Файл: Betekhtin.pdf

Раздел IV. Окислы (оксиды)

361

сложены часто тончайшими различно
окрашенными концентрическизональ
ными или плоскопараллельными слоями
халцедона (рис. 191), могут иметь самые
различные сочетания оттенков: черного с
белым (арабский оникс), бурого с белым
(сардоникс), красного с белым (карнео
лоникс) и др.

Блеск

 кварца стеклянный, на изломе —

слегка жирный, халцедона — восковой до
матового. 

Оптические константы.

 Кварц

оптически одноосный, положительный.

Ng 

= 1,553 и 

Nm = 

1,544. Он обладает способностью вращать плоскость

поляризации в ту или другую сторону в зависимости от того, имеем ли
мы дело с правым или левым кварцем.

Твердость

 7. 

Спайность

 у большинства индивидов кварца отсутствует

или весьма несовершенная по ромбоэдру. У кристаллов с высокой степенью
совершенства кристаллического строения (так называемых моноблоков)
спайность по ромбоэдру средняя до ясной. Излом раковистый. 

Уд. вес

 2,5–

2,8, для чистых разностей 2,65; 

β

кварц, обладающий менее плотной упа

ковкой, имеет несколько меньший удельный вес. 

Прочие свойства.

 Кварц

способен пропускать ультрафиолетовые лучи. Обладает свойством пьезо
электризации: под влиянием механических напряжений в нем возникают
электрические заряды. Электрическими осями являются двойные, причем
тот конец каждой двойной оси, который упирается в ребро, срезанное граня
ми трапецоэдра, электризуется отрицательно, а противоположный конец —
положительно. Температура плавления кварца 1713 °С. При застывании рас
плава легко образуется кварцевое стекло (аморфный кварц), обладающее
рядом особых свойств (кислотоупорностью, низким коэффициентом расши
рения, способностью пропускать ультрафиолетовые лучи и др.).

Диагностические признаки.

 Кристаллы кварца легко узнаются по

характерным для них формам и штриховке, поперечной к удлинению.
Кварц в плотных агрегатах устанавливается по высокой твердости, рако
вистому излому и отсутствию спайности.

Халцедон от похожих на него минералов (опала, смитсонита — Zn[CO

3

],

скрытокристаллического флюорита и др.) отличается главным образом по
твердости. Легко отличим также по оптическим свойствам.

П. п. тр. не плавится. С кислотами не реагирует, за исключением HF,

с которой легко образует летучее соединение — SiF

4

. Поддается влиянию

щелочей. На халцедон сильно действует КОН.

Происхождение и месторождения.

 Кварц, будучи широко распрост

ранен в природе, входит в состав самых различных по генезису горных
пород и рудных месторождений.

Рис. 191.

 Агат — концентрически

зональный халцедон

Описательная часть

362

1.

Во многих интрузивных и эффузивных кислых 

изверженных

 породах

он, так же как и полевые шпаты и слюды, является существенной составной
частью (в гранитах, гнейсах, кварцевых породах и др.). Порфировые крис
таллы кварца в кислых эффузивных породах обладают кристаллическизо
нальным строением, часто содержат включения вулканического стекла.

2. В крупных кристаллах (раухтопаз, морион, аметист и др.) он встре

чается в пустотах среди 

пегматитов

 также в ассоциации с полевыми

шпатами, мусковитом, иногда топазом, бериллом, турмалином и други
ми минералами. Часто наблюдаются закономерные срастания его с круп
ными индивидами калиевых полевых шпатов — ортоклаза или микро
клина, напоминающие в приполированных штуфах еврейские письмена.
Характерно, что все эти включения кварца в каждом данном кристалле
полевого шпата оптически ориентированы одинаково.

3. Как постоянный жильный минерал, и притом в значительных мас

сах, кварц распространен в чрезвычайно многочисленных на земном шаре

гидротермальных

 месторождениях в ассоциации с самыми различными

минералами: касситеритом, вольфрамитом, золотом, молибденитом, пи
ритом, халькопиритом, турмалином, кальцитом, хлоритами и др. Почти
всегда кварц содержит микроскопические включения газов, жидкостей
и твердых минеральных веществ.

Агаты и ониксы в виде миндалин (секреций) самых различных форм

и размеров широко распространены во многих эффузивных горных по
родах — мелафирах, базальтах, андезитах и др. (измененных пузыристых
лавах). Образование их связано с проникновением концентрированных
водных растворов кремнезема в заключительный этап гидротермальной
деятельности среди этих пород.

4. При 

экзогенных

 процессах кварц и халцедон в виде тонкозернистых аг

регатов образуются при просачивании и кристаллизации из холодноводных
растворов кремнезема. При этом известны случаи образования в пустотах кри
сталлов кварца, например в трещинах среди окремненных приповерхностных
процессах тех или иных пород (известняков, серпентинитов и др.).

