Кварца входящего состав различных. Изделия из кварца

Химическая формула: SiO 2
Твердость по Моосу: 7
Сингония: тригональная
Показатель преломления: 1,543-1,554
Двойное лучепреломление: 0,009
Плотность: 2,63-2,65 г/см 3

Кварц (англ. Quartz) - один из самых распространенных минералов в земной коре, породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород. Свободное содержание в земной коре 12%. Входит в состав других минералов в виде смесей и силикатов. В общей сложности массовая доля кварца в земной коре более 60%.

Происхождение названия.
Слово «кварц» - калька немецкого слова Quarz, происходящего от средневерхненемецкого twarc, что значит «твердый». Слово имеет славянские корни, в праславянском языке имеет форму *tvьrdъ. По другим данным название произошло от нем. Querklufterz, Quererz - «руда секущих жил».

Морфология.
Кристаллы кварца - шестигранные призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанные шести- или трехгранной пирамидальной головкой, сочетающей грани двух ромбоэдров. Часто по направлению к головке кристалл постепенно сужается. На гранях призмы характерна поперечная штриховка. Монокристаллы кварца могут иметь правую и левую формы.
В магматических и метаморфических горных породах кварц образует неправильные изометричные зерна, сросшиеся с зернами других минералов, его кристаллами часто инкрустированы пустоты и миндалины в эффузивах.
В осадочных породах - конкреции, прожилки, секреции, щетки мелких короткопризматических кристаллов на стенках пустот в известняках и др. Также обломки различной формы и размеров, галька, песок.

Свойства.
В чистом виде кварц бесцветен или имеет белую окраску из-за внутренних трещин и кристаллических дефектов. Элементы-примеси и микроскопические включения других минералов, преимущественно оксидов железа, придают ему самую разнообразную окраску. Среди цветовых разновидностей кварца - почти черный морион, фиолетовый (аметист), желтый (цитрин) и т. д. Причины окраски некоторых разновидностей кварца имеют свою специфическую природу. Искусственным кристаллам придают также зеленую (очень редка в природе) и голубую (природных аналогов нет) окраску.
Блеск стеклянный, в сплошных массах иногда жирный, излом неровный или раковистый. Спайность отсутствует.
Кварц часто образует двойники. Законов двойникования множество, основными являются Бразильский и Дофинейский.
Температура плавления 1713-1728 °C (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления затруднено, существуют различные данные). Диэлектрик, пьезоэлектрик.

Минералы и разновидности кварца.
Авантюрин - желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит (в связи с включениями слюды и железной слюдки).
Агат - слоисто-полосчатая разновидность халцедона.
Аметист - фиолетовый.
Аметрин - двуцветный, фиолетово-желтый.
Бингемит - иризирующий кварц с включениями гётита.
Волосатик - горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина и/или других минералов, образующих игольчатые кристаллы.
Горный хрусталь - кристаллы бесцветного прозрачного кварца.
Кремень - тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезема непостоянного состава, состоящие в основном из кварца и в меньшей степени халцедона, кристобалита, иногда с присутствием небольшого количества опала. Обычно находятся в виде конкреций или гальки, возникающей при их разрушении.
Лемотрин - двуцветный желто-коричневый.
Морион - черный.
Празем - зеленый (из-за включений актинолита).
Празиолит - луково-зеленый, получается искусственно прокаливанием желтого кварца.
Раухтопаз (дымчатый кварц) - светло-серый или светло-бурый.
Розовый кварц - розовый.
Халцедон - скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность. Полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого до медово-желтого. Образует сферолиты, сферолитовые корки, псевдосталактиты или сплошные массивные образования.
Цитрин - лимонно-желтый.
Сапфировый кварц - синеватый, грубозернистый агрегат кварца.
Кошачий глаз - белый, розоватый, серый кварц с эффектом светового отлива.
Соколиный глаз - окварцованный агрегат синевато-серого амфибола.
Тигровый глаз - аналогичен соколиному глазу, но золотисто-коричневого цвета.

