Kvarc

Kvarc (SiO₂) je mineral koji spada u silikate.

Kvarc
Kvarc
Općenito
Kategorija	Silikatni minerali
Hemijska formula	SiO2
Identifikacija
Kristalni habitus	šestostrana prizma sa šestostranom piramidom na krajevima
Kristalni sistem	romboedarski
Kalavost	Ne
Tvrdoća	7
Sjaj	staklast
Ogreb	bijel
Relativna gustoća	2,65
Gustoća	2,65 g/cm
Ostale karakteristike	piezoelektricitet

Kvarc je drugi po redu (po učestalosti) mineral koji se pojavljuje u prirodi i sam čini 12% Zemljine kore. Pojavljuje se u čistom obliku ili zajedno s drugim elementima kao silikat. Kvarc može biti: bijeli (mliječni), bezbojni (kameni kristal), ljubičasti (Ametist), ružičasti, sivi (dimni), smeđi (kaingorn), crni (morion), žuti (citrin) i zeleni (prejz). Kvarc ima tvrdoću 7 na Mohsovoj skali. Ima bijeli ogreb i staklast sjaj. Ima vrlo široku primjenu i nezamjenjiv je u mnogim sferama ljudskog života.

Etimologija

Riječ "kvarc" je izvedena iz njemačke riječi " quarz", koja je vezana sa riječi "twarc" iz srednjovjekovnog njemačkog jezika. Ova riječ vodi porijeklo iz slavenskih jezika (češki tvrdy, poljski twardy).

Hemijska formula kvarca se sastoji od okvira silicija i kisika tetraedara SiO₄, sa svakim silicijem dijeli dva kisika pa daje ukupnu formulu SiO₂. Kvarc pripada romboedarskom kristalnom sistemu. U prirodi kvarcni kristali su često dvostruki, iskrivljeni, i tako srasli sa susjednim kristalima kvarca ili drugih minerala.

Mikroskopske strukture kristala:

1. α-kvarc kristalizira u trigonalnom kristalnom sistemu
2. β-kvarc pripada heksagonalnom sistemu

Podjela

Podjela kvarca na osnovu boje:

1. Čisti kvarc (tradicionalnog naziva gorski kristal)
2. Citrin
3. Rozi kvarc (ružičnjak)
4. Ametist
5. Dimni kvarc (čađavac)
6. Mliječni kvarc

Citrin

Citrin je naziv za kvarc čija boja varira od blijedo žute do smeđe. U prirodi je veoma rijedak, većina komercijalnih citrina su toplinski obrađeni ametisti ili dimni kvarci. Gotovo je nemoguće na osnovu izgleda razlikovati topaz od citrina, ali je razlika u tvrdoći. Citrin se može vrlo često naći kao nečist sa mješavinom željeza. Brazil je vodeći proizvođač citrina. Ime citrin je izvedeno iz latinskog citrina što znači "žuti" i također vodi isto porijeklo kao i riječ "limun" (citrona).

Rozi kvarc

Rozi kvarc je vrsta kvarca koja pokazuje blijedo ružičaste do crvene nijansu. Ova boja se pojavljuje zbog primjesa titanija, željeza ili mangana. Neki rozi kvarc sadrži mikroskopski rutil, koji proizvodi asterizam u prolasku svijetlosti. U kristalnoj formi (rijetkost) roza kvarc i njegova boja se smatra da je uzrokovana tragovima fosfata i aluminija. Boje u kristalima su očito fotoosjetljive i podložne blijeđenju. Prvi kristali rose kvarca su pronađeni u blizini Rumforda (SAD) ali većina kristala na tržište dolazi iz Minas Geraisa (Brazil).

Ametist

Ametist je ljubičasta vrsta kvarca. Boja ametista je pripisivana prisutnosti mangana, međutim, budući da je mijenjao boju pri visokim temperaturama, neki autori su vjerovali da je boja organskog porijekla. Novija proučavanja pokazuju da boja ametista dolazi od prisustva željeza, a najnovija upućuju da je kompleksni uzajamni utjecaj željeza i aluminija odgovoran za njegovu ljubičastu boju. Ametist se nalazi širom svijeta i danas je relativno jeftin. Pod visokom temperaturom mijenja boju u žuto – bijelu, što danas objašnjava velike količine citrina na tržištu. Prirodni citrin je nešto prilično rijetko, pa je veoma zanimljivo da kada se od ametista pomoću vrlo visokih temperatura napravi citrin, taj pseudo citrin može se ponovo promijeniti u ljubičasti ametist pomoću rendgenskih zraka.Jedan od velikih svjetskih rudnika ametista je Anahi u Boliviji. Rudnik je usred tropske prašume, blizu močvara Pantanal, koji čini granicu između Bolivije i Brazila. Zbog kilometara šikare, gustiša, neprohodne šume dostupan je isključivo iz zraka.

