Kwarc

Kwarc

Właściwości chemiczne i fizyczne
Skład chemiczny	ditlenek krzemu (SiO2)
Twardość w skali Mohsa	7
Przełam	zadziorowaty lub muszlowy
Łupliwość	brak
Pokrój kryształu	słupowe, igiełkowe, pseudoregularne (diament marmaroski), bipiramidalny
Układ krystalograficzny	trygonalny – kwarc niskotemperaturowy; heksagonalny – kwarc wysokotemperaturowy,
Właściwości mechaniczne	kruchy
Gęstość minerału	2,648-2,651 g/cm³
Właściwości optyczne
Barwa	bezbarwny, biały, szary, odcienie barwy żółtej, pomarańczowy, różowy, brązowopurpurowy, fioletowy, zielony, czarny; rzadko niebieski.
Rysa	biała
Połysk	szklisty, na przełamie tłusty
Współczynnik załamania	no = 1,544 ne = 1,553
Inne	optycznie dodatni
Dodatkowe dane
Postacie alotropowe	odmiany α i β, trydymit, krystobalit, coesyt, stiszowit, keatyt
Szczególne własności	anizotropia przewodnictwa cieplnego (od 6,1 do 9,5 J/(m·K)), dwójłomność, aktywność optyczna, silny efekt piezoelektryczny

Kwarc (dawniej kwarzec) – minerał z gromady krzemianów przestrzennych^[1] zbudowany głównie z dwutlenku krzemu.

Nazwa pochodzi:

• od starogermańskiego kwarr (quarz) = zgrzyt – tak określali ten minerał niemieccy górnicy,
• lub słowiańskiego kwardy = twardy (kwarda = kwarzec),
• gr. krystallos = lód.

Właściwości

Zazwyczaj tworzy kryształy słupkowe wykształcone w postaci heksagonalnego słupa (o sześciobocznym przekroju), zakończonego ścianami romboedrów i podwójnych piramid. Prawidłowo wykształcone kryształy są najczęściej spotykane w geodach, kawernach i szczelinach skalnych, gdzie tworzą szczotki krystaliczne. Oprócz struktury krystalicznej kwarc może tworzyć odmiany ziarniste, skrytokrystaliczne oraz naskorupienia i inkrustacje.

Kwarc jest przezroczysty; może być bezbarwny i może tworzyć wiele barwnych odmian.

Czysty, bezbarwny kwarc nazywany jest kryształem górskim lub skalnym. Samo słowo kryształ pochodzi od greckiego krystallos (dawniej oznaczającego lód), nazwanie w ten sposób kryształu górskiego wiąże się z wyglądem kryształów oraz faktem, iż wydają się one „zimne w dotyku”. Wiąże się to z wysokim przewodnictwem cieplnym, dziesięciokrotnie wyższym niż dla wody i zarazem wysoką pojemnością cieplną kwarcu: objętościowe ciepło właściwe jest tylko ok. 2,3 krotnie mniejsze niż analogiczna wielkość dla wody. Właściwość ta jest wykorzystywana często do odróżnienia kwarcu oszlifowanego idealnie czystego od szkła o podobnych właściwościach optycznych. Szkło w dotyku wydaje się cieplejsze w porównaniu z kwarcem (oraz innymi kamieniami szlachetnymi)^[2].

Kwarc często zawiera inkluzje gazowe, ciekłe oraz stałe. Inkluzje stałe, spowodowane przez różne minerały powodują zróżnicowanie barwy oraz wywołują ciekawe efekty optyczne, takie jak: asteryzm, iryzacja, opalescencja, awenturyzacja.

Znanych jest około 40 minerałów tworzących wrostki; kwarce zawierające wrostki bywają określane odrębnymi nazwami np. kwarc rutylowy, kwarcowe sokole oko.

Odmiany kwarcu

W zależności od temperatury wyróżnia się^[a]:

• Kwarc α – kwarc wysokotemperaturowy, heksagonalny, krystalizuje z magmy^[3]. Często występuje w postaci podwójnej piramidy heksagonalnej i słupa heksagonalnego^[3]. Po schłodzeniu do temperatury przejścia fazowego w 573 °C przechodzi w formę β^[3]. Spotyka się jego paramorfozy w skałach magmowych, gdyż po ochłodzeniu kwarc α przechodzi w kwarc β^[3].

• Kwarc β – kwarc niskotemperaturowy, trygonalny, powszechnie występujący na powierzchni Ziemi^[3]. Jest trwały w temperaturze do 573 °C^[3]. Krystalizuje z par i roztworów wodnych. Najdoskonalsze kryształy tej odmiany spotyka się w próżniach skalnych jako kryształ górski, czy kwarc zadymiony.

