Группа минералов Кварца (кварцит)

Группа минералов Кварца (кварцит)

Группа Кварца

Группа минералов кварца является самой многочисленной в мире. Кварциты могут быть представлены в различных формах и цветах. Они встречаются в природе, как в чистом виде, так и в составе других полезных ископаемых. За время существования человечества самородок использовали в качестве орудий труда из-за высокой плотности материала и в виде украшений вследствие удивительного внешнего вида. На протяжении долгих веков камень использовали во многих религиях и ритуалах, о его мистических свойствах ходят легенды.

Одной из древнейших находок человечества стала старинная ваза, сделанная из горного хрусталя. Она была создана руками умельцев еще в 16 веке до нашей эры. В месте захоронения известного египетского фараона Тутанхамона были обнаружены первые в истории солнцезащитные очки, сделанные из черного кварца. Множество бус и орудий труда первобытных людей также были созданы из различных видов прочного минерала.

Химический состав и физические показатели кварцита

Кварц является одной из модификаций диоксида кремния, его химическая формула выглядит следующим образом – SiO₂. В зависимости от окраса камня, специалисты могут обнаружить дополнительные примеси в самородке. Например когда в камне встречаются частички воды, его выделяют в отдельную подгруппу опалов.

Следует отметить, что общее количество кремния в земной коре составляет свыше 60%. В чистом же виде на прозрачный кварц приходится около 12 %. Именно поэтому человечество еще в своем первобытном состоянии использовало эти самородки. Доказательства этого факта историки находят в древних раскопках.

Такое большое внимание на описываемый минерал со стороны людей не случайно. Его твердость уступает разве что бриллиантам, корундам и топазам – которые не так просто обнаружить. Согласно шкале Мооса (единственная таблица, определяющая уровень твердости камней), показатель кварцита равен 7 единицам. А значит, при помощи прозрачного самородка можно добывать другие важные ископаемые, а также обрабатывать полученные материалы.

Группа кварца

В лабораторных условиях при нагревании химических элементов происходит термохимическая реакция, и синтетический камень растет со скоростью 1 мм в сутки. Однако в природе период кристаллизации значительно превышает искусственные показатели. Не всегда местность, в которой происходит формирование минерала, имеет полный набор необходимых условий. Часто рост самоцвета прерывается на неопределенное время, на нем могут начинать образовываться другие минералы, а через определенный промежуток времени снова произойдет изменение условий. Так образуются самые уникальные образцы, которые имеют внутри другие более сложные самородки. На рисунке 1 можно увидеть пример именно такого минерала: полированный камень кварца SiO4 содержит внутри игольчатый вид кристалла – оксид рутила TiO2. Такие самородки называют волосатиками, так как включения напоминают нити и волосы. Данный образец был обнаружен в Бразилии и имеет размер 4 х 3,5 см.

Кристаллическая решетка кварца

Если рассматривать внешний вид цельного кварца, он имеет форму шестигранной (гексагональной) призмы. Схема строения прозрачного кристалла, который называют горный хрусталь, очень простая. Она показана на рисунке 2. Каждый положительно заряженный ион кремния (на рисунке красные сферы) всегда находится в окружении отрицательных частиц кислорода (белые шарики). Изменение окраса камня означает, что в его структуру попадают дополнительные химические элементы, некоторые из которых прерывают образование решетки, создают новые формы, а через время снова продолжают свою простую, но в то же время идеальную форму.

кристаллическая решетка кварца

Следует отметить, что присутствие дополнительных включений во многом зависит от происхождения горной породы, в которой формировались самородки.

Виды кварца

Учитывая большую долю кварцита в земной коре, за миллионы лет образовалось огромное количество видов кварца. Рассмотрим лишь некоторые из них:

  • Горный хрусталь – классический вид минерала, не имеющий дополнительных включений. Бесцветен и чаще всего абсолютно прозрачен.
  • Авантюрин – кварцит желтого или бурого цвета, который образуется из-за мелкозернистых составляющих в виде слюды и гематита.
  • Аметист – имеет фиолетовый или синий окрас, который получается путем добавления окисла железа и марганца. Прозрачные экземпляры аметиста относятся к драгоценным камням.
  • Волосатик – данный вид имеет игольчатые включения рутила или турмалина, напоминающие тонкие волоски.
  • Раухтопаз или дымчатый кварц – имеет неровный окрас, напоминающий дымовую завесу внутри камня. Часто в природе встречаются друзы или щетки раухтопаза, вырастающие на материнской породе большим скоплением. Разновидностью дымчатого кварца является морион – абсолютно черный самоцвет.
  • Празем – может быть просвечивающимся или непрозрачным. Имеет характерный зеленый цвет, который появляется в результате наличия игольчатых волокон актинолита или чешуек травянистого хлорита.
  • Розовый кварц – нежный розовый оттенок создает романтическое настроение и применяется для изготовления изысканных недорогих украшений. Цвет придает небольшое количество атомов железа.
  • Халцедон – большая группа полупрозрачного кварцита, имеет волокнистую структуру, может быть представлен в большой палитре цветов.
  • Цитрин – прозрачный полудрагоценный камень нежно-лимонного окраса.
  • Кошачий или соколиный глаз (глазковые кварцы) – может быть различного цвета, для него характерен специфический яркий блик, напоминающий сияние глаза (рисунок 3).
Глазковые кварцы
Глазковые кварцы

Халцедон

Очень мелкие волокна внутреннего строения халцедона не позволяют рассмотреть отдельные кристаллы самородка даже под микроскопом. Именно поэтому его называют скрытокристаллическим кварцем. Данные самородки имеют натечный вид образования. Существует огромное количество подвидов халцедона. Чаще всего в природе он представлен в сером неприглядном цвете. Но коллекционеры и ювелиры ценят его прозрачные и разноцветные образцы. Как и все кварцы, он имеет высокую прочность, а значит, из него можно сделать различные поделки.

Слоисто-полосатой разновидностью халцедона выступает агат, который образуется в пустотах. В разрезе этот камень имеет удивительный узор. Мастера превосходно подчеркивают необычный рисунок в своих произведениях искусства.

Кремень – известный своей твердостью камень, является симбиозом обычного кварца со скрытокристаллическим халцедоном. Именно его чаще всего использовали в качестве орудий труда первобытные люди. В древних раскопках было найдено множество кремниевых наконечников и обработанных камней.

Еще одной известной волокнистой разновидностью халцедона выступает оникс. Он имеет коричневый или медовый цвет с характерными черными, белыми и желтыми узорами – слоями.

Применение кварца

Некоторые виды кварца широко распространены в ювелирной промышленности. Прекрасная вязкость внутренней структуры камня позволяет использовать его в качестве поделочного камня. Существует огромное количество предметов интерьера и посуды, сделанной из горного хрусталя.

Но наибольшую ценность минерал имеет других сферах. Его хорошая твердость, электропроводность и прозрачность широко используются в оптических приборах, телефонных аппаратах и различных электроприборах. Кварцевый песок применяется при производстве керамической плитки, он обеспечивает особенную прочность полученного материала.

Кварцевые часы также весьма популярны. Именно этот самородок обеспечивает надежность часового механизма. Многие слышали о кварцевании медицинских помещений: кварцевые лампы позволяют избавиться от вирусов, находящихся в комнате.

Основные месторождения кварца

Как уже было сказано выше, найти образования кварцита в земной коре можно практически в каждой стране. Но существуют места промышленной добычи, необходимой для обеспечения спроса в строительной, медицинской и научной сферах.

Более редкие экземпляры, такие как горный хрусталь, оникс, аметист и другие имеют определенные залежи в разных частях света:

  • Горный хрусталь добывают в Альпийских горах и на Урале;
  • Волосатик, применяемый в ювелирном деле чаще всего можно обнаружить в Бразилии и Пакистане;
  • Лучшие экземпляры халцедонового оникса находятся в Индии, Бразилии, Уругвае и США;
  • Цитрин ищут на Мадагаскаре, в Бразилии, России, Казахстане, Испании и Франции;
  • Аметист чаще всего образуется в жеодах на территории Шри-Ланки, Северной Америки и Уральских гор в России.