge (Durchdringungszwilling mit c-Achse als Zwillingsachse), Brasilianer Zwillinge (optischer Kontaktzwilling auf {11-20}), Japaner-Gesetz-Zwillinge (Kontaktzwilling auf {11-22} in einem Winkel von 84°33') und Esterel-Gesetz-Zwillinge.
Häufige Kristallflächen
{10-10} Prisma, {10-11} positives Rhomboeder, {01-11} negatives Rhomboeder
Physikalische Eigenschaften Anzeigen Ausblenden
Primärfarbe
FarblosLila (P)RosaGelb (Y)Grün (G)WeißGrauBraunSchwarz
Gängige Farben
Farblos, weiß, grau, violett, gelb, rosa, braun, schwarz und grün
Serie
Weiß
Glanz
Glasartig (glasig); fettig auf Bruchflächen; wachsartig bis matt in mikrokristallinen Formen
Transparenz / Diaphanität
Durchsichtig bis durchscheinend (undurchsichtig bei massiven, stark eingeschlossenen oder kryptokristallinen Varietäten).
Härte (Mohs)
7
Dekolleté
arm
Spaltrichtung
Undeutlich auf {0111} und {1011}
Spaltwinkel / Absonderungsqualität
Keine echte Spaltbarkeit; undeutliche Absonderung kann auf Zwillingsebenen nach dem Brasilianer Gesetz auftreten.
Fraktur
Muschelig bis submuschelig.
Hartnäckigkeit
spröde
Spezifisches Gewicht
2.65 - 2.66
Magnetismus
Nicht magnetisch (diamagnetisch).
Schmelzpunkt
1713 °C
Thermische Stabilität
Durchläuft einen reversiblen, displaciven Phasenübergang zum hexagonalen Hochtemperatur-Beta-Quarz (β-SiO₂) bei 573 °C (1063 °F) bei 1 atm, begleitet von struktureller Volumenausdehnung; wandelt sich oberhalb von 870 °C in Tridymit und oberhalb von 1470 °C in Cristobalit um.
Optische Eigenschaften Anzeigen Ausblenden
Brechungsindex
1.544 - 1.553
Brechungsindex Alpha
1.544
Brechungsindex Beta
1.544
Brechungsindex Gamma
1.553
Optischer Achsenwinkel (2V)
0° (einachsig)
Optisches Zeichen / Extinktion
Positiv (+)
Doppelbrechung
0.009
Dispersion
0.013
Optische Zeichen
Einachsig+
Pleochroismus
Keine bis schwache (in farbigen makrokristallinen Varietäten wie Amethyst, Citrin und Rauchquarz).
Pleochroismus-Details
Schwacher Dichroismus bei dunklem Amethyst (purpur / rötlich-purpur) und Rauchquarz (gelblich-braun / rötlich-braun); keiner in reinem farblosem Bergkristall.
Optische Phänomene
Asterismus (sechsstrahliger Stern, verursacht durch orientierte Rutil-Einschlüsse), Chatoyance (Katzenaugen-Quarz, Tigerauge), Irisieren (Iris-Quarz / Regenbogenquarz durch Dünnschichtinterferenz an Bruchflächen), optische Zirkularpolarisation (dreht linear polarisiertes Licht entlang der c-Achse).
Fluoreszenz
Inert bis schwach fluoreszierend unter UV-Strahlung; diagnostische Kathodenlumineszenz (CL)-Farben zeigen Wachstumszonierung (blau, rot oder grünlich-gelb, abhängig von [AlO₄] und strukturellen Defektzentren).
Lumineszenz / Phosphoreszenz / Thermolumineszenz
Im Allgemeinen nicht fluoreszierend; einige spezifische Varietäten oder Einschlussstücke zeigen schwache grüne, gelbe oder blaue Fluoreszenz unter SW-UV (254 nm) oder LW-UV (365 nm); stark tribolumineszent (sendet Lichtblitze aus, wenn Kristalle im Dunkeln geschlagen oder aneinander gerieben werden).
Absorptionsspektrum
Hochtransparent im UV-, sichtbaren und nahen Infrarotbereich; diagnostische Schwingungs-Infrarotabsorptionsbanden bei 1080 cm⁻¹, 798 cm⁻¹, 778 cm⁻¹ (Si-O-Si-Streckschwingungs-Dublett) und 460 cm⁻¹ (Si-O-Biegeschwingung).