Inne polimorficzne odmiany kwarcu to np. trydymit, krystobalit, coesyt, stiszowit, lechaterieryt – powstające w specyficznych warunkach, rzadko spotykane. Sztucznie wytworzono także inne odmiany, nie występujące w przyrodzie, np. keatyt i moganit.

Ponadto, w zależności od dodatków, zanieczyszczeń i warunków powstawania, spotykane są jego różne formy, np.:

Kula z kwarcu o masie 48,5 kg i średnicy 32,7 cm znajdująca się Muzeum Historii Naturalnej w Waszyngtonie

• kwarc makrokrystaliczny:
  • kryształ górski – przezroczysty,
  • ametyst – fioletowy,
  • kwarc różowy,
  • cytryn – żółty,
  • kwarc dymny – brązowy,
  • morion – czarny,
  • awenturyn – jasnozielony,
  • kwarc mleczny – biały,
  • kwarc niebieski – kwarc azurytowy, także: szafirowy, lazurytowy, krokidolitowy,
  • kwarc zielony,
  • prazjolit,
  • krystobalit;
• migotliwe odmiany kwarcu – obecność wrostków azbestu lub krokidolitu daje odpowiednio:
  • kwarcowe tygrysie oko,
  • kwarcowe kocie oko,
  • kwarcowe sokole oko,
  • kwarcowe bawole oko;
• kwarc skrytokrystaliczny (krzemionka):
  • chalcedon:
    • agat:
      • agat mszysty,
      • onyks,
      • sardonyks,
      • sard,
    • ciemnozielony praz (prazolit),
    • zielony chryzopraz,
    • heliotrop,
    • jaspis,
    • karneol,
    • krzemień,
    • czert,
    • plazma (minerał);
• kwarc bezpostaciowy:
  • opal.

Występowanie

Kwarc jest najpospolitszym minerałem w skorupie ziemskiej^[4]. Jest składnikiem wielu skał magmowych przesyconych krzemionką, (granitów, granodiorytów, pegmatytów), osadowych (piasków, żwirów, piaskowców, zlepieńców) i metamorficznych (gnejsów, łupków łyszczykowych, kwarcytów). Często występuje w formie żył kwarcowych (kwarc mleczny).

Miejsca występowania poszczególnych odmian kwarcu omówione zostaną na stronach dotyczących konkretnego rodzaju kwarcu, ale dobrze wykształcone, szczególne duże kryształy są spotykane w USA, Kanadzie, Brazylii, Urugwaju, Kazachstanie, na Ukrainie oraz na Madagaskarze.

Zastosowanie

• wyroby z krzemienia (odmiana kwarcu) znane są od początku epoki kamiennej (starszego paleolitu) aż do końca neolitu;
• przy produkcji materiałów ściernych;
• w przemyśle ceramicznym, szklarskim, budowlanym;
• ważny składnik sprzętu medycznego i naukowego – chociaż zastępowany jest kwarcem syntetycznym;
• w przemyśle optycznym, w elektronice (piezokwarc, wyświetlacz ciekłokrystaliczny);
• do wyrobu detergentów, farb, pasty do zębów;
• w jubilerstwie jako kamień ozdobny i jubilerski – zastosowanie gemmologiczne;
• odmiany są poszukiwane przez kolekcjonerów;
• właściwości piezoelektryczne są wykorzystywane w elektronice (np. zegary kwarcowe) oraz zapalniczkach gazowych;
• surowiec, z którego pozyskuje się krzem polikrystaliczny.

Galeria zdjęć

• 

  kryształ kwarcu mlecznego

• 

  ametyst z inkluzjami goethytu, Minas Gerais, Brazylia

• 

  Guerrero Meksyk

• 

  kwarc różowy

• 

  kwarc

• 

  ametryn

Uwagi

Przypisy

Bibliografia

• Maria Borkowska, Kazimierz Smulikowski: Minerały skałotwórcze. Warszawa: Wydawnictwa geologiczne, 1973.
• W. Szumann: Kamienie szlachetne i ozdobne.
• R. Hochleitner: Minerały i kryształy.
• O. Medenbach, C. Sussieck-Fornefeld: Minerały. Warszawa: Świat Książki, 1996, seria: Leksykon Przyrodniczy. ISBN 83-7129-194-9.
• Podręczny Leksykon Przyrodniczy – Minerały i kamienie szlachetne
• C. Hall: Klejnoty kamienie szlachetne i ozdobne.
• Guillermo Gold Gormaz, Jordi Jubany Casanovas: Atlas mineralogii. Barbara Zapolska (tłum. z hiszp.). Warszawa: Wiedza i Życie, 1992. ISBN 83-85231-10-2.

Linki zewnętrzne

• Kwarc. Muzeum geologiczne Państwowego Instytutu Geologicznego. [dostęp 2013-04-11]. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-11-11)].