Имена
Кварц
Интро
Кварц является основным низкотемпературным тригональным полиморфом диоксида кремния (SiO₂), стабильным до 573 °C при атмосферном давлении. Будучи эталоном твёрдости 7 по шкале Мооса и одним из самых распространённых породообразующих каркасных тектосиликатов в континентальной коре Земли, кварц известен своей сильной пьезоэлектрической активностью, химической стойкостью, отсутствием спайности и обширным набором окрашенных макрокристаллических и микрокристаллических (халцедоновых) разновидностей.
Основная информация Показать Скрыть
Идентификация минералов
кварц
Распространенные синонимы / Псевдонимы
альфа-кварц, низкотемпературный кварц, горный хрусталь (макрокристаллический бесцветный), кремнезём, кварц
Химия Показать Скрыть
Химическая формула
SiO₂
Элементы
Кремний (Si), кислород (O)
Минорные элементы / Примеси
Fe, Al, Ti, Mn, Li, Na, K, H₂O
Эмпирическая формула
SiO₂
Молекулярная масса (g/mol)
60.08
Растворимость
Нерастворим в воде и стандартных органических растворителях; очень слабо растворим в чистой воде в сверхкритических гидротермальных условиях; растворяется водной плавиковой кислотой (HF) и горячими концентрированными растворами гидроксидов щелочных металлов (KOH, NaOH).
Реакция на кислоту
Ни одна (Полностью инертен к соляной (HCl), азотной (HNO₃) и серной (H₂SO₄) кислотам при комнатной температуре и температуре кипения; реагирует исключительно с плавиковой кислотой (HF)).
Классификация Показать Скрыть
Тип минерала
Минеральные виды
Статус IMA
дедовский
Символ IMA
Qtz
Классификация Штрунца
04.DA.05
Классификация Дана
75.01.03.01
Группа минералов
Группа кварца (Силикаты / Оксиды)
Кристаллическая структура Показать Скрыть
Кристаллическая система
Тригональная (низкотемпературный/альфа-кварц); гексагональная симметрия для высокотемпературного/бета-кварца выше 573 °C
Габитус кристалла
Призматические шестигранные кристаллы с пирамидами, горизонтальная штриховка, друзовые корки, массивные агрегаты, микрокристаллический халцедон и жеодовые заполнения.
Кристальный класс
Тригональный трапецоэдрический, 32 (P3₁21 или P3₂21)
Пространственная группа
P3₁21 or P3₂21
Параметр ячейки A (Ангстрем)
4.913
Параметр ячейки B (Ангстрем)
4.913
Параметр ячейки C (ангстрем)
5.405
Угол ячейки Альфа (Градусы)
90
Угол ячейки Бета (Градусы)
90
Угол гамма ячейки (градусы)
120
Элементарная ячейка Z
3
Двойникование кристаллов
Исключительно распространены; включают дофинейские двойники (двойники прорастания с осью c в качестве двойниковой оси), бразильские двойники (оптические двойники срастания по {11-20}), японские двойники (двойники срастания по {11-22} под углом 84°33'), и двойники по закону Эстерель.
Распространённые грани кристаллов
{10-10} призма, {10-11} положительный ромбоэдр, {01-11} отрицательный ромбоэдр
Физические свойства Показать Скрыть
Основной цвет
бесцветныйФиолетовый (P)РозовыйЖёлтый (Ж)Зеленый (З)БелыйСерыйкоричневыйчёрный
Основные цвета
Бесцветный, белый, серый, фиолетовый, желтый, розовый, коричневый, черный и зеленый
Серия
Белый
Блеск
Стеклянный (стекловидный); жирный на поверхностях излома; восковой до тусклого в микрокристаллических формах.
Прозрачность / Диафанейность
Прозрачный до полупрозрачного (непрозрачный в массивных, сильно включенных или криптокристаллических разновидностях).
Твёрдость (Мооса)
7
декольте
Бедный
Направление кливажа
Неотчетливый на {0111} и {1011}
Угол спайности / Качество отдельности
Истинной спайности нет; неотчётливая отдельность может возникать по двойниковым плоскостям бразильского закона.
перелом
Раковистый до подраковистого.
Упорство
Хрупкий
Удельный вес
2.65 - 2.66
Магнетизм
Немагнитный (диамагнитный).
Температура плавления
1713 °C
Термическая стабильность
Претерпевает обратимый сместительный фазовый переход в высокотемпературный гексагональный бета-кварц (β-SiO₂) при 573 °C (1063 °F) при 1 атм, сопровождающийся объемным расширением структуры; переходит в тридимит выше 870 °C и в кристобалит выше 1470 °C.
Оптические свойства Показать Скрыть
Показатель преломления
1.544 - 1.553
Показатель преломления Альфа
1.544
Показатель преломления бета
1.544
Показатель преломления гамма
1.553
Оптический угол (2V)
0° (одноосный)
Оптический знак / Экстинкция
Положительный (+)
Двулучепреломление
0.009
Дисперсия
0.013
Оптический символ
Одноосный+
плеохроизм
От отсутствия до слабой (в окрашенных макрокристаллических разновидностях, таких как аметист, цитрин и дымчатый кварц).
Детали плеохроизма
Слабый дихроизм в тёмном аметисте (фиолетовый / красновато-фиолетовый) и дымчатом кварце (желтовато-коричневый / красновато-коричневый); отсутствует в чистом бесцветном горном хрустале.
