Kvarts mineral

Kvarts, vidt udbredt mineral af mange sorter, der primært består af silica eller siliciumdioxid (SiO ₂). Mindre urenheder, såsom lithium, natrium, kalium og titan, kan være til stede. Kvarts har tiltrukket sig opmærksomhed fra de tidligste tider; vandklare krystaller blev kendt af de gamle grækere som krystallos - deraf anvendtes navnet krystal, eller mere almindeligt klippekrystall, på denne sort. Navnet kvarts er et gammelt tysk ord af usikker oprindelse, der først blev brugt af Georgius Agricola i 1530.

silica mineral: kvarts

Kvarts forekommer i mange sorter i næsten alle typer af stødende, sedimentære og metamorfe klipper. Det er også fundet

En kort behandling af kvarts følger. Se silicamineral for fuld behandling.

Kvarts har stor økonomisk betydning. Mange sorter er ædelstene, herunder ametyst, citrin, røgende kvarts og rosekvarts. Sandsten, der hovedsageligt består af kvarts, er en vigtig byggesten. Store mængder kvartssand (også kendt som silicasand) bruges til fremstilling af glas og keramik og til støbeforme i metalstøbning. Knust kvarts bruges som slibemiddel i sandpapir, silicasand anvendes til sandblæsning, og sandsten bruges stadig hele til at fremstille kalksten, møllesten og slibesten. Silicaglas (også kaldet smeltet kvarts) bruges i optik til at transmittere ultraviolet lys. Rør og forskellige kar med smeltet kvarts har vigtige laboratorieanvendelser, og kvartsfibre anvendes i ekstremt følsomme vejeanordninger.

Kvarts er det næst mest rigelige mineral i jordskorpen efter feldspat. Det forekommer i næsten alle sure, stødende, metamorfe og sedimentære klipper. Det er et essentielt mineral i sådanne siliciumrige felsiske klipper som granit, granodioriter og rhyolitter. Den er meget modstandsdygtig over for vejrforhold og har en tendens til at koncentrere sig i sandsten og andre detritale klipper. Sekundær kvarts fungerer som cement i sedimentære klipper af denne art og danner overvækst på detritale korn. Mikrokrystallinske sorter silica, kendt som chert, flint, agat og jasper, består af et fint netværk af kvarts. Metamorfisme af kvartsbærende, stødende og sedimentære klipper øger typisk mængden af kvarts og dens kornstørrelse.

Kvarts findes i to former: (1) alfa- eller lavkvarts, som er stabil op til 573 ° C (1.063 ° F), og (2) beta- eller høj, kvarts, stabil over 573 ° C. De to er nært beslægtede med kun små bevægelser af deres indholdsatomer under alpha-beta-overgangen. Strukturen af beta-kvarts er hexagonal, med enten en venstre- eller højrehåndssymmeturgruppe lige så befolket i krystaller. Strukturen af alfa-kvarts er trigonal, igen med enten en højre- eller venstrehånds symmeturgruppe. Ved overgangstemperatur drejer det tetraedriske ramme for beta-kvarts, hvilket resulterer i symmetrien af alfa-kvarts; atomer flytter fra særlige pladsgruppepositioner til mere generelle positioner. Ved temperaturer over 867 ° C (1.593 ° F) ændres beta-kvarts til tridymit, men transformationen er meget langsom, fordi bindingsafbrydelse finder sted for at danne en mere åben struktur. Ved meget høje tryk omdannes alfa-kvarts til coesite og ved stadig højere tryk stishovite. Sådanne faser er blevet observeret i slagkratre.

Kvarts er piezoelektrisk: en krystal udvikler positive og negative ladninger på alternative prisme kanter, når det udsættes for pres eller spænding. Ladningerne er proportionale med ændringen i tryk. På grund af dens piezoelektriske egenskaber kan en kvartsplade bruges som en trykmåler, som i dybde-lydapparat.

Ligesom komprimering og spænding producerer modsatte ladninger, er den omvendte virkning, at skiftende modsatte ladninger medfører vekslende ekspansion og sammentrækning. Et afsnit skåret fra en kvartskrystall med en bestemt orientering og dimensioner har en naturlig frekvens af denne ekspansion og sammentrækning (dvs. vibration), der er meget høj, målt i millioner af vibrationer i sekundet. Korrekt afskårne plader af kvarts bruges til frekvensstyring i radioer, fjernsyn og andet elektronisk kommunikationsudstyr og til krystalkontrollerede ure og ure.

Kina, Japan og Rusland er verdens primære producenter af kvarts. Belgien, Brasilien, Bulgarien, Frankrig, Tyskland, Sydafrika og Storbritannien miner også betydelige mængder af mineralet.

For detaljerede fysiske egenskaber, se silica mineral (