Камни и минералы и самоцветные камни мира
Оксиды и гидрооксиды: Кварц -->engl
Диагностическая карта.
На фото. Красивая
группа
кристаллов
кварца из
Арканзаса.
Кварц часто
образует
агрегаты
кристаллов
большого
размера,
обычно
вырастающие
один на другом
на материнской
породе (друзы).
Si O2
Сингония тригональная
Твердость
7
Удельный вес
2,65
Спайность
отсутствует
Излом
раковистый
Цвет
бесцветный,
разноокрашенный
Цвет
в порошке
белый
Блеск
стеклянный
Это самый распространенный минерал, присутствующий практически во всех породах. Он богат разновидностями, очень распространенными и высоко ценимыми. Кварц является породообразующим минералом и вместе с тем принадлежит к числу поделочных и драгоценных камней. В силу своих свойств он весьма устойчив как к механическим, так и к химическим воздействиям, а потому является самым распространенным минералом на Земле, в верхней части ее коры. В качестве главного породообразующего минерала встречается, как правило, только мутный, молочный, или жильный, кварц. Окрашенные разновидности кварца, а также его бесцветные прозрачные кристаллы (горный хрусталь) - это популярные ювелирно-поделочные камни.
Химически кварц очень стоек, растворяется только в плавиковой кислоте. Крупные кристаллы (тригональные) обычно столбчатые, имеют форму шестигранной призмы с ромбоэдрическими концевыми гранями. Кварц - важное сырье для стекольной и керамической промышленности. В технике он используется для генерации ультразвука, а также в радиопередатчиках и часах (благодаря обратному пьезоэлектрическому эффекту его кристаллов).
Горный хрусталь - кристалл типичной формы. Поперечная штриховка, заметная на гранях призмы, служит важным диагностическим признаком всех разновидностей кварца. Физические свойства - типичные для кварца.
Выделяются две группы кварцев. В одну включаются хорошо сформированные кристаллы, различаемые невооруженным глазом, другую составляют агрегаты микроскопических кристаллов. В состав первой группы входят, с одной стороны, лишенный примесей, бесцветный и прозрачный кварц (горный хрусталь), с другой - разновидности, окрашенные в разные цвета, обусловленные примесями. Это аметист (фиолетовый), дымчатый кварц (раухкварц, устар. рос. - раухтопаз), или морион (черный), цитрин (желтый), голубой кварц (ирис), радужный кварц, розовый кварц, зеленый кварц. Примеси могут иметь вид блестящих чешуек (авантюрин), иголочек рутила (рутиловый кварц, или волосы Венеры) либо других волокнистых минералов ("моховик").
Типичной формой монокристалла кварца является призма гексагонального сечения, завершающаяся пирамидами. Во многих экземплярах видно, что три грани пирамиды чередуются с другими тремя, но меньшего размера. На фото: кристалл кварца с включениями турмалина.
Во вторую группу разновидностей входят халцедон, яшма, кремень. Халцедон, в свою очередь, включает разновидности, хорошо всем знакомые: сердолик-карнеол, агат, оникс.
Диагностические признаки.
Кварц очень твердый, его нельзя поцарапать ножом (или другим острым железным предметом). При распиливании или при ударе молотком он светится желтым, что видно в темноте (триболюминесценция).
Происхождение.
Считается, что около 12% земной коры составляет кварц. Он кристаллизуется вместе с магмой или образуется под действием флюидов при температуре 100-400 град. С. Поскольку кварц очень устойчив и с трудом поддается выветриванию под действием атмосферных факторов, он является главным компонентом песков и других осадочных пород. Кварц также обычен в метаморфических породах.
Применение.
Кварц находит самое разнообразное применение: от высоких технологий (осцилляторы, стабилизаторы частот, генераторы ультразвука) до производства стекла, чистящих средств и ювелирных изделий.
Месторождения.
Крупные кристаллы разнообразной формы найдены на Мадагаскаре и в Бразилии. Огромные экземпляры, вес которых измеряется тоннами (до 40 т), обнаружены в разных местах Бразилии. Необычная коллекция гигантских кристаллов выставлена в Национальном музее естествознания в Париже. Кварц часто образует в породах прожилки. Иногда в них встречаются округлые пустоты (жеоды), стенки которых сплошь покрыты кристаллами кварца.
Кварц. Друза кристаллов, окрашенных гетитом. Волк-остров, Онежское оз., Карелия, Россия, СНГ. Фото: © А.А. Евсеев.
Кварц : Дымчатый кварц
Призматические кристаллы дымчатого кварца в метаморфической породе. Кристаллы представляют собой типичную для кварца форму: призмы, увенчанные пирамидами.
Это весьма распространенная разновидность кварца, отличная от других по своему цвету и форме. Дымчатый кварц встречается в виде дымчато-коричневых кристаллов призматического облика. Они часто образуют группы из многих индивидов, а также двойники. Их размеры колеблются от микрокристаллов до гигантских в несколько метров. Окраска дымчатого кварца связана с воздействием радиоактивных веществ на исходно неокрашенные кристаллы.
