Что такое кварц? Свойства минерала, химические характеристики, разновидности и его применение

Минерал  кварц является одним из наиболее  распространённых  в  недрах  Земной коры.  Его химическая формула выглядит таким образом SiO2, диоксид кремния. Название данного минерала происходит от немецкого слова «Querklufter», что означает руда секущих жил.

 

Химическая характеристика кристаллов кварца

 

Кремнезём  является  наиболее распространённой формой кварца и  имеет свойство развитого полиморфизма. Существует  две основные кристаллические  полиморфные модификации  кремневой двуокиси: 1) α-кварц гексагональный, хорошо устойчивый при давлении в 1 атмосферу в диапазоне температур  от573 до  870°С; 2) β-кварц тригональный, устойчивый при более низких температурах, значения которых ниже 573°С.

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-1
 

В природе β-кварц более распространён, чем α-кварц. Отсутствие центра симметрии и плоскостей у кристаллов β-кварца свидетельствует о наличии у него пироэлектрических и пьезоэлектрических свойств.

 

Существуют  другие  модификации полиморфного  кремнезёма:

Сейфертит

Моганит

Тридимит

Коэсит

Кристобалит

Стишовит (образуется при наличии очень высокого давления, а  также  умеренной температуре, впервые  был  найден  на месте ядерного взрыва, в его эпицентре )

Сейфертит

Морфология

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-2
 

Кристаллы кварца, по своей структуре очень схожи с кристаллами берлинита. Обычно они образуются в виде шестигранной призмы. С одного края, иногда с обоих, увенчанной трехгранной  или шестигранной головкой, по форме напоминающей пирамиду. Очень часто кристаллы кварца по направлению к головке постепенно сужаются, а  на плоских гранях кристаллической призмы просматривается характерная поперечная штриховка.

 

Довольно редко кристаллы кварца имеют форму псевдогексагональной дипирамиды. Внешне, кристаллы кварца обычно правильные, но иногда образуют  сложные сдвоенные участки. Они  возникают как при росте кристаллов, так и в процессе  внутренней структурной формировки при механических деформациях, а также  термических полиморфных α-β  переходах, которые сопровождаются сильным сжатием.

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-3
 

В горных породах метаморфического и магматического происхождения  кристаллы кварца образуют неправильные зерна изометрической  формы. Они часто  бывают сросшиеся с кристаллами других минералов.

 

Свойства кварца

 

Кварцу присущ стеклянный блеск, иногда с жирным отливом. Излом его кристаллов раковистый или неровный. Спайность кварца несовершенная, а твердость равна 7 по шкале Мооса. Плотность данного  минерала составляет 2,6 — 2,65 г/см3.

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-4
 

Кварц хорошо растворяется в плавиковой кислоте. Температура плавления минерала составляет 171 — 1728°С . Из-за сильной  вязкости раствора очень трудно определить  точную температуру плавления. Кварц относится к группе оксидов образующих стекло, другими словами он склонен к образованию кристаллов переохлажденного расплава — стекла.

 

Разновидности кварца

 

Существует большое количество разновидностей кварца. К ним относится горный хрусталь, представляющий собой  кристаллы прозрачного бесцветного кварца. Раухтопаз или ещё его называют дымчатый кварц, имеет светло-серый или светло-буроватый. Ещё один вид кварца называется морион, имеет чёрную окраску.

 

Аметист является драгоценной разновидностью горного хрусталя, который имеет фиолетовый, фиолетово-розовый, сиренево-красный цвета. Кристаллы цитрина имеют лимонный  жёлтый  цвет. Авантюрину  присущ мерцающий цвет из-за большого количества мелких чешуек гематита или слюды.

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-5
 

Празем имеет в составе включения актинолита, которые придают ему зелёный оттенок. Волосатик — это ещё одна разновидность горного хрусталя, имеет в составе включения кристаллов тонкоигольчатого рутила,  гётита, турмалина или других  видов минералов, которые  образуют кристаллы тонко-игольчатой  формы.