Происхождение.
Кварц образуется при различных геологических процессах: Непосредственно кристаллизуется из магмы кислого состава. Кварц содержат как интрузивные (гранит, диорит), так и эффузивные (риолит, дацит) породы кислого и среднего состава, может встречаться в магматических породах основного состава (кварцевое габбро). По данным измерений методами геобаротермометрии в гранитах кварц выделяется при Т ≈ 700 °C (анализ методом расплавных включений, изотопной геотермометрии). В вулканических породах кислого состава нередко образует порфировые вкрапленники. Температура его выделения может превышать 1000 °C.
Кварц кристаллизуется из обогащенных флюидом пегматитовых магм и является одним из главных минералов гранитных пегматитов. Кварц является главным минералов апогранитных метасоматитов - грейзенов.
При гидротермальном процессе образуются кварцевые и хрусталеносные жилы. Нередки красивые жеоды из минералов кварца, часто с агатовой оболочкой.
Широко распространен в осадочных толщах, часто находится в известняках, доломитах и др. породах в форме конкреций, жеод, мелкокристаллических корок и прожилков в трещинах. При выветривании в поверхностных условиях кварц устойчив, накапливается в россыпях различного генезиса (прибрежно-морских, эоловых, аллювиальных и др.) в виде окатанной гальки. Основной минерал песков и песчаников, а месторождения мономинеральных кварцевых песков имеют большое промышленное значение.
В промышленности имеет место синтез кварца гидротермальным способом. Преимуществом синтетического кварца для промышленности является большая однородность по примесям, более высокая химическая чистота. Также преимуществом метода синтеза является то, что результатом выращивания являются монокристаллы, которые по своим свойствам более пригодны для использования в качестве пьезооптического кварца, чем широко распространенные в природе сдвойникованные кристаллы. Для ювелирной промышленности метод синтеза также является немаловажным, так как позволяет получать кварц практически любых цветов, самой разной насыщенности, при необходимости даже с переходами одной окраски в другую. Выращивают даже не существующий в природе синий кварц (перунит).

Практическое значение.
Ценное минеральное сырье: используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик), в электронных приборах («кварцем» в техническом сленге иногда называют кварцевый резонатор - компонент устройств для стабилизации частоты электронных генераторов). В больших количествах потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и чистый кварцевый песок) Также применяется в производстве кремнеземистых огнеупоров и кварцевого стекла. Многие разновидности используются в ювелирном деле.

Кварц относится к самым распространенным минералам в земной коре.

Его общая массовая доля превышает 50%. Основной элемент — кремний.

В природе встречается в виде кристаллов, песка или даже монолитной скальной породы.

Характеристики и виды

Известно около 100 разновидностей кварца. Среди них горный хрусталь, рубин, агат. Добыча кварца ведется промышленными масштабами. Чистый кварц имеет прозрачный цвет. По составу он близок к стеклу, но тверже него. Также довольно сильные различия есть в коэффициенте преломления. Кварц с примесями может иметь любой цвет, за исключением синего и зеленого.

Кристаллы кварца могут иметь очень разную величину. Типичный размер одного кристалла — 5 — 10, 20 см. Горный хрусталь может встречаться и большими скоплениями. Самые мелкие кристаллы — кварцевый песок. Бесцветный кварцевый песок аналогичен по составу чистому кристаллическому кварцу.

Месторождение и добыча

(Карьер по добыче кварца "Гора хрустальная" )

Ввиду своей распространенности кварц добывается обычным открытым способом. Основные месторождения кварца расположены в гористой местности, но это необязательно. Цветные кварцы (Цитрин, Агат, Халцедон, Сапфировый кварец + около 20 наименований) широко добываются на Урале. Кристаллический кварц добывают шахтным или открытым способом. Песок — только открытым.

Наиболее удобны для добычи скальные массивы из чистого кварца. В таком случае его можно добывать взрывным способом большими глыбами. Способ добычи во многом зависит от дальнейшего применения. Так, для стекольной промышленности кристаллический кварц не требуется. Для производства электроники (кремния для полупроводников) иногда пользуются кварцевой кристаллической породой. Цельные кристаллы необходимы для производства зажигалок, пьезоэлектрических громкоговорителей и других устройств.

Применение кварца

Кварт применяется в стекольной и электронной промышленности. Некоторые специальные сорта стекла, например, УФ-прозрачное кварцевое стекло состоит на 98% из природного кварца. Кварцевый песок — превосходный строительный материал. Он используется для создания высокопрочных бетонов, наряду с гранитовым щебнем.

Изделия из естественного кварцевого камня различных разновидностей всегда отличаются высокой сложностью изготовления. Она обусловлена большой твердостью кварца, что очень усложняет его обработку. По этой причине в последнее время получает распространение искусственный кварцевый камень. Он применяется там же, где и гранит. Искусственный кварцевый камень на 90% состоит из крошки естественного кварца.

Название минерала произошло от немецкого слова «quarz». В переводе на русский оно означает «твердый». Впервые человек столкнулся с этим минералом в Альпах. Тогда все приняли его за лед. Но вскоре ему присвоили название «горный хрусталь».

Кристаллы кварца образуются в результате геологических изменений. Минерал не имеет цвета, но в отдельных случаях может иметь белые вкрапления. Происходит это из-за внутренних дефектов. Благодаря химическим реакциям, можно получить зеленый и голубой кварц.

Самым распространенным способом образования кварца в природе является возникновенье с помощью магмы кислого состава. Появившийся таким способом кварц можно встретить в вулканических, осадочных или известняковых породах.

Свойства кварца

Кварц имеет стеклянный блеск с жирным отливом. Твердость минерала равна семи по шкале Мооса. Если отломить кусочек кварца, то можно увидеть неровный излом.

Растворить этот минерал поможет щелочь. Температура его плавления примерно +1713 градусов Цельсия.Кварц имеет способность к стеклообразованию.

Самым важным свойством кварца является пьезоэффект. Суть его проста и заключается в том, что кварц является отличным проводником ультразвука. Плоская полированная пластина кварца с прикрепленными электродами образовывает резонатор. Он широко используется в качестве фильтра с высокой избирательной способностью.

Применение кварца

В настоящее время кварц является одним из самых ценных минералов. Его используют при производстве многих оптических приборов, а также при создании средств связи, таких как радио и телефон.

Кварц широко используется при создании ювелирных украшений. Благодаря своему главному свойству он используется и для военных нужд (кварцевый резонатор). Также в настоящее время кварц используют как источник ультразвука в промышленных и медицинских исследовательских и даже бытовых приборах.

Разновидности кварца

Существует множество разновидностей кварца. Связано это с его уникальностью. Проявляется она в том, что во время роста кристалл может захватывать другие минералы или остатки ила.

Самыми редкими и удивительными камнями считаются «Волосы Венеры» и кварц «фантом». Горный хрусталь молочного или дымчатого цвета с включениями золотистых волков является наиболее ценным. Легенда гласит, что богиня любви уронила свой локон в горную речку, и там он навсегда, превратившись в «Волосы Венеры».

Кварц фантом образовывается оседанием мельчайших частиц хлорита на растущий кристалл кварца. Такой камень является редкой и особенно ценной находкой для ученых и коллекционеров.

Раухтопаз выступает разновидностью кварца. В народе его называют дымчатым кварцем за его светло-серый или светло-бурый цвет.

Самый дорогой разновидности кварца является аметист. Он относится к драгоценным камням и имеет фиолетовый, фиолетово-розовый или сиренево-красный цвет.

Кварц - минерал, являющийся одним из самых распространённых: его содержание в коре Земли - более 60%. Благодаря доступности и цветовому разнообразию даёт возможность широкого спектра применения. В переводе с немецкого языка - «руда секущих жил». Месторождения находятся по всей планете. Важное место занимают Бразилия, США, Украина.

Характеристика и происхождение

Кристаллы кварца имеют форму шестигранника с пирамидальной вершиной. В природе встречается довольно большими группами. Склонен к образованию двойников. В чистом виде минерал представляет двуокись кремния (SiO2), бесцветен и прозрачен. Возможно наличие трещин внутри или дефектов, встречается белесый окрас камня. При формировании кристалла происходит смешивание с разными химическими элементами.

Наиболее часто встречаются примеси железных и алюминиевых соединений, кардинально меняющих конечный цвет камня. Плотность кварца составляет 2,6−2,65 г/см, уступая таким камням, как алмаз, топаз и корунд. Растворить камень способна только плавиковая кислота или щелочные расплавы, а температура плавления кварца превышает 1700 °C. Этот минерал является одним из представителей стеклообразующих оксидов. Из расплавленного горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка получают кварцевое однокомпонентное стекло. В зависимости от структуры формирования кристаллов выделяют два типа:

1. Кристаллический (горный хрусталь, аметист, раухтопаз и другие).
2. Скрытокристаллический, невыраженное строение (авантюрин, сердолик, агат, «кошачий глаз» и другие).