Большая часть кристаллов теряет окраску при нагревании до 300-400 oС, остальные становятся желтыми. В дымчатом кварце может наблюдаться трещиноватость, жидкие включения, игольчатые кристаллики рутила, кристаллы красного граната и пустотки геометрических очертаний (отрицательные кристаллы).
Месторождения и применение.
Наиболее значительные месторождения обнаружены в Бразилии, Мадагаскаре и Шри-Ланке. Гигантские кристаллы добывали в Тизенглетчере (Швейцария, кантон Ури). Благодаря их красоте лучшие экземпляры предназначаются для ювелирного использования.
Использование в ювелирном деле.
При использовании дымчатого кварца в ювелирном деле распространены фасеточная огранка, огранка пластиной или ступеньками; можно применять также овальную или, более редко, ротонду. Если в камне есть интересные включения рутила, предпочтительнее сфера или кабошон.
Кварц : Аметист
Эту многими воспетую разновидность кварца отличает довольно интенсивный фиолетовый цвет. Во многих кристаллах аметиста отмечается сильно развитая призма, увенчанная бесцветными пирамидами. Окраска аметиста обусловлена явлением лучеиспускания природного кристалла, содержащего железо. Как правило, она распределяется неравномерно: либо зонами, параллельными основным граням кристалла, либо сосредотачивается только на окончаниях кристалла.
Стеклянный блеск часто ослаблен на гранях. Внутри кристалла можно наблюдать разнообразные включения: жидкости в сплющенных пустотах зигзагообразных очертаний, бурые игольчатые или розовые кристаллики, собранные в пучки.
Все аметисты при нагревании до 400-500 град.С переходят в кварц-цитрин.
Месторождения и применение.
Аметист встречается главным образом внутри жеод в базальтовых породах. Именно такой аметист наблюдается на месторождениях Бразилии, Уругвая и Индии. Бразильские жеоды, имеющие округлую форму, измеряются по внешним контурам кубическими метрами. В России и на Мадагаскаре аметист заполняет прожилки и пустоты в пегматитах. Аметисты (включая искусственные кристаллы) используются в основном в ювелирном деле.
Использование в ювелирном деле. Аметист с античных времен был самым распространенным камнем в ювелирном деле. Разновидности как бледно, так и интенсивно окрашенные гранят в виде кабошона или тондо либо фасетками, а также в виде бриллианта. В старину множество кубков и других предметов прикладного искусства изготавливали из агрегатов просвечивающего аметиста.
Кварц : Цитрин
Окраска этой желтой и золотистой разновидности кварца обуславливается присутствием оксидов и гидрооксидов железа. Цвет изменяется от бледно- и интенсивно-желтой до оранжево-желтой и коричневатой.
Месторождения и применение.
Встречается в породах пегматитового происхождения, обогащенных кремнеземом, часто вместе с турмалином, бериллом и слюдами. Лучшие по чистоте и размерам экземпляры обнаружены в Бразилии, в зоне Кампу-Беллу и Сети-Лаго-ас (штат Минас-Жерайс). В других местах в Бразилии, известных находками кварца-цитрина, образцы менее чистые и качественные. На Урале (Мурзинка) и на Мадагаскаре были обнаружены не менее ценные кристаллы.
Другие месторождения (в которых, однако, не были встречены кристаллы ювелирного качества, а это для цитрина главная сфера использования) - Пайкс-Пик (штат Колорадо, США), Бург-д'Уасан (Дельфинато, Франция), Инийосо-де-Дуэро, Вилла-Буэнас и Вилла-Бесо (все вблизи г. Саламанки, Испания).
Использование в ювелирном деле.
Цитрин довольно часто используется для огранки - для этого кристаллы должны иметь оптимальную прозрачность и равномерную окраску; если в них есть включения, они не должны быть видимы невооруженным глазом. Кроме использования в качестве драгоценного камня, цитрин находит применение как идеальный камень для декоративно-прикладных целей и скульптуры.
Кварц : Авантюрин кварцевый
Эта разновидность не встречается в виде хорошо сформированных кристаллов. Характерны массивные образования с множеством хаотично распределенных кристаллических включений.
Если свет отражается от поверхности в виде множества блестящих точек, говорят о феномене "авантюринизма" как о мерцании, обусловленном включениями. В авантюрине молочно-зеленого цвета (наиболее распространенная и используемая разновидность) включения представлены чешуйками фуксита - зеленой хромовой слюды. В других случаях и цвет фона, и отблески связаны со слюдой бурого, белого и серебристого цвета, красным гематитом и голубым дюмортьеритом.
Зеленый кварцевый авантюрин содержит в виде включений листочки хромсодержащей слюдки - фуксита, золотисто-коричневый - гематита (или мусковита). Наиболее значительные месторождения авантюрина находятся в Индии, Бразилии, СНГ. Применяется как материал для изготовления художественных изделий и кабошонов. Особенно любим этот камень в странах Юго-Восточной Азии. Спутать его можно лишь с авантюриновым полевым шпатом, а зеленую разновидность - с жадом.