 

Халцедон – полупрозрачный минерал скрытокристаллической тонковолокнистой разновидности. Он бывает белого, серого и медово-жёлтого цветов. Образует кристаллы сферолитов, псевдосталактиты или сплошные больших размеров  массивные образования, а  также сферолитовые корки. Агат — одна из разновидностей халцедона со слоисто-полосчатой структурой кристаллов.

 

Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-6

 

Кремень образует  скрытокристаллические тонкозернистые агрегаты кремнезёма, имеющие  непостоянный  состав, которые образованны  в основном из кварца и в наименьшей степени  из кристобалита, халцедона, в редких случаях с присутствием маленького количества кристаллов опала. Они чаще всего находятся в виде гальки или конкреций, которые возникают при их разрушении  механического характера. Соколиный глаз, Тигровый глаз, Бычий глаз – все они являются псевдоморфозами, то есть продуктами замещения кварцем различных разновидностей асбеста.

 

Образование кварца

 

Кристаллы кварца образуется в процессе  различных геологических изменений. Кристаллизуется кварц непосредственно из магмы кислотного состава, а также из богатых флюидами пегматитовых магм.  В породах вулканического происхождения с присутствием  кислого состава часто образуются порфировые вкрапления.

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-7
 

Кварц является одним из главных минералов семейства гранитных пегматитов, в которых кварц образует сращения  с полевым калиевым шпатом.  Кристаллы кварца также являются главными минералами метасоматитных апогранитов — грейзенов. В наружных условиях кварц хорошо устойчив, он накапливается и образуется  в россыпях различного генезиса.

 

Применение кварца

 

Данный минерал  является ценным минеральным сырьём. Он используется в производстве оптических приборов, в радио и телефонной аппаратуре, а  также в генераторах ультразвука.  В огромных количествах используется  керамической и  стекольной промышленностью (чистый кварцевый песок  и горный хрусталь ).  Также этот минерал применяют для производства кварцевого стекла и изготовления  кремнеземистых  огнеупоров. В ювелирном  искусстве применяется  в  качестве  вставок в украшения или  как поделочные камни.

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-8
 

Самым важнейшим  свойством кристаллов кварца является  пьезоэффект. Он был открыт в 1880 г. учеными из Франции, братьями Полем и Пьером  Кюри, на кристаллах кварца. Применить  явление пьезоэффекта впервые предложил Поль Ланжевен, он также был французом.

 

Это открытие произошло  в годы первой мировой войны. Суть предложения Поля Ланжевен состояла  в применении ультразвука для обнаружения подводных лодок  противника, а вот для получения этого ультразвука предполагалось использование  пьезоэффекта.

 

Плоская, параллельная, гладкая, полированная пластина кварца с держателем и электродами  представляла собой пьезоэлектрический резонатор, другими  словами  это  был  колебательный контур с определенной частотой резонансных колебаний. Резонансная частота напрямую зависит от направления среза  и от толщины самой пластинки.

 
Что-такое-кварц-Свойства-минерала-химические-характеристики-разновидности-и-его-применение-9
 

Кварцевые резонаторы используются  в качестве фильтров, имеющих высокую избирательную способность, а также для эталонирования и стабилизации  частоты в генераторах. Одним из главных  и  важнейших требований к кварцевым  резонаторам является температурный режим резонансной частоты.

 

Пьезокварц, до недавнего времени, применялся  исключительно  только для военных нужд. В современное время различные пьезоэлементы используются как хорошие источники ультразвука, а также  в различных промышленных, медицинских, исследовательских и даже  иногда бытовых приборах, например пьезозажигалки, приборы для ультразвуковой борьбы с грызунами. Работа данного прибора на  протяжении нескольких дней вызывает у них не комфортное состояние и желание быстро покинуть помещение.

Загрузка...

Что такое кварц? Свойства минерала, химические характеристики, разновидности и его применение: 3 комментария

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *