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Noms

Quartz

Intro Le quartz est le polymorphe trigonal de basse température de référence du dioxyde de silicium (SiO₂), stable jusqu'à 573 °C à pression ambiante. En tant que référence absolue pour la dureté Mohs 7 et l'un des tectosilicates formant des roches les plus abondants dans la croûte continentale de la Terre, le quartz est réputé pour sa forte piézoélectricité, sa durabilité chimique, l'absence de clivage et sa vaste gamme de variétés colorées macrocristallines et microcristallines (calcédoine).
Informations de base Montrer Masquer
ID minéral
quartz
Synonymes / Alias courants
Quartz alpha, Quartz de basse température, Cristal de roche (macro-cristallin incolore), Silice, Quartz
Chimie Montrer Masquer
Formule chimique
SiO₂
Éléments
Silicium (Si), Oxygène (O)
Éléments mineurs / Impuretés
Fe, Al, Ti, Mn, Li, Na, K, H₂O
Formule empirique
SiO₂
Poids moléculaire (g/mol)
60.08
Solubilité
Insoluble dans l'eau et les solvants organiques standards; très légèrement soluble dans l'eau pure dans des conditions hydrothermales supercritiques; dissous par l'acide fluorhydrique aqueux (HF) et les solutions chaudes concentrées d'hydroxydes de métaux alcalins (KOH, NaOH).
Réaction à l'acide
Aucun (Complètement inerte aux acides chlorhydrique (HCl), nitrique (HNO₃) et sulfurique (H₂SO₄) à température ambiante et à ébullition ; réagit exclusivement avec l'acide fluorhydrique (HF)).
Classification Montrer Masquer
Type de minéral
Espèces minérales
Statut IMA
Bénéficiant d'une clause d'antériorité
IMA Symbole
Qtz
Classification de Strunz
04.DA.05
Classification Dana
75.01.03.01
Groupe minéral
Groupe du quartz (Silicates / Oxydes)
Structure cristalline Montrer Masquer
Système cristallin
Trigonal (quartz bas/alpha) ; symétrie hexagonale pour le quartz haut/bêta au-dessus de 573 °C
Habitus cristallin
Cristaux prismatiques à six faces avec pyramides, stries horizontales, enduits drusiques, agrégats massifs, calcédoine microcristalline et remplissages de géodes.
Classe Cristal
Trapézoédrique trigonal, 32 (P3₁21 ou P3₂21)
groupe d'espace
P3₁21 ou P3₂21
Paramètre de maille A (Angström)
4.913
Paramètre de cellule B (Angström)
4.913
Paramètre de maille C (Angström)
5.405
Angle Alpha de la maille (Degrés)
90
Angle Bêta de la Cellule (Degrés)
90
Angle de maille Gamma (Degrés)
120
Maille élémentaire Z
3
Macle cristalline
Exceptionnellement courantes ; comprennent les macles de Dauphiné (macle de pénétration avec l'axe c comme axe de macle), les macles du Brésil (macle de contact optique sur {11-20}), les macles du Japon (macle de contact sur {11-22} avec un angle de 84°33'), et les macles de la loi d'Esterel.
Faces Courantes des Cristaux
{10-10} prisme, {10-11} rhomboèdre positif, {01-11} rhomboèdre négatif
Propriétés physiques Montrer Masquer
Couleur primaire
IncoloreViolet (P)RoseJaune (Y)Vert (G)BlancgrisBrunNoir
Couleurs courantes
incolore, blanc, gris, violet, jaune, rose, brun, noir et vert
Série
Blanc
lustre
Vitreux (verreux) ; gras sur les surfaces de cassure ; cireux à terne dans les formes microcristallines
Transparence / Diaphanéité
Transparent à translucide (opaque dans les variétés massives, fortement incluses ou cryptocristallines).
Dureté (Mohs)
7
décolleté
Pauvre
Direction de clivage
Indistinct sur {0111} et {1011}
Angle de Clivage / Qualité de Clivage
Aucun clivage véritable ; une séparation indistincte peut se produire sur les plans de macle de la loi du Brésil.
Fracture
Conchoïdale à subconchoïdale.
ténacité
Fragile
Densité
2.65 - 2.66
Magnétisme
Non magnétique (diamagnétique).
Point de fusion
1713 °C
Stabilité thermique
Subit une transition de phase displacive réversible vers le bêta-quartz hexagonal à haute température (β-SiO₂) à 573 °C (1063 °F) sous 1 atm, accompagnée d'une expansion volumique structurelle ; se transforme en tridymite au-dessus de 870 °C et en cristobalite au-dessus de 1470 °C.
Propriétés optiques Montrer Masquer
Indice de réfraction
1.544 - 1.553
Indice de réfraction Alpha
1.544
Indice de réfraction bêta
1.544
Indice de réfraction Gamma
1.553
Angle axial optique (2V)
0° (uniaxial)
Signe optique / Extinction
Positif (+)
biréfringence
0.009
Dispersion
0.013
Caractère optique
Uniaxial+
Pléochroïsme
Aucun à faible (dans les variétés macrocristallines colorées telles que l'améthyste, la citrine et le quartz fumé).
Détails du pléochroïsme
Faible dichroïsme dans l'améthyste foncée (violet / rouge-violet) et le quartz fumé (brun-jaune / brun-rouge) ; aucun dans le cristal de roche pur incolore.