Из-за химического строения обладает свойством полиморфизма.

Двумя полиморфными кристаллическими модификациями диоксида кремния являются:

1. Тригональная форма, устойчивая к температуре до 573 °C.
2. Гексагональная форма, образующаяся при давлении в 1 атм., в температурном промежутке 573−870°C.

В природе чаще всего встречается кварц, а обнаруживаемые его формы являются изменёнными тригональными. Также стоит отметить разницу в направлении роста кристалла относительно главной оси.

Структурно-морфологическая форма кристалла строится винтообразно, с левым или правым направлением хода. Внешне проявляется в симметрии определённых сторон.

Различные геологические процессы могут идти с формированием кварцевых пород. Возможно образование кристаллов кварца из магмы. Кварцевая составляющая встречается как в интрузивных (граните, диорите), так и эффузивных (риолете, даците) породах кислого и среднего состава. Может быть частью пород основного состава - кварцевое габбро. В кислой среде вулканических пород возможно образование порфировых вкрапленников.

Кристаллизация минерала происходит в обогащённой флюидами пегматитовой магме. Внутренняя часть жил пегматита может состоять из чистого кварца (кварцевого ядра). Так, он является основным минералом апогранитных метасоматитов - грейзенов. Происходящие гидротермальные изменения являются катализаторами при формировании кварцевых и хрусталеносных жил. В процессе выветривания находящийся на поверхности кварц скапливается в россыпях гальки различного происхождения (прибрежно-морского, эолового, аллювиального и других). Большое значение для промышленности имеют мономинеральные месторождения кварцевого песка.

Искусственный камень

Кварц можно выращивать в лаборатории, для этого оптимизирован гидротермальный способ. Достоинствами такого камня являются равномерность распределения примесей и более высокий уровень химической чистоты. Твёрдость минерала, выращенного в лаборатории, близка к природному показателю. Важным аспектом является возможность производить синтетические монокристаллы, обладающие более высокими пьезохарактеристиками.

Кварц, полученный искусственным способом , может быть любого цвета и степени интенсивности, иметь градиентный переход или смену цвета. Выращиванием кристаллов в лабораторных условиях занимаются в нескольких местах России (Гусь-Хрустальный, Шилово-Рязанская область, Южноуральск). Стоимость природного камня и синтетического может быть равной. Отличить искусственный камень от созданного природой можно, обратив внимание на присутствие и расположение пузырьков и мелких трещинок.

Появление в натуральном кварце пузырьков воздуха возможно при нарастании одного кристалла поверх другого или в месте интенсивного потока питающего раствора. Трещины могут образовываться при резких перепадах температуры во время роста кристалла кварца. Местом появления трещины будет участок с наибольшим внутренним напряжением.

Так, наблюдая в камне хаотические трещинки и пузырьки, можно предположить об искусственном происхождении камня.

Применение в сферах жизнедеятельности

Будучи важным элементом многих процессов, кварц нашёл применение в разных областях. Стекольная и керамическая промышленность используют большие объёмы чистого кварцевого песка и горного хрусталя. Широкую популярность этот материал получил в создании оптических приборов, ультразвуковых генераторов, радио и телефонов.

Литотерапия является спорным медицинским направлением, в отличие от распространённого применения кварцевых ламп. Ювелирная промышленность использует камни для создания украшений, предметов интерьера (вазы, чаши, статуэтки) и вещей, наделённых сверхъестественными свойствами (шары, пирамиды). Дополнительное применение обжига или облучения может изменить цвет натурального кварца.

Сверхъестественные свойства

Для разностороннего описания минерала кварца стоит упомянуть о магических свойствах, приписываемых данному камню. Кристаллы разного окраса применяются для разных целей. Йоги считают, что аметист, расположенный между бровей, поможет открыть третий глаз и погрузиться в подсознание, но также стимулирует чувство интуиции и открывает дар видения будущего.

Считается, что полупрозрачный розовый кварц заживляет любовные раны, помогает настроиться на получение позитивных эмоций, а в сердце зарождает чувство любви и добра. Кварц молочного цвета помогает в поиске «второй половинки». Камни со световым бликом (кошачий и тигровый глаз) являются оберегами, защищают от зависти, клеветы и сглаза.

Предисловие

Кварциты – метаморфическая горная порода, залегающая как сплошное пластовое тело большой протяженности.