Оптические явления
Астеризм (шестилучевая звезда, обусловленная ориентированными включениями рутила), эффект кошачьего глаза (кварц-кошачий глаз, тигровый глаз), иризация (ирисовый кварц / радужный кварц вследствие интерференции на тонких пленках трещин), оптическая круговая поляризация (вращает плоскополяризованный свет вдоль оси c).
Флуоресценция
От инертного до слабо флуоресцирующего под УФ-излучением; диагностические цвета катодолюминесценции (КЛ) выявляют ростовую зональность (синий, красный или зеленовато-жёлтый в зависимости от [AlO₄] и центров структурных дефектов).
Люминесценция / Фосфоресценция / Термолюминесценция
Обычно не флуоресцирует; некоторые отдельные разновидности или включённые образцы демонстрируют слабую зелёную, жёлтую или синюю флуоресценцию под коротковолновым УФ (254 нм) или длинноволновым УФ (365 нм); сильно триболюминесцентные (испускают вспышки света при ударе или трении кристаллов друг о друга в темноте).
Спектр поглощения
Highly transparent across UV, visible, and near-IR regions; diagnostic vibrational infrared absorption bands at 1080 cm⁻¹, 798 cm⁻¹, 778 cm⁻¹ (Si-O-Si stretching doublet), and 460 cm⁻¹ (Si-O bending).
Нахождение и образование Показать Скрыть
Процесс формирования
Кристаллизуется в магматических расплавах и пегматитах, гидротермальных жилах, метаморфических кварцитах и осадочных обстановках.
Геологическая среда
Магматические, метаморфические и осадочные обстановки, включая кварцевые жилы, жеоды, пегматиты и обломочные пески.
Минералы-спутники
Полевой шпат, Мусковит, Биотит, Турмалин, Кальцит, Флюорит, Пирит, Гематит
Типовое местонахождение
Единой типовой местности нет; кварц был признан исторически и подпадает под дедушкину оговорку.
Основные страны-производители / местности
АвстралияАвстрияBrazilКанадаChinaФранцияГерманияIndiaИталияЯпонияMadagascarМексикаNamibiaНорвегияПакистанПеруRussiaЮжная АфрикаИспанияШвейцарияСоединённое КоролевствоСоединённые Штаты
Тип экономического депозита
Гидротермальные жилы, гранитные пегматиты, россыпные месторождения, кварциты и пласты кварцевого песка.
История и название Показать Скрыть
Год открытия
Ancient / Prehistoric (Documented in classical Greek mineral treatises by Theophrastus in ~300 BCE as κρύσταλλος (krýstallos)).
Происхождение имени
Происходит от немецкого слова Quarz, средневерхненемецкого / славянского происхождения (от польского kwardy, означающего "твердый").
Хранилище типовых экземпляров
Не указано; полезные ископаемые, сохраняющие прежний статус
Безопасность и сопутствующая информация Показать Скрыть
Удобство ношения
Отлично
Опасности для здоровья
Полностью нетоксичен и инертен в виде твердых образцов и ювелирных изделий; длительное профессиональное вдыхание респирабельной пыли кристаллического кремнезема (RCS), образующейся при сухой резке, дроблении или горных работах, представляет серьезную опасность для здоровья (вызывает силикоз и классифицируется как канцероген для человека группы 1 по IARC).
Меры предосторожности при обращении
Безопасно для ультразвуковой, паровой и химической очистки; всегда применяйте влажную резку и носите сертифицированные респираторы для защиты от частиц N95/FFP3 при резке, шлифовании или полировке массивных кварцевых образцов.
Разновидности
Горный хрусталь, Аметист, Цитрин, Дымчатый кварц, Розовый кварц, Празеолит, Аметрин, Молочный кварц, Рутиловый кварц, Турмалиновый кварц, Морион, Халцедон (скрытокристаллические разновидности: Агат, Яшма, Сердолик, Оникс, Хризопраз).
Политипы
Нет (Полиморфы включают бета-кварц, тридимит, кристобалит, коэсит, стишовит, моганит, сейфертит).
Родственные минералы
Тридимит (SiO₂), Кристобалит (SiO₂), Коэсит (SiO₂), Стишовит (SiO₂), Моганит (SiO₂), Опал (SiO₂·nH₂O), Группа полевых шпатов.
Коммерческая геммология Показать Скрыть
Распространенные методы лечения
Цветной и коммерческий кварц может подвергаться термической обработке, облучению, окрашиванию, покрытию или заполнению трещин; природный горный хрусталь обычно не обрабатывается.
Улучшения
Облучение может производить дымчатый кварц; тепло может изменять аметист или цитрин; покрытия и окрашивание используются для декоративного материала.
Обычные разрезы
бриллиантовая огранкаступенчатая/изумрудная огранкафантазийная огранка на заказКабошоныбусинысферические сферыискусные резные изделия из камняоптические волновые пластиныи осцилляторные пластины.
Редкость / Рыночный класс
Чрезвычайно распространённый (Крупные кристаллы высокой чистоты без включений, эстетичные друзы музейного качества и редкие природные цветовые разновидности без нагрева, такие как природный аметрин или празеолит, относятся к категориям от редкого до музейного качества).