Месторождения и применение.
Авантюрин не слишком распространен. Его главные месторождения - в Индии и Египте(разрабатывавшиеся в основном в прошлом), России, Бразилии, Чили и Испании. Он встречен в Валь-де-Суса (провинция Турин). Авантюрин используется исключительно в ювелирном деле.
Использование в ювелирном деле.
Авантюрин в основном получает огранку в виде сферы для колье, а также серег; в виде кабошона овальной формы - для брошей и кулонов. Очень редко его обрабатывают в виде обруча для браслетов. В прошлом из него делали вазы и бутыли, сейчас - только мелкие скульптуры. Сегодня авантюрин кварцевый встречается чрезвычайно редко, его очень сложно встретить в виде изделий и вставок в украшения.
Кварц : Празем и Празеолит (Зеленый кварц)
Изредка встречаются кристаллы зеленой разновидности кварца (празем). Более распространены микрокристаллические массы,чья зеленая окраска обусловлена включениями зеленых амфиболов и хлорита. Плотный кварцевый агрегат. Луково-зеленый цвет, определяющий название камня, обусловлен включениями волокон актинолита. В Европе встречается в Германии (Рудные горы), в Финляндии. Австрии (Зальцбургские Альпы). Шотландии. Иногда праземом называют также зеленую яшму.
Наиболее популярны у коллекционеров образцы, поступающие с острова Эльба и из Мар-Эджео. Использование в ювелирных целях довольно ограничено. Если камень имеет особенно интенсивный зеленый цвет, его обрабатывают в виде сферы или кабошона. Он также используется для изготовления инталий и мелких художественных изделий. Легко спутать с жадом.
Сегодня празем часто поступает в продажу под названием нефрит или жадеит, хотя никакого отношения к нефриту и жадеиту кварц с зелеными включениями не имеет. Празем также может именоваться зеленым авантюрином или авантюриновым кварцем. Кристаллы празема чрезвычайно редкие и дорогие.
Луково-зеленая окраска обусловила название празеолита - этой прозрачной зеленой разновидности кварца: по-гречески prasios - зеленый, как порей. В природе идеально-прозрачный зеленый кварц такого цвета не встречается - с 1950 г. его получают прокаливанием при 500oС аметиста и желтоватых разновидностей кварца из бразильского месторождения Моктесума (шт. Минас-Жерайс). В последнее время ограночный материал поступает также из Аризоны (США). Внешне напоминает берилл, перидот, турмалин.
Кварц с включениями, андрадит. Синереченское м-ние, Приморье, Россия. Фото: © А.А. Евсеев.
Кварц с включениями хлоритов. Гималайи, Непал. Фото: © А.А. Евсеев.
Кварц : Голубой или синий (сапфировый) кварц
Содержит включения различных минералов - содалита, дюмортьерита, рутила, магнетита и др. Голубой кварц используется в ювелирном деле как поделочный камень для огранки в кабошон, для изготовления скульптур и мозаик.
Он поступает в основном из месторождений Бразилии (Бокейра, штат Байя). Другие примечательные месторождения - в США. В Италии встречен синий кварц, окраска которого обусловлена примесью магнетита.
В ювелирных изделиях встретить натуральный и природный синий или голубой кварц практически невозможно. Образующий голубые кристаллы кварц встречается чрезвычайно редко и стоит очень дорого. Бывает синтетический голубой кварц.
Грубозернистый агрегат кварца. Включения волокон крокидолита обусловливают серовато-синий цвет камня. Месторождения известны в Австрии (Зальцбурге), Скандинавии, ЮАР, Бразилии. Применяется в качестве поделочного материала.
Кварц : Кварц с включениями
Известно примерно полсотни видов минералов, которые можно найти в кварце в качестве включений. Они иной раз ориентированы по отдельным геометрическим направлениям,что создает приятное эстетическое впечатление. Особенно популярны разновидности с игольчатыми включениями роговой обманки, турмалина, хлорита и рутила. В последнем случае минерал называют "волосы Венеры", особенно если иголочки золотистые, прямые и остроконечные.
Кварц : Радужный кварц.
Так называют прозрачный кварц, у которого из-за многочисленных микротрещин наблюдается радужный эффект. Он образуется в условиях длительных напряжений при кристаллизации в пневматолитовой фазе. Лучшие экземпляры доставлялись из нескольких месторождений в Бразилии (штат Минас-Жерайс). Эта разновидность в ювелирном деле ценится высоко. Огранка обычно делается в виде кабошона или сферы, поскольку радужный эффект лучше всего проявляется на искривленной поверхности. В Альпах радужный кварц находили в Сен-Готарде (Швейцария) и Валь-Маленко (провинция Сондрио).
Кварц : Розовый кварц.