Dimni kvarc

Dimni kvarc je siva, prozirna verzija kvarca. Ona se kreće u jasnoća od gotovo potpunu transparentnost u smeđe-sive boje kristala koji je gotovo neproziran. Neki također može biti i crn.

Mliječni kvarc

Mlijeko kvarc može biti najčešći izbor kristalnog kvarca i može se naći gotovo bilo gdje. Bijela boja može biti uzrokovana tekućinom ili plinom zarobljenim tokom formiranja kristala. Najveća nalazista ove vrste kvarca nalaze se u Rusiji i Brazilu.

Podjela kvarca prema mikrostrukturi:

kalcedonit	agat	Dimni kvarc	rutilatni kvarc
jaspis	aventurin	Oniks	karnelian
gorski kristal	ametist	Tigrovo oko	-
prasiolit	rozi kvarc	citrin	-

Fizičke i fiziološke osobine

Fizičke osobine minerala omogućavaju njihovu identifikaciju. Neke minerale je moguće identifikovati samo na osnovu fizičkih osobina, dok je za neke potrebna dodatna kompleksnija i dugotrajnija analiza pomoću rendgenske difrakcije. Osnovne fizičke osobine kvarca jesu da ima romboedarski kristalni sistem. Tvrdoća minerala se određuje prema Mohsovoj skali, kvarc zauzima 7. mjesto, tj. ima tvrdoću 7. Sjaj ovog minerala je staklast i ima bijeli ogreb. Također kvarc nema osobinu kalavosti. Relativna gustoća kvarca je 2,65 g/cm. Isjeckan prelom je vrlo krut.

Način postanka

Način nastanka je magmatski, iz najmlađih dijelova pegmatita. Kvarc je osnovni sastojak granita i drugih magmatskih stijena. Te je vrlo uobičajen u sedimentnim stijenama, kao što su pješčanik i također je prisutan u promjenjivim količinama kao mineralni dodatak u većini karbonatnih stijene. To je također čest sastavni dio schist, gnajsa, kvartcita i drugih metamorfnih stijena. Zbog svoje otpornosti na starenje vrlo čest u sedimentima i ostalom zemljištu. Kvarc se pojavljuje u hidrotermalnim žilama uz rude minerala. Veliki kristali kvarca se nalaze u pegmatitu. Dobro formirani kristali mogu dostići do nekoliko metara u dužinu i težiti nekoliko stotina kilograma.Prirodni kvarcni kristal izuzetno visoke čistoće.

Rasprostranjenost

Kvarc je prvi po redu (po učestalosti) mineral koji se pojavljuje u prirodi i sam čini 12% Zemljine kore. Pojavljuje se u čistom obliku ili zajedno s drugim elementima kao silikat. Najveća nalazišta kvarca nalaze se u Brazilu, Madagaskaru, Namibiji i Rusiji.

Upotreba

Kvarc ima višestruku upotrebu, a najznačajnija je u izradi nakita i kvarcnih oscilatora. Najvažnije mjesto zauzima u proizvodnji kvarcnih ili kristalnih oscilatora koji prestavljaju električni sklop koji koristi mehaničku rezonanciju vibracije kristala kako bi stvorio električni signal vrlo precizne frekvencije. Spojevi oscilatora u kojima se upotrebljava kvarc u osnovi su poznati kao RC oscilatori. Sam kvarc u tim kolima služi ili kao oscilatorno kolo za sebe ili kao satavni dio oscilatornog kola. Moguće su i izvedbe gdje kvarc stoji u petlji povratne veze. Korisna snaga svih kvarcnih oscilatora je mala pa se na kraju svih kola dodaje izlazni pojačivački stepen. Najčešće upotrebljavano kolo ove vrste je Milerov oscilator.