КВАРЦ

КВАРЦ SiO2 - природный кремнезем. В природе встречаются и другие модификации кремнезема: кристобалит, тридимит, стишовит, коэсит, высокотемпературный кварц; все это более или менее редкие минералы. В противоположность им, кварц очень широко распространен в природе, уступая в этом только полевым шпатам: он составляет более 12% массы земной коры - в 80 раз больше, чем все вместе взятые сульфиды. Если не кристаллы, то хотя бы крупинки кварца можно обнаружить буквально повсюду: почти во всех горных породах, в почве, на дороге, даже в домашней пыли, и уж во всяком случае - в доме коллекционера минералов. Этот обыкновеннейший минерал - вместе с тем носитель экзотических свойств. Его природная жизнь исключительно богата и разнообразна; и нет, без сомнения, другого минерала, столь же привлекательного, как заурядный, прозаический кварц. «...Больше всего внимания и сил я отдал самому скромному и простому, но и самому элегантному из камней - горному хрусталю, кварцу», - вспоминал наш известный кристаллограф Г.Г.Леммлейн.
Уже три тысячелетия кварц приковывает к себе внимание - в этом с ним может сравниться разве что вода, вещество тоже и обыденное, и необычное. Кстати, за замерзшую воду, лед - «кристаллос» - приняли когда-то в Древней Греции кварц, найденный высоко в горах, в царстве вечных снегов и холода. Под «кристаллом» долгое время и подразумевали прозрачный кварц; отсюда и русское слово «хрусталь». Греки полагали, что лед становится твердым и утрачивает способность таять под влиянием вечного холода. В 1669 г. выдающийся датский геолог, медик, физиолог Николай Стенон, изучая кристаллы кварца, заложил основы кристаллографии - в буквальном переводе «кварцеописания». Кристаллография и в самом деле долгое время была наукой преимущественно о кристаллах кварца; она уделяет им большое внимание и до сих пор. В наше время кварц изучен, что называется, вдоль и поперек, о нем написаны десятки тысяч научных работ, и тем не менее этот «простой и скромный» минерал продолжает озадачивать ученых. До сих пор все еще нет полного представления о том, как он образуется, как отлагается в природных кристаллизаторах, в каком виде переносится с места на место, и даже о том, как он растворяется в воде и от чего зависит форма его кристаллов.
Загадочно и название минерала. Оно восходит к старой горняцкой традиции  и  в   XVI   в.   было   узаконено Г.Агриколой. Предполагается, что оно происходит от немецкого «Quererz» -«поперек руды»: кварцевые прожилки часто занимают секущее положение к рудным жилам; либо от славянского «твардд» - твердый. Конечно, тот факт, что кварц значительно тверже всех других жильных минералов, не мог остаться незамеченным.
Твердость  кварца - 7 баллов по шкале Мооса - принята за нижнюю границу твердости ювелирных камней: ограненный камень должен противостоять как минимум абразивному воздействию уличной и бытовой пыли, самым твердым компонентом которой являются зернышки кварца. Кварц имеет  среднюю  плотность   (2,65), заметную  спайность по ромбоэдру, стеклянный блеск. Окраска его разнообразна и обусловлена либо пигментирующими включениями, либо дефектами кристаллической структуры. В последнем случае окраска может изменяться от нагревания, яркого света, облучения рентгеновскими и гамма-лучами. Цветные разновидности носят  собственные  названия:   дымчатый кварц (сероватый или буроватый), аметист (фиолетовый), цитрин   (желтый),   морион   (черный), розовый кварц. Наряду с ними окрашенные разновидности кварца, а также некоторые сорта искусственных аналогов кварца известны в торгово-ювелирном лексиконе под неправильными названиями «раухтопаз» и «золотистый топаз», «мармарошский алмаз», «компостельский рубин» и т.п. Иногда окрашены только отдельные зоны или  секторы кристалла.   Бесцветный кварц называется горным хрусталем. В молочно-белый цвет кварц окрашивают обильные микроскопические газово-жидкие включения.
Кварц - пьезоэлектрик: при сжатии в определенном направлении он электризуется. Среди всех полезных свойств кварца это является едва ли не самым важным: оно открыло кварцу обширные применения в радиотехнике и электронике. Кварц хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи и используется в специальной оптике. Высококачественные кристаллы кварца представляют собой весьма дорогое «пьезооптическое сырье»; его технические применения обусловлены также тугоплавкостью, высокой теплопроводностью, малым тепловым расширением.
Все технически важные и в высшей степени интересные кристаллы кварца, от невидимых простым глазом малюток до исполинов в несколько метров, - продукты кристаллизации из водных растворов. Собрание кварцевых кристаллов, поражающее разнообразием размеров и форм, - настоящая хрестоматия по природной кристаллизации. Продолжительность роста этих кристаллов очень различна -от нескольких суток до сотен тысяч лет, в зависимости от температуры, давления, состава природных растворов и многих других условий.