Свое название получил по цвету; часто бывает мутным и трещиноватым. Кристаллы с четко выраженными гранями были встречены лишь недавно. Окраска на свету блекнет. Иногда встречается астеризм: тончайшие иголочки рутила, ориентированные по кристаллографическим осям, обусловливают появление шестилучевой звезды. Главным поставщиком розового кварца служит Бразилия, наиболее качественный материал поступает с Мадагаскара. Обрабатывается в виде кабошонов, бусин, служит сырьем для художественных изделий. Огранке подлежат лишь весьма редкие крупные прозрачные участки.
Кварц : кварцевые агрегаты.
Кварцевый кошачий глаз. В сливном кварце субпараллельно располагаются тонкие волокна светлых волокнистых минералов (например, актинолита); по поверхности кабошона при повороте пробегает узкая подвижная световая полоска: тогда камень действительно напоминает глаз кошки, откуда и его название. Говоря об этом камне, следует обязательно употреблять определение "кварцевый", так как просто кошачий глаз - это минерал цимофан. Чувствителен к кислотам. Месторождения известны в Шри-Ланке, встречается также в Индии, Бразилии. Камень нетрудно спутать с цимофаном (хризобериллом).
Соколиный глаз. Это окварцованный агрегат синевато-серого амфибола - крокидолита с волокнистой текстурой: на полированной поверхности световой отлив; в изломе шелковистый блеск. Камень чувствителен к воздействию кислот. Встречается в тех же месторождениях, что и тигровый глаз. Используется в мелкой пластике, для изготовления бус, вставок для перстней и серег. Округлые кабошоны с узкой световой полоской на синевато-сизом фоне вызывают в памяти глаза хищных птиц, откуда и произошло название. Остальные свойства указаны в описании тигрового глаза.
Тигровый глаз. По своему строению тигровый глаз аналогичен соколиному глазу, в котором амфибол (крокидолит) замещен гидроксидами железа, придающими камню золотисто-коричневый цвет. Волнообразный отлив создается за счет тонковолокнистого строения. Блеск в изломе - шелковистый. Неустойчив к воздействию кислот. Встречается вместе с соколиным глазом в виде пластообразных тел мощностью в несколько сантиметров. Волокна амфибола ориентированы перпендикулярно поверхности, они развивались по трещинам, были впоследствии замещены гидроксидами железа, а затем окварцованы. Наиболее значительное месторождение находится в Южной Африке, кроме того, имеются месторождения в Западной Австралии, Бирме, Индии, США (шт. Калифорния), Украине. Световые рефлексы такие же, как у кошачьего и соколиного глаза.
Кварц : Общая информация.
Хотя кварц является одним из самых распространенных минералов и его кристаллические формы легко поддаются определению, его никоим образом не следует исключать из разряда драгоценных камней. Нет других минералов, которые имели бы такую изумительную фиолетовую окраску (аметист). Желтый кварц может соперничать по красоте с топазом. Сходство их столь велико, что долгое время их путали, и лишь в последние годы составленная авторитетными лицами международная номенклатура запретила использовать термин "топаз" для обозначения желтого кварца. Обычный бесцветный кварц, известный под названием "горный хрусталь", может быть таким блестящим и водяно-прозрачным, что его сверкающие камни иногда называли алмазами, несмотря на почти полное отсутствие в них игры света. Такая путаница названий, однако, может ввести в заблуждение лишь совершенно несведущего человека. Кварц превосходно служит во всех тех случаях, когда требуются фиолетовые, желтые иди дымчатые камни: он достаточно стоек и тверд, чтобы его можно было носить, и имеет то достоинство, что цена его умеренная. Несмотря па отсутствие игры, он может заменять пасты в некоторых ювелирных изделиях, поскольку он более стоек. Кварц иногда содержит внутренние волокна и образует очень красивый "кошачий глаз", который, хотя и не обладает столь яркой опалесценцией, как хризоберилловый "кошачий глаз", тем не менее может соперничать с ним. Кварц образует также своеобразную разновидность, известную как "тигровый глаз".
Химически чистый кварц лишен окраски, он водяно-прозрачный. Именно об этой разновидности, когда ее впервые обнаружили в Альпах, думали, что она представляет собой форму замерзшей воды, и поэтому назвали ее хрусталем (от греческого crystal - лед). Эта разновидность и поныне известна как "горный хрусталь". Выше уже упоминалось, что такие искрящиеся камни в ограненном виде местами называли алмазами. Так, в Англии использовали термины "корнуэллский алмаз" или "бристольский алмаз"; существует еще множество подобных названий, например "аляскинский алмаз", "арканзасский алмаз", "богемский алмаз". Такие вводящие в заблуждение названия ныне не используются солидными ювелирами, так как, в соответствии с "Актом торговых описаний", являются неправильными. Впервые название "кварц" (quartz) было применено, по-видимому, горняками из Рудных гор. В прежние времена идентичность материала, названного впоследствии хрусталем, и бесформенных масс кремнезема, выполняющих секущие жилы, не осознавалась, и можно предположить, что последние вначале назывались словом Querkluftertz, которое сократилось до Querertz и наконец до Quartz, или Quarz, в современном немецком языке.