Vorkommen und Formation Anzeigen Ausblenden
Formationsprozess
Kristallisiert in magmatischen Magmen und Pegmatiten, hydrothermalen Gängen, metamorphen Quarziten und sedimentären Umgebungen.
Geologische Umwelt
Magmatische, metamorphe und sedimentäre Milieus einschließlich Quarzgängen, Geoden, Pegmatiten und detritischen Sanden.
Assoziierte Minerale
Feldspat, Muskovit, Biotit, Turmalin, Calcit, Fluorit, Pyrit, Hämatit
Typuslokalität
Keine einzelne Typlokalität; Quarz wurde historisch anerkannt und ist bestandsgeschützt.
Wichtigste Erzeugerländer / -gebiete
AustralienÖsterreichBrazilKanadaChinaFrankreichDeutschlandIndiaItalienJapanMadagascarMexikoNamibiaNorwegenPakistanPeruRussiaSüdafrikaSpanienSchweizVereinigtes KönigreichVereinigte Staaten
Wirtschaftlicher Lagerstättentyp
Hydrothermale Gänge, Granit-Pegmatite, Seifenlagerstätten, Quarzite und Quarzsand-Schichten
Geschichte und Namensgebung Anzeigen Ausblenden
Entdeckungsjahr
Ancient / Prehistoric (Documented in classical Greek mineral treatises by Theophrastus in ~300 BCE as κρύσταλλος (krýstallos)).
Namensherkunft
Abgeleitet vom deutschen Wort Quarz, aus dem Mittelhochdeutschen / Slawischen stammend (vom polnischen kwardy, was "hart" bedeutet).
Typusexemplarsammlung
Keine benannt; Mineral mit Bestandsschutz
Sicherheit und zugehörige Informationen Anzeigen Ausblenden
Tragekomfort
Ausgezeichnet
Gesundheitsgefahren
Völlig ungiftig und inert in festen Handstück- und Schmuckformen; langfristige berufliche Inhalation von lungengängigem kristallinem Siliciumdioxid (RCS)-Staub, der bei Trockenschnitt, Zerkleinerung oder Bergbauarbeiten entsteht, stellt eine ernsthafte Gesundheitsgefahr dar (verursacht Silikose und wird als Karzinogen der Gruppe 1 der IARC eingestuft).
Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung
Sicher für Ultraschall-, Dampf- und Chemikalienreinigung; schreiben Sie beim Schneiden, Schleifen oder Polieren von massiven Quarzproben stets Nassschneiden vor und tragen Sie zertifizierte N95/FFP3-Partikelmasken.
Sorten
Bergkristall, Amethyst, Citrin, Rauchquarz, Rosenquarz, Prasiolith, Ametrin, Milchquarz, Rutilquarz, Turmalinquarz, Morion, Chalzedon (kryptokristalline Varietäten: Achat, Jaspis, Karneol, Onyx, Chrysopras).
Polytypen
Keine (Polymorphe umfassen Beta-Quarz, Tridymit, Cristobalit, Coesit, Stishovit, Moganit, Seifertit).
Verwandte Mineralien
Tridymit (SiO₂), Cristobalit (SiO₂), Coesit (SiO₂), Stishovit (SiO₂), Moganit (SiO₂), Opal (SiO₂·nH₂O), Feldspatgruppe.
Handel und Gemmologie Anzeigen Ausblenden
Gängige Behandlungen
Farbiger und kommerzieller Quarz kann wärmebehandelt, bestrahlt, gefärbt, beschichtet oder rissgefüllt sein; natürlicher Bergkristall ist üblicherweise unbehandelt.
Verbesserungen
Bestrahlung kann Rauchquarz erzeugen; Wärme kann Amethyst oder Citrin verändern; Beschichtungen und Färbungen werden für dekoratives Material verwendet.
Gängige Schnitte
BrillantschliffStufenschliff/SmaragdschliffMaßgeschneiderte Fantasie-FacettierungCabochonsPerlenkugelförmige Kugelnfiligrane Steinschnitzereienoptische wellenplattenund Oszillatorplatten.
Seltenheit / Marktnote
Äußerst häufig (Hochklare einschlussfreie Riesenkristalle, ästhetische Cluster in Museumsqualität und seltene natürliche unbehandelte Farbvarianten wie natürlicher Ametrin oder Prasiolith sind Selten bis Museumsqualität).