Зато гораздо шире в этих условиях образуется халцедон. Наблюдались

случаи его отложения после опала в пустотах между колломорфными вы
делениями последнего. Наиболее широко халцедон распространен в виде
кремней в известняках, а также желваков в коре выветривания, напомина
ющих по внешнему виду миндалины и жеоды однородного халцедона гид
ротермального происхождения в изверженных эффузивных породах.

5. При 

метаморфических

 процессах кварц в значительных массах об

разуется при обезвоживании опалсодержащих осадочных пород с обра
зованием так называемых яшм и слоистых роговиков (чрезвычайно тон
козернистых кварцевых и кварцевохалцедоновых пород).

Однако наибольший интерес как с минералогической, так и с практи

ческой точки зрения представляют жилы «альпийского» типа», образую

Раздел IV. Окислы (оксиды)

363

щиеся в линзовидных трещинах, возникающих при метаморфизме и рас
сланцевании горных пород (см. рис. 60). В больших пустотах и трещинах
(«хрустальных погребах»), лишь частично выполненных минеральным
веществом, стенки бывают усеяны наросшими прекрасно образованны
ми, нередко крупными кристаллами кварца в сопровождении хлоритов,
полевого шпата, рутила, брукита, кальцита и др. Эти жилы и сами крис
таллы обладают многими характерными особенностями. Кристаллы гор
ного хрусталя имеют самую различную ориентировку по отношению к
стенкам пустот. Установлено, что эта ориентировка находится в зависи
мости от ориентировки породообразующих зерен кварца, обнаженных в
стенках боковой породы и явившихся затравками для крупных кристал
лов, выросших в пустоте. Кристаллы горного хрусталя с ненарушенным
деформациями монокристаллическим строением (моноблоки) обладают
наилучшими пьезоэлектрическими свойствами.

При процессах выветривания кварц является химически стойким

минералом и потому накапливается в виде обломочных зерен в россыпях
и осадочных породах (песчаниках, кварцитах).

Псевдоморфозы кварца были установлены по самым различным ми

нералам: кальциту, бариту, гипсу, полевым шпатам, оливину и т. д., а так
же по животным и растительным остаткам.

Месторождения чрезвычайно многочисленны; укажем в качестве при

меров лишь некоторые.

Из месторождений в России, представляющих большой минералоги

ческий интерес, следует отметить издавна известные 

Мурзинские, Липов'

ские, Шайтанские

 и другие пегматитовые копи (к северовостоку от Ека

теринбурга), содержащие друзы великолепных кристаллов горного
хрусталя, дымчатого кварца и аметиста в ассоциации с полевыми шпата
ми, турмалином, лепидолитом и др. Гидротермальные жилы с горным хру
сталем высокого качества имеются на месторождении 

Астафьевское

 (Ю.

Урал). «Альпийские жилы» с кварцевым пьезосырьем известны на При
полярном Урале (

Додо

, 

Неройка

, 

Пеленгичей

). Пегматитовые жилы с мо

рионом и аметистом распространены в хребте 

Адун'Чилон

 (Забайкалье)

и в других местах. Месторождения кварцевых жил с горным хрусталем
известны также на Алдане (

Перекатное

). Хороший аметист находится в

долине р. 

Кедон

 (Магаданская область) и в проявлении 

Обман

 (Алдан),

цитрин — в 

Ольховичном

 месторождении (Приполярный Урал).

Сургучнокрасные слоистые яшмы как поделочные камни распростра

нены в Примагнитогорском районе (Урал). Широкой известностью пользу
ются равномерно окрашенная в зеленоватосерый цвет калганская яшма
и разнообразные по рисункам яшмы Орского района (Ю. Урал).

Хорошие агаты встречаются на Тимане (

Чаицын

 мыс), на Охотском

побережье (

Ольское

 плато), на Камчатке (мыс 

Теви

) и на Чукотке (бас

сейны рек 

Рывеем

 и 

Каненмывеем

). Месторождения цветных халцедонов

Описательная часть

364

(сердолик, сардер) и агатов известны в виде богатых аллювиальных рос
сыпей в Приамурье (

Норское

 и 

Бурундинское

).

Месторождения так называемого технического агата встречаются

в Закавказье в 

Ахалцихском

 и других районах. В Армении известно 

Ид'

жеванское

 месторождение поделочного агата. Генетически они связаны

с покровами эффузивных пород.

Из иностранных месторождений благородных разновидностей квар

ца следует упомянуть о месторождениях 

Бразилии

 в МинасЖерайс и

Уругвая

 (главным образом аметист), 

Мадагаскара

 (горный хрусталь),

Швейцарских Альп

 и т. д. Все эти месторождения большей частью пред

ставлены пегматитовыми или кварцевыми жилами альпийского типа.
Лучшие агаты известны в месторождениях Индии, Бразилии, Уругвая,
Германии (Оберштайн, Рейнланд и др.).

Практическое значение.