"Цитрин" - правильное название желтой разновидности кварца. Оно происходит от французского слова citron (лимон) и дано этому камню потому, что цветом он напоминает некоторые виды этих плодов. Однако, до тех пор пока не была расшифрована природа минералов, желтый кварц путали с желтым топазом. Хотя настоящий топаз давно выделен как особый минеральный вид, многие ювелиры упорно называли желтый кварц "топазом", а настоящий топаз отличали прибавлением определения "бразильский". Путаница, таким образом, только усугубилась, так как и желтый кварц, и желтый топаз в изобилии найдены в Бразилии. Для обозначения желтого кварца были предложены также названия "западный", "испанский" и "ложный топаз", но использование термина "топаз" для обозначения кварца признано ныне незаконным торговым описанием.
Кернгорм (первоначальное и более правильное название - "кернгормский камень") - коричневато- или дымчато-желтый кварц. Он назван так потому, что многие образцы этой разновидности кварца находили раньше в Кернгормских горах в Шотландии. Английское слово cairngorm является слегка измененной формой галльского слова carngorm (синий керн). Его неправильно называли шотландским топазом. Камни с более густой коричневато-дымчатой окраской известны под названием "дымчатый кварц". "Морион"- название, данное дымчато-бурому или черному кварцу.
Розовый кварц, который, как указывает название, имеет розово-красную или розовую окраску, выцветает на сильном солнечном свету. Эта разновидность кварца редко образует ограненные кристаллы и в лучшем случае лишь частично просвечивает, а также в большей или меньшей степени иссечена трещинами.
Молочный кварц почти непрозрачен и напоминает по цвету молоко. Радужный кварц, или ирис,- это кварц, содержащий трещинки. Он получил название из-за цветового эффекта, возникающего при интерференции света, падающего на эти трещинки. Трещины можно получить искусственно, нагревая камень и затем быстро охлаждая его погружением в воду. В таких случаях эффект можно усилить, вводя в трещины красящее вещество.
Окраска кварца ставит интересную и пока еще не полностью решенную проблему. Цвет минералов может быть вызван присутствием элементов-примесей, входящих в структуру либо на места атомов главных элементов, либо в промежутки между ними. Так, цвет аметиста объясняли присутствием марганца, а цвет розового кварца - присутствием марганца или титана. Однако спектрографическое изучение не подтвердило это предположение. В одной из серии исследований аметиста были обнаружены резкие линии алюминия, хрома и меди и более слабые линии магния и титана. Измерения, проведенные на серии образцов дымчатого кварца и аметиста из ряда японских месторождений, показали, что густота окраски пропорциональна содержанию железа. В сдвойникованных и зональных кристаллах аметиста содержание железа в разных зонах различно. Ныне предполагают, что окраска связана с присутствием железа, однако следует ожидать, что простое присутствие его атомов в структуре в качестве примеси даст оттенки зеленого или желтого цвета. Существует и другой способ возникновения окраски, а именно возникновение центров окраски как дефектов структуры, образующихся под воздействием радиоактивного излучения. В природных окрашенных кристаллах цвет предположительно обусловлен воздействием небольших доз радиоактивного облучения, исходящего от вмещающих горных пород. Давно известно, что окраска кварца неустойчива к воздействию высоких температур, и ее исчезновение можно связать с разрушением центров окраски по мере восстановления первичной структуры.
Тепловое воздействие обычно вызывает ослабление окраски; если оно протекает достаточно долго, а температура достаточно высока, то оно ведет и к полному исчезновению цвета. Так, кернгорм или цитрин теряют окраску при слабом нагревании, аметист - более сильном, а розовый кварц - при красном калении. При более слабом нагревании аметист меняет окраску на густо-оранжевую. Кварц, приобретший желтую окраску при нагревании, отличается от природного желтого цитрина отсутствием дихроизма; цитрин же неизменно характеризуется хотя и слабым, но отчетливым дихроизмом. После того как случайно обнаружили, что некоторые бразильские аметисты под воздействием нагревания могут превращаться в прозрачные зеленые камни, процесс нагревания проводили умышленно и получали материал, продававшийся в Нью-Йорке под названием "празиолит" (неудачный выбор, поскольку термин "празиолит" использовался в минералогии для обозначения продуктов изменения кордиерита). Облучение возвращает цвет обесцвеченному кварцу; при этом новый цвет не обязательно будет таким же, как утраченный. В большинстве случаев такой кварц становится дымчатым или черным, хотя небольшая доля кристаллов приобретает окраску цитрина. При повторном нагревании некоторых камней наблюдается быстро исчезающая голубая окраска. Настоящего аметистового цвета не возникает, хотя имеются сообщения о синтезе аметистов при росте кристаллов кварца в стальных автоклавах.
Празем, или "мать изумруда", как его иногда называли, полагая, что он является материнской породой для изумрудов,- это кварц, окрашенный в луково-зеленый цвет благодаря включениям волокон актинолита (кальциево-магнези-ального силиката). Слово "празем" (англ. prase) происходит от греческого слова "лук". Это название прилагается также к сходно окрашенным микрокристаллическим агрегатам кварца (халцедон).