Phénomènes optiques
Astérisme (étoile à 6 rayons causée par des inclusions de rutile orientées), chatoyance (quartz œil-de-chat, œil-de-tigre), irisation (quartz iris / quartz arc-en-ciel dû à une interférence de fracture en couche mince), polarisation circulaire optique (fait tourner la lumière polarisée plane le long de l'axe c).
Fluorescence
Inerte à faiblement fluorescent sous rayonnement UV ; les couleurs de cathodoluminescence (CL) diagnostiques révèlent une zonation de croissance (bleu, rouge ou jaune-verdâtre selon [AlO₄] et les centres de défauts structuraux).
Luminescence / Phosphorescence / Thermoluminescence
Généralement non fluorescent ; certaines variétés spécifiques ou spécimens inclus présentent une faible fluorescence verte, jaune ou bleue sous SW-UV (254 nm) ou LW-UV (365 nm) ; fortement triboluminescent (émet des éclairs de lumière lorsque les cristaux sont frappés ou frottés ensemble dans l'obscurité).
Spectre d'absorption
Hautement transparent dans les régions UV, visible et proche-IR ; bandes d'absorption vibrationnelle infrarouge diagnostiques à 1080 cm⁻¹, 798 cm⁻¹, 778 cm⁻¹ (doublet d'étirement Si-O-Si), et 460 cm⁻¹ (déformation Si-O).
Occurrence et Formation Montrer Masquer
Processus de formation
Cristallise dans les magmas ignés et les pegmatites, les veines hydrothermales, les quartzites métamorphiques et les environnements sédimentaires.
Environnement géologique
Contextes ignés, métamorphiques et sédimentaires, y compris les veines de quartz, les géodes, les pegmatites et les sables détritiques.
Minéraux associés
Feldspath, Muscovite, Biotite, Tourmaline, Calcite, Fluorite, Pyrite, Hématite
Localité type
Aucune localité type unique ; le quartz a été reconnu historiquement et bénéficie d'un droit acquis.
Principaux pays producteurs / Localités
AustralieAutricheBrazilCanadaChinaFranceAllemagneIndiaItalieJaponMadagascarMexiqueNamibiaNorvègePakistanPérouRussiaAfrique du SudEspagneSuisseRoyaume-UniÉtats-Unis
Type de dépôt économique
Filons hydrothermaux, pegmatites granitiques, placers, quartzites et lits de sable siliceux
Histoire et Dénomination Montrer Masquer
Année de découverte
Ancient / Prehistoric (Documented in classical Greek mineral treatises by Theophrastus in ~300 BCE as κρύσταλλος (krýstallos)).
Origine du nom
Dérivé du mot allemand Quarz, d'origine moyen haut-allemand / slave (du polonais kwardy, signifiant "dur").
Réserve de spécimens types
Aucun désigné; minéral antériorisé
Sécurité et informations connexes Montrer Masquer
Portabilité
Excellent
Dangers pour la santé
Totalement non toxique et inerte sous forme de spécimens solides et de bijoux ; l'inhalation professionnelle à long terme de poussières de silice cristalline respirable (SCR) générées lors d'opérations de coupe à sec, de concassage ou d'extraction minière présente de graves risques pour la santé (provoque la silicose et est classée comme cancérogène humain du groupe 1 du CIRC).
Précautions de manipulation
Sûr pour le nettoyage ultrasonique, à la vapeur et chimique ; toujours appliquer la coupe à l'eau et porter des respirateurs à particules certifiés N95/FFP3 lors de la coupe, du meulage ou du polissage d'échantillons de quartz en vrac.
Variétés
Cristal de roche, Améthyste, Citrine, Quartz fumé, Quartz rose, Prasiolite, Amétrine, Quartz laiteux, Quartz rutilé, Quartz tourmaliné, Morion, Calcédoine (variétés cryptocristallines : Agate, Jaspe, Cornaline, Onyx, Chrysoprase).
Polytypes
Aucun (les polymorphes incluent le bêta-quartz, la tridymite, la cristobalite, la coesite, la stishovite, la moganite, la seifertite).
Minéraux apparentés
Tridymite (SiO₂), Cristobalite (SiO₂), Coésite (SiO₂), Stishovite (SiO₂), Moganite (SiO₂), Opale (SiO₂·nH₂O), groupe des feldspaths.
Commercial et Gemmologie Montrer Masquer
Traitements courants
Le quartz coloré et commercial peut être traité thermiquement, irradié, teint, enrobé ou à fractures comblées ; le cristal de roche naturel est généralement non traité.
Améliorations
L'irradiation peut produire du quartz fumé ; la chaleur peut modifier l'améthyste ou la citrine ; les revêtements et la teinture sont utilisés pour les matériaux décoratifs.
Coupes courantes
Taille brillantetaille émeraudetaille fantaisie sur mesureCabochonsPerlessphères sphériquesdélicates sculptures lapidaireslames à retard optiqueset plaques d'oscillateur.
Rareté / Grade de marché
Extrêmement courant (Les cristaux géants d'une grande clarté sans inclusions, les groupes esthétiques de qualité musée et les phases de couleur naturelles rares non chauffées, comme l'amétrine naturelle ou la prasiolite, vont de rares à de qualité musée).