 Применение кварца и халцедона разнообразно.

1. Прозрачные красиво окрашенные разности этих минералов приме

няются в качестве поделочных камней для украшений.

2. Бесцветные горные хрустали употребляются для изготовления оп

тических приборов.

3. В точной механике некоторые разности этих минералов (особенно

технический агат) широко используются для изготовления подпятников
в механизмах, опорных призм, часовых камней и т. д.

4. В радиотехнике для изготовления пьезокварцевых пластинок как

элементов стабилизаторов частот радиоволн, резонаторов и т. д. употреб
ляются совершенно однородные недвойникованные кристаллы, облада
ющие ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами (монобло
ки горного хрусталя); для этих целей пригодны кристаллы размерами не
менее 3,5 см

между противоположными гранями призмы. В настоящее

время кристаллы пьезокварца в больших объемах выращиваются искус
ственно из растворов в щелочах; в качестве шихты при выращивании ис
пользуется по возможности беспримесный природный кварц, требования
к такому сырью также чрезвычайно высоки.

5. Из плавленого кварца изготовляется химическая посуда, отлича

ющаяся огнеупорностью и кислотоупорностью, а также кварцевые лам
пы, применяющиеся в медицине для лечения ультрафиолетовым светом,
для которого кварц (один из немногих минералов) прозрачен.

6. В стекольнокерамической промышленности для варки стекла

и выделки фарфора и фаянса применяются чистые маложелезистые (до
0,002 %) кварцевые пески.

7. Применяется для производства карбида кремния — карборунда

(SiC), обладающего высокой твердостью (выше, чем у корунда) и приме
няемого в качестве первоклассного абразивного материала.

8. Тонкие кварцевые пески применяются в пескоструйных аппаратах

для полировки поверхностей металлических и каменных изделий, а так
же для распиловки горных пород и для ряда других целей.

Раздел IV. Окислы (оксиды)

365

9. Песчаники, состоящие из сцементированных окатанных зерен квар

ца, и их метаморфизованные разности — кварциты (горные породы) слу
жат строительным материалом.

ТРИДИМИТ 

— SiO

2

. От греч. 

тридимос

 — тройной (назван вследствие

часто наблюдаемых тройников). Более высокотемпературная модифика
ция — 

β

тридимит гексагональной сингонии в области неустойчивых со

стояний легко переходит в более низкотемпературную, близкую к ней по
кристаллической структуре модификацию, — 

α

тридимит ромбической

сингонии. При атмосферном давлении 

α

тридимит с течением времени спо

собен переходить в устойчивую форму — 

α

кварц. Превращение 

β

триди

мита в 

β

кварц, т. е. модификацию хотя и гексагональной сингонии, но весь

ма существенно отличающуюся по кристаллической структуре, происходит
гораздо медленнее и сопровождается значительным изменением объема
и удельного веса (уд. вес 

β

кварца 2,51, 

β

тридимита — 2,26).

Кристаллы 

α

тридимита, более устойчивого при

низких температурах, наблюдаются в виде псевдогек
сагональных пластинок (рис. 192) или чаще тройни
ков (рис. 193) с углом между пластинками 35°18

′

.

Встречаются также розетковидные или черепитчатые
агрегаты. 

Цвет

α

тридимита белый, сероватобелый;

иногда он бесцветный. 

Блеск

 стеклянный. 

Ng = 

1,473,

Nm = 

1,470 и 

Np 

= 1,469. 

Твердость

 6–7. 

Спайность

несовершенная. 

Уд. вес

 2,30.

Встречается преимущественно в пустотах кис

лых эффузивных пород: в трахитах в Зигенгебир
ге (Германия), андезитах в СанКристобале (Мек
сика), в продуктах извержений Везувия и т. д.

КРИСТОБАЛИТ

 — SiO

2

. Название дано по

местности СанКристобал (Мексика). Полиморф
ные модификации: более высокотемпературная — 

β

кристобалит куби

ческой сингонии и низкотемпературная — 

α

кристобалит. Этот последний

относится к тетрагональной сингонии, являясь в то же время псевдоку
бическим.

Кристаллы 

β

кристобалита обладают октаэдриче

ским обликом (рис. 194), реже они имеют кубическую
или скелетную форму. Встречаются двойники по (111).

Цвет

 молочнобелый. 

Блеск

 стеклянный. 

Nm 

= l,49.

Твердость

 7. 

Уд. вес

 2,27.

Легко получается при образовании кварцевого стек

ла, а также кристаллизуется при обжиге динасовых кир
пичей. Встречается в быстро остывших эффузивных
породах, часто совместно с 

α

тридимитом: в андезитах СанКристобала

(Мексика), лавах Майна в Рейнланде (Германия), Йеллоустонском парке

Рис. 192.

 Крис

талл тридимита

Рис. 193.

 Тройник

тридимита

Рис. 194.

 Крис

талл кристобалита