Кварц (наряду с корундом) в отношении простоты химического состава располагается в ряду драгоценных камней после алмаза являясь просто окисью кремния, или кремнеземом SiO2. При высоких температурах кремнезем образует другие структурные модификации.
Рентгеноструктурное изучение кристаллов кварца подтвердило вывод, сделанный на основе морфологических и оптических особенностей, а именно, что структура кварца имеет спиральный, т. е. винтообразный характер; в соответствии с этим выделяются два типа структуры - правосторонняя и левосторонняя. Действительно, аметист неизменно представлен отдельными кристаллическими индивидами-двойниками, которые являются попеременно правосторонним и левосторонним кристаллами. В некоторых кристаллах в разрезе, перпендикулярном ребру призмы, можно увидеть треугольные секторы, которые представлены чередующимися правосторонним и левосторонним кварцем и имеют различную окраску - фиолетовую и белую.
В соответствии с видом симметрии, кварц является оптически одноосным минералом и имеет два главных показателя преломления - обыкновенный и необыкновенный. Величина первого - 1,544, а второго - 1,553; величина максимального двупреломления равна 0,009. То, что отклонения от указанных величин наблюдаются очень редко, доказывает химическую чистоту прозрачного материала. Для некоторых окрашенных камней отмечалось незначительное возрастание величин показателей преломления до 1,545 и 1,554 соответственно.
Плотность кварца удивительно постоянна, хотя и более изменчива, чем величина показателей преломления, из-за наличия пустот и включений. Плотность горного хрусталя 2,651; плотность цитрина, аметиста и розового кварца колеблется от 2,647 до 2,656, а плотность авантюрина достигает 2,66-2,68. Твердость кварца по шкале Мооса равна 7. Кварц не царапается стальным ножом и устойчив к абразивному воздействию обычной пыли. Он не обладает спайностью.
За исключением волокнистых разностей, обрабатываемых в виде кабошона, чтобы выявить эффект "кошачьего глаза", кварц обычно подвергают ступенчатой или бриллиантовой огранке в соответствии с назначением камня. Кроме того что кварц дает ювелирный материал, он является очень ценным полезным ископаемым. Вследствие высокой твердости кварц иногда предпочитают стеклу в качестве материала для изготовления линз для очков, так как такие линзы нелегко оцарапать при обычном ношении и их поверхность сохраняет полировку очень длительное время. Кварц превосходит стекло по прозрачности для ультрафиолетовых лучей, к которым обычно наиболее чувствительна фотопленка, поэтому его применяют для изготовления линз, используемых при тонких фотографических работах. Шарики из бесцветного прозрачного кварца ценятся почитателями и любителями красивых камней.
Благодаря своим пьезоэлектрическим свойствам кварц довольно неожиданно оказался неоценимым материалом для изготовления стабилизаторов частоты радиоволн. В кварцевых пластинках, стержнях или кольцах можно посредством электрического возбуждения вызвать вибрацию, а стабильность механических колебаний может обеспечить стабильность электрических колебаний. При этом используется то обстоятельство, что амплитуда последних необыкновенно возрастает в том случае, когда их частота совпадает с частотой первых. Этот же принцип используется при создании высокоточных часов. Очевидно, что кристаллы кварца, используемого для таких целей, не должны содержать и следов двойникования, потому что в противном случае пьезоэлектрические оси были бы искажены и способность к колебаниям нарушена. ' Опыт показал, что многие кристаллы кварца, которые казались монокристальными, на самом деле представляют собой двойники и поэтому непригодны в качестве регуляторов колебаний.
Кварцевый песок широко используется как абразив для изготовления "шкурки" и очищающих паст, а также как составная часть стекольных шихт. При плавлении в кислородно-водородном пламени кварц превращается в кварцевое стекло, которое обладает совершенно иными физическими свойствами по сравнению с обычным стеклом. У кварцевого стекла отсутствует двупреломлениё, а величина показателя преломления снижается до 1,460. Дисперсия равна 0,008. Плотность снижается до 2,2, а твердость уменьшается до 5 по шкале Мооса. Кварцевое стекло широко используется в лабораториях и в домашнем обиходе, потому что оно выдерживает быстрое и неравномерное нагревание без риска расколоться. Оно может быть вытянуто в волокно, столь же тонкое, как и шелковое, но не имеющее характерной для шелка тенденции к скручиванию, и поэтому такое волокно неоценимо в тонких торсионных экспериментальных приборах, например в приборах, используемых для определения массы Земли.
Кварц является одним из тех драгоценных камней, которые наиболее легко поддаются определению как по оптическим свойствам, так и по плотности. Окрашенная граница, видимая при освещении белым светом на обычном рефрактометре, весьма характерна и резко отличается от картины, наблюдаемой в случае стекла с такой же преломляющей способностью. Плотность кварца также отличается от плотности других драгоценных камней, с которыми его можно спутать.