Кварциты – метаморфическая горная порода, залегающая как сплошное пластовое тело большой протяженности. Разновидности кварцитов особо часто встречаются в отложении протерозоя. Многие из кварцитов являются ценными полезными ископаемыми.

Месторождения кварцита

Железистая разновидность кварцитов, представляющая собой железную руду, очень распространена. Главные месторождения кварцита железистого – Кривой Рог (Украина), озеро Верхнее (США), Лабрадор (Канада).

Особой разновидностью является кварцит вторичный, относящийся к метасоматической горной породе, состоящей из кварца с различными примесями: серицит, алунит, каолинит, пирофиллит, андулазит, корунд, топаз, рутил, гематит. Месторождения вторичных кварцитов сформированы в результате относительно низких температурных метасоматических преобразований кислых эффузивных, интрузивных (реже) кислых пород, а также их туфов. Вторичная разновидность образует грибообразные тела неправильной формы, жилы и псевдослоистые массивы с размером до нескольких км в поперечнике). Вторичная порода связана с месторождением пирофиллита, меди, золота, алунита, молибдена, колчеданов и полиметаллов. На территории бывшего Советского Союза такие месторождения известны на Алтае, Закавказье и в центральном Казахстане. Данная разновидность отличается высокой прочностью, что позволяет использовать камень в качестве абразивного материала.

Месторождения кварцитовых разновидностей всех оттенков известны по всему миру.

Так, железистый камень добывают на Кольском полуострове (Оленегорское месторождение), в Карелии – Костомушка, на Южном Урале – Тараташское месторождение, в Курской области – Лебединский рудник, в Туве – Мугорское месторождение, в Приморье – Уссурийская группа рудников. Самое известное и единственное в мире месторождение, где происходит добыча кварцита малинового цвета – Шокшинское, расположенное на Шокшинской губе Онежского озера. Там же встречаются красно-серые камни Пухтинского месторождения, а сиреневые – Пряжинского. Карелия очень богата этой горной породой. В Сегежском районе встречаются фукситовые камни Каменноборского проявления, а Муезерский район предлагает яшмовидную разновидность Уносвааровского проявления. Южный Урал, в частности Челябинский край у Златоуста богат авантюриновой разновидностью, а в районе Каратабаша встречается рисунчатые экземпляры Ново-Андреевского мест-ния.

В Башкортастане в Кирельском месторождении добываются слюдистые камни, содержащие небольшой процент авантюринового вида. На Алтае такая порода встречается в виде розового камня или белоречит – из Белорецкого мест-ния. На Украине добываются розово-красные овручские экземпляры в Житомирской области, которая также славится красным камнем из Толкаческого месторождения. В Желтореченском и Криворожском районах добывают железистые и кварцевые роговики, конгломераты. В Казахстане известным районом добычи является Джамбульская область с Макбельским месторождением слюдистых кварцитов, обладающий авантюресценцией и примесью голубого кианита. Западная Австралия богата на данную породу, в частности на тонкозернистый зеленый кварцит.

Как происходит добыча кварцита

Как и любой другой твердый камень, добывают карьерным способом. Одним из распространенных методов добычи являются взрывные работы. Данный способ наименее профессиональный, зато он самый дешевый и быстрый. Для этого с помощью бурения закладывают взрывчатку и взрывают. Объем отходов довольно большой. Такая технология приемлема, если добыча производиться с целью получения кварцитового щебня.

Более экономичной технологией является использование воздушной подушки. Для этого в горной породе проделывают глубокий канал, в котором размещают резервуар, накачиваемый воздухом под давлением. Такая добыча кварцита снижает вероятность появления микротрещин.

Но самым рациональным, экономичным способом является добыча при помощи камнереза. Это самая дорогостоящая методика добычи натурального камня, позволяющая точно спланировать, где произойдет разлом породы.

Обработка кварцита

После добычи, в зависимости от дальнейшего использования, полученный материал сортируется и дробится. Для этого используются дробильно-сортировочные комплексы.

Если планируется получить материал для облицовки, то после распила, он подвергается обработке. Сразу стоит сказать, что, учитывая прочность материала, обрабатывать его весьма тяжело. При этом он отличается сравнительно высокой хрупкостью. Одним из видов его обработки является полировка. Кроме полировки, материал поддается шлифовке и другим видам обработки натуральных камней.

Смотрите фабрику по обработке кварцита на видео: