Quarzmineral

Quarz, weit verbreitetes Mineral vieler Sorten, das hauptsächlich aus Kieselsäure oder Siliziumdioxid (SiO ₂) besteht. Kleinere Verunreinigungen wie Lithium, Natrium, Kalium und Titan können vorhanden sein. Quarz hat seit frühester Zeit Aufmerksamkeit erregt; Wasserklare Kristalle waren den alten Griechen als Krystallos bekannt - daher der Name Kristall oder häufiger Bergkristall, der für diese Sorte verwendet wird. Der Name Quarz ist ein altes deutsches Wort ungewissen Ursprungs, das Georgius Agricola 1530 erstmals verwendete.

Silica Mineral: Quarz

Quarz kommt in vielen Sorten in fast allen Arten von magmatischen, sedimentären und metamorphen Gesteinen vor. Es wurde auch gefunden

Es folgt eine kurze Behandlung mit Quarz. Für eine vollständige Behandlung siehe Silica Mineral.

Quarz hat eine große wirtschaftliche Bedeutung. Viele Sorten sind Edelsteine, darunter Amethyst, Citrin, Rauchquarz und Rosenquarz. Sandstein, der hauptsächlich aus Quarz besteht, ist ein wichtiger Baustein. Bei der Herstellung von Glas und Keramik sowie für Gießereiformen im Metallguss werden große Mengen Quarzsand (auch als Quarzsand bekannt) verwendet. Zerkleinerter Quarz wird als Schleifmittel in Sandpapier verwendet, Quarzsand wird beim Sandstrahlen verwendet und Sandstein wird immer noch ganz zur Herstellung von Schleifsteinen, Mühlsteinen und Schleifsteinen verwendet. Quarzglas (auch Quarzglas genannt) wird in der Optik zur Durchlässigkeit von ultraviolettem Licht verwendet. Schläuche und verschiedene Gefäße aus Quarzglas haben wichtige Laboranwendungen, und Quarzfasern werden in äußerst empfindlichen Waagen eingesetzt.

Quarz ist nach Feldspat das zweithäufigste Mineral in der Erdkruste. Es kommt in fast allen sauren magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen vor. Es ist ein essentielles Mineral in solchen siliciumdioxidreichen Felsgesteinen wie Graniten, Granodioriten und Rhyoliten. Es ist sehr witterungsbeständig und konzentriert sich in Sandsteinen und anderen schädlichen Gesteinen. Sekundärquarz dient als Zement in Sedimentgesteinen dieser Art und bildet auf Detritalkörnern ein Überwachsen. Mikrokristalline Kieselsäuresorten, bekannt als Chert, Feuerstein, Achat und Jaspis, bestehen aus einem feinen Netzwerk von Quarz. Die Metamorphose von quarzhaltigen magmatischen Gesteinen und Sedimentgesteinen erhöht typischerweise die Quarzmenge und ihre Korngröße.

Quarz gibt es in zwei Formen: (1) Alpha- oder niedriger Quarz, der bis zu 573 ° C stabil ist, und (2) Beta-Quarz oder hoher Quarz, der über 573 ° C stabil ist. Die beiden sind eng miteinander verwandt, mit nur geringen Bewegungen ihrer Atombestandteile während des Alpha-Beta-Übergangs. Die Struktur von Beta-Quarz ist hexagonal, wobei entweder eine links- oder rechtshändige Symmetriegruppe gleichermaßen in Kristallen besetzt ist. Die Struktur von Alpha-Quarz ist trigonal, wiederum mit einer rechts- oder linkshändigen Symmetriegruppe. Bei der Übergangstemperatur verdreht sich das tetraedrische Gerüst von Beta-Quarz, was zur Symmetrie von Alpha-Quarz führt. Atome bewegen sich von speziellen Raumgruppenpositionen zu allgemeineren Positionen. Bei Temperaturen über 867 ° C (1.593 ° F) wandelt sich Beta-Quarz in Tridymit um, aber die Umwandlung ist sehr langsam, da das Aufbrechen der Bindung stattfindet, um eine offenere Struktur zu bilden. Bei sehr hohen Drücken wandelt sich Alpha-Quarz in Coesit und bei noch höheren Drücken in Stishovit um. Solche Phasen wurden in Einschlagkratern beobachtet.

Quarz ist piezoelektrisch: Ein Kristall entwickelt positive und negative Ladungen an abwechselnden Prismenkanten, wenn er Druck oder Spannung ausgesetzt wird. Die Ladungen sind proportional zur Druckänderung. Aufgrund seiner piezoelektrischen Eigenschaft kann eine Quarzplatte als Manometer verwendet werden, wie in Tiefenmessgeräten.

So wie Kompression und Spannung entgegengesetzte Ladungen erzeugen, besteht der umgekehrte Effekt darin, dass abwechselnde entgegengesetzte Ladungen eine abwechselnde Expansion und Kontraktion verursachen. Ein aus einem Quarzkristall mit bestimmter Ausrichtung und Abmessungen geschnittener Abschnitt weist eine sehr hohe Eigenfrequenz dieser Ausdehnung und Kontraktion (dh Schwingung) auf, gemessen in Millionen von Schwingungen pro Sekunde. Richtig geschnittene Quarzplatten werden zur Frequenzregelung in Radios, Fernsehgeräten und anderen elektronischen Kommunikationsgeräten sowie für kristallgesteuerte Uhren verwendet.

China, Japan und Russland sind die weltweit wichtigsten Quarzproduzenten. Belgien, Brasilien, Bulgarien, Frankreich, Deutschland, Südafrika und das Vereinigte Königreich fördern ebenfalls erhebliche Mengen des Minerals.

Für detaillierte physikalische Eigenschaften siehe Silica Mineral (