Цвет аметиста настолько своеобразен, что для определения этого камня не требуется проводить каких-либо исследований. Легче всего спутать с другими драгоценными камнями той же окраски желтый кварц и цитрин. Уже упоминалось, что их легко принять за топаз. Погружение в йодистый метилен позволяет тотчас их распознать, так как топаз тонет в нем, а кварц с легкостью всплывает. Поскольку кислые изверженные породы определяются как породы, содержащие избыток кремнезема, в таких породах обычно содержится много кварца. Он является также главной составной частью песчаников, образовавшихся за счет разрушения кислых пород. Кварц входит как главная составная часть во многие метаморфические породы, часто выполняет жеоды и жилы, где встречаются хорошо образованные кристаллы.
Кварц с включениями антраксолита (похож на алмаз). Фото: © А.А. Евсеев.
Округ Херкимер, Нью-Йорк, США. 3,5х2 см. Похожи на карпатские кварцы.
Не характерная для кварца форма - возможная псевдоморфоза по алмазу
Кварц ("мармарошский диамант"). Китай. ~1,5 см (Азия). Фото: © А.А. Евсеев.
Блестящие, чистые кристаллы горного хрусталя найдены во многих районах земного шара. Эта разновидность, как уже упоминалось выше, впервые была встречена среди вечных снегов в Швейцарских Альпах и получила название "хрусталь". Хорошие кристаллы происходят из Бург-д'Уазана в департаменте Изер во Франции, из мраморных карьеров Каррары в северной Италии и из Мармарошского массива в Закарпатье. Скатанные гальки горного хрусталя, сносимые с Альп в Рейн, добывались прежде в Идар-Оберштейне и были названы "рейнстоунами" ("рейнскими камнями"). Это название, к сожалению, стали неправильно прилагать к различным поддельным драгоценным камням, вырезанным из синтетического стекла. Небольшие блестящие кристаллы получили по местам своих находок такие вводящие в заблуждение названия, как "алмазы острова Уайт", "корнуэллские алмазы" или "бристольские алмазы". Подобный материал найден в округе Танджор в шт. Мадрас в Индии, где он используется для изготовления дешевых ювелирных поделок и носит название "валлум-алмазы". В долине реки Инд из таких камней изготовляют ожерелья; здесь эти камни называют "мари-алмазы". Япония поставляет красивые образцы кварца, особенно "японские двойники", в которых два кристаллических индивида обособлены, а направления, параллельные ребрам призм, расположены почти под прямым углом друг к другу. Хороший горный хрусталь добывают на Мадагаскаре и в различных районах США. Огромное количество отличного материала, используемого в оптике и электротехнике, поставляет Бразилия. Прозрачные куски кварца иногда имеют настолько большие размеры, что любители камня придавали им форму шаров.
Японский двойник кварца. Бразилия. Альбом фото.
Горный хрусталь (японский дв-к). Южн. Урал, Россия, СНГ. Фото: © Д. Тонкачеев.
Кварц (японский двойник). Карабаш, Ю. Урал, Россия, СНГ. Более 4 см. Фото: © А.А. Евсеев.
Бразилия славится также великолепными аметистами. Главный район их добычи находится в шт. Риу-Гранди-ду-Сул, откуда он простирается через государственную границу в Уругвай. Аметисты встречены и на многих месторождениях в США. Недавно сообщалось о находке очень крупных кристаллов в Дыо-Уэсте в шт. Южная Каролина. Материал из Фор-Пикса в шт. Аризона приобретает при нагревании зеленую окраску, напоминая в этом отношении "празиолит" из Монтезумы в Бразилии. Эти кристаллы сходны по габитусу с кристаллами из Сандер-Бей на озере Верхнем. Хорошие кристаллы извлекались из галечников на Цейлоне, а также добывались на Урале. Добыча кварца производилась в префектурах Этиго, Хоки и Иваки в Японии. Полагают, что материал, появляющийся на рынке в Африке, происходит из Танзании; другими источниками здесь являются Замбия и Намибия. Среди австралийских месторождений следует упомянуть рудник Уилу-Стейшен в округе Ашбертон в Западной Австралии. В Ирландии в заливе Ким-Бей на острове Ашилл найдены розовато-лиловые кристаллы. Саркстоун - аметист, найденный на острове Сарк в проливе Ла-Манш; однако уже на протяжении длительного времени здесь больше не находят этих камней, и образцы, продаваемые туристам под этим названием, являются либо импортным материалом, либо имитацией. Три великолепных ограненных образца аметиста находятся в Галерее минералов Британского музея естественной истории. Крупнейший из них, весом 343 карата, имеет овальную форму и найден в Бразилии. Два других привезены из России. Один из них имеет шестигранные очертания и весит 90 каратов; другой, густого фиолетового цвета, имеет округлую форму и весит 75 каратов. Отличного качества кернгорм прежде в большом количества находили на горе того же названия в Шотландии, но теперь он встречается редко. Он до сих пор высоко щенится и широко применяется в этой стране в качестве украшений, особенно в костюмах горцев. Одно время кернгорм можно было найти в ряде мест в центральной части Грампианских гор. Отдельные кристаллы достигали веса нескольких десятков фунтов, а однажды боьшое количество этого камня извлекли из одной крупной полости в гранитах. Другим месторождением коричневого кварца был Готфелл на острове Арран.