Кристаллизуется кварц в тригональной сингонии. Габитус кристаллов определяется шестигранной призмой и двумя ромбоэдрами, грани которых комбинируются на обеих головках в две характерные «пирамидки». Чаще всего кристаллы одним концом прикрепляются к подложке и поэтому имеют только одну головку. Известно также значительное число второстепенных простых форм. По их расположению различают «правые» и «левые» кристаллы с взаимосимметричными, как правая и левая руки, кристаллическими структурами и внешним огранением. По наличию тех или иных второстепенных граней специалист судит о температуре и других условиях образования кварца.
Как правило, грани головки нарастают быстрее призмы, и получаются кристаллы вытянутого облика - от короткопризматического до игольчатого. Реже случается наоборот: быстрее растет призма. Тогда преобладающими становятся грани ромбоэдров, а призма сокращается до узкого пояска или исчезает совсем - получается как бы дипирамидальный кристалл. Форма кристаллов очень чувствительна к несимметрии питания во время роста. На перемещения раствора, концентрационные потоки, собственную ориентировку растущий кристалл реагирует неравномерным развитием граней головки. А иногда ростовые искажения настолько изменяют весь облик кристалла, что узнать его можно только по характерным гранным углам.
Во время роста на поверхности кристалла фиксируются и перекрываются следующими слоями всевозможные примеси, кристаллики и крупинки посторонних минералов, капельки раствора. Подобные включения обычно концентрируются по отдельным зонам роста, повторяющим контуры кристалла, образуя так называемые «фантомы».
Рост кристалла кварца нередко сопровождается расщеплением в сферолиты и эффектные пучки. К редким, специфическим формам расщепления относятся скрученные и сноповидные кристаллы.
При высоких температурах кремнезем кристаллизуется в гексагональной модификации, которая при охлаждении до 573°С переходит в обычный кварц. Структурная перестройка сопровождается двойникованием с сохранением внешней формы кристалла. Оба индивида оказываются как бы проросшими друг в друга: в двойнике по «дофинеискому» закону - два левых либо два правых, в «бразильском» двойнике - левый и правый. Внешне такие двойники отличаются от кристаллов только числом и расположением второстепенных граней и двойниковыми швами, иногда почти незаметными. Коллекционерами особенно ценятся редкие «японские» двойники, в которых  индивиды расположены под углом около 85°.
Очень эффектны автоэпитаксические сростки - «кварцевые скипетры» в виде шести маленьких кристалликов, приросших в параллельном положении к шести боковым вершинам головки. Через какое-то время они срастаются вместе, образуя изящное скипетровидное утолщение.
Совместный рост кристаллов в полостях дает сростки и кварцевые друзы - чудесные украшения музеев и коллекций.
Лучшие кристаллы и друзы кварца добывают из некоторых пегматитов, гидротермальных жил и из минерализованных трещин «альпийского» типа на Приполярном Урале, Кавказе, Памире.
Мир  совсем иных красок, форм, минералообразующих  процессов - скрытокристаллические разновидности кварца халцедон и кварцин. Оба эти минерала, особенно халцедон, широко распространены. Обычно они нарастают на подложку в виде почковидных,  с восковым блеском, корок, иногда ошибочно именуемых «натечными». Агаты, используемые с древности в камнерезном искусстве, представляют  собой  многослойные агрегаты халцедона, кварцина, кварца, отложившиеся в полостях вулканических или осадочных пород. Окраска агатов обычно обусловлена примесями соединений железа и органических битуминозных веществ, выделяющихся из раствора одновременно с образованием агата или проникающими в готовый агат по порам. В  качестве  декоративного   камня приобрели значение в последнее время пестроцветные и полосчатые кремни, состоящие в основном из халцедона и микрозерен кварца. Яшмы - декоративные кремнеземистые породы метаморфического происхождения, состоящие из микрозерен кварца, граната, гематита и других минералов. Кварц широко распространен в виде сплошного жильного заполнения,  а также обломочного материала - песка и гальки. Кварц и его разновидности можно чистить стальным инструментом, обрабатывать соляной кислотой. Плавиковая кислота за 2 -10 минут усиливает блеск гладких граней, однако травит шероховатые поверхности. Халцедон, кварцин, агаты, яшмы энергично травятся плавиковой кислотой. Большое количество  пьезокварца выращивается искусственно  «гидротермальным» способом, имитирующим природную кристаллизацию в погребах.

Кантор Б.З. Минералы. М.: Хоббикнига: АСТ-пресс, 1995