Очень большое количество дымчатого кварца, иногда в виде исключительно крупных кристаллов, было найдено в Швейцарских Альпах. Дымчатый кварц, становящийся при нагревании желтым, встречался близ Кордовы в Испании. В США красивый керпгорм найден на горе Пайкс-Пик в шт. Колорадо; отличный материал встречен также в ряде других месторождений. Крупные кристаллы дымчатого кварца и аметиста происходят из западной части округа Кэролл в шт. Нью-Гэмпшир. Правильный кристалл, найденный в Стоунхеме в шт. Мэн вместе с многочисленными более мелкими кристаллами, имел длину 117,5 см, толщину 42,5 см и весил 230 кг. В Азии хороший материал происходит из района Нерчинска и из Маньчжурии. Великолепные цитрины встречены во многих бразильских штатах, особенно в шт. Минас-Жерайс, Сан-Паулу и Гояс; здесь цитрины часто путают с топазами. Утверждают, что желтый кварц, описанный как цитрин, встречается во многих других месторождениях. Говорят, что цитрин встречается среди драгоценных камней, поставляемых с Мадагаскара. В Англии описаны находки цитринов в Корнуэлле, а некоторые окрашенные кристаллы кварца из Готфелла на острове Арран также называли цитринами. Однако здесь снова следует отметить, что большинство желтых кварцев, выдаваемых за цитрины, получены в результате термической обработки дымчатого кварца или аметиста. Прекрасный розовый кварц встречается довольно редко. Его добывали в долине реки Жекитиньонья в бразильском шт. Мипас-Жерайс; из пегматитов Намибии; совместно с цитрином и дымчатым кварцем на Мадагаскаре; в Гото в префектуре Иваки в Японии; в Боденмайсе в Баварии; в Пирисе в шт. Мэн и близ Кастера в горах Блэк-Хилс в шт. Южная Дакота в США; на Урале.
Кремний – один из важнейших макроэлементов. В организме участвует в формировании соединительной и эпителиальной тканей, способствует росту волос и ногтей, стимулирует фагоцитоз. Он содержится в виде различных соединений, участвующих в образовании твердых (скелетных - соединитальная ткань в костях) частей и тканей. Дефицит кремния может развиваться при недостаточном поступлении элемента в организм (5 мг/день и менее).
В организме человека содержится около 1 г кремния. В организме усваивается около 4% от общего количества поступившего кремния. Среди внутренних органов лидером является щитовидная железа – в ней накапливается до 310 мг кремния. Содержание кремния в тканях головного мозга составляет 0,001–0,01%, богаты им твердая (наружная) мозговая оболочка, кора головного мозга (покрывает мозг) и мозжечок. Концентрация кремния в головном мозге зависит от состояния центральной нервной системы (головной мозг), например, при возбуждении центральной нервной системы его количество в тканях мозга уменьшается, а при торможении – увеличивается (психиатрия).
Растворимые соединения кремния всасываются в тонкой и двенадцатиперстной кишке. По данным спектрального анализа, в ежедневных продуктах, выделенных здоровым организмом человека, содержание кремния равно 4,7%. ополнительный прием рекомендуется при болезни Альцгеймера, остеопорозе, сердечно–сосудистых заболеваниях. Кремний хорошо усваивается вместе с молибденом, магнием, фтором, а также клетчаткой (углерод).
При любой хронической и острой патологии потребность в кремнии увеличивается, и повышенный прием этого элемента ведет к улучшению самочувствия и помогает организму справиться с болезнью. Кремний показан и для поддержания здоровья ногтей, кожи и волос. Возникновение многих патологических процессов, в том числе рака, атеросклероза, туберкулеза, диабета, зоба, дерматитов, камней в мочевыводящих путях, часто связано с нарушением обмена в организме соединений кремния.
Признаки и симптомы недостаточности. Потеря кровеносными сосудами эластичности (что приводит к ускорению процессов старения), кариес и пародонтоз, ломкость ногтей и выпадение волос. Широко известны лечебные свойства кремниевой воды. Кремниевая вода является простым средством пополнения концентрации этого жизненно важного вещества в организме. Одним из наиболее насыщенных кремнием естественным источником является голубая (содержит радиоактивный уран), лечебная (желто-коричневого цвета, с золотом и железом), пищевая глина (белая, каолин - кимберлит).
Повышенное содержание кремния в организме встречается у рабочих добывающей промышленности при контактах с асбестом, кварцем, аэрозолями, цементом, стеклом и т.д., в местностях с избытком соединений кремния в воде и в воздухе. Систематическое вдыхание пыли, содержащей свободный диоксид кремния в высоких концентрациях, приводит к развитию силикоза (горный хрусталь) - болезнь огранщиков камней. Проявления избытка кремния: фиброз легких; мочекаменная болезнь; злокачественные опухоли плевры и брюшной полости.
