Kwarts, wijdverspreid mineraal van vele variëteiten dat voornamelijk bestaat uit silica of siliciumdioxide (SiO 2). Kleine onzuiverheden zoals lithium, natrium, kalium en titanium kunnen aanwezig zijn. Kwarts heeft vanaf de vroegste tijden de aandacht getrokken; watervrije kristallen waren bij de oude Grieken bekend als krystallos - vandaar de naam kristal, of beter gezegd bergkristal, die op deze variëteit werd toegepast. De naam kwarts is een oud Duits woord van onzekere oorsprong dat voor het eerst werd gebruikt door Georgius Agricola in 1530.
silicamineraal: kwarts
Kwarts komt in veel soorten voor in bijna alle soorten stollings-, sedimentaire en metamorfe gesteenten. Het is ook gevonden
Een korte behandeling van kwarts volgt. Voor volledige behandeling, zie silicamineraal.
Kwarts is van groot economisch belang. Veel soorten zijn edelstenen, waaronder amethist, citrien, rookkwarts en rozenkwarts. Zandsteen, voornamelijk samengesteld uit kwarts, is een belangrijke bouwsteen. Grote hoeveelheden kwartszand (ook wel kiezelzand genoemd) worden gebruikt bij de fabricage van glas en keramiek en voor gietvormen bij metaalgieten. Verpletterde kwarts wordt gebruikt als schuurmiddel in schuurpapier, silicazand wordt gebruikt bij het zandstralen en zandsteen wordt nog steeds heel gebruikt om wetstenen, molenstenen en slijpstenen te maken. Silicaglas (ook wel gesmolten kwarts genoemd) wordt in optica gebruikt om ultraviolet licht door te geven. Slangen en verschillende vaten van gesmolten kwarts hebben belangrijke laboratoriumtoepassingen en kwartsvezels worden gebruikt in uiterst gevoelige weeginrichtingen.
Kwarts is na veldspaat het tweede meest voorkomende mineraal in de aardkorst. Het komt voor in bijna alle zure stollings-, metamorfe en sedimentaire gesteenten. Het is een essentieel mineraal in zulke siliciumrijke felsische gesteenten als graniet, granodiorieten en rhyolieten. Het is zeer goed bestand tegen weersinvloeden en heeft de neiging zich te concentreren in zandstenen en andere afvalrotsen. Secundair kwarts dient als cement in dergelijke sedimentaire gesteenten en vormt overgroei op detritale korrels. Microkristallijne siliciumvariëteiten, bekend als chert, vuursteen, agaat en jaspis, bestaan uit een fijn netwerk van kwarts. Metamorfisme van kwartshoudende stollings- en afzettingsgesteenten verhoogt typisch de hoeveelheid kwarts en de korrelgrootte.
Kwarts bestaat in twee vormen: (1) alfa- of laag kwarts, dat stabiel is tot 573 ° C (1063 ° F), en (2) beta- of hoog kwarts, stabiel boven 573 ° C. De twee zijn nauw verwant, met slechts kleine bewegingen van hun samenstellende atomen tijdens de alfa-bèta-overgang. De structuur van bètakwarts is zeshoekig, met een links- of rechtshandige symmetriegroep die evenzeer is gevuld met kristallen. De structuur van alfa-kwarts is trigonaal, opnieuw met een rechts- of linkshandige symmetriegroep. Bij de overgangstemperatuur verdraait het tetraëdrische raamwerk van bètakwarts, wat resulteert in de symmetrie van alfakwarts; atomen bewegen van speciale ruimtegroepposities naar meer algemene posities. Bij temperaturen boven 867 ° C (1.593 ° F) verandert beta-kwarts in tridymiet, maar de transformatie is erg traag omdat het verbreken van de binding plaatsvindt om een meer open structuur te vormen. Bij zeer hoge drukken verandert alfakwarts in coesiet en, bij nog hogere drukken, stishoviet. Dergelijke fasen zijn waargenomen in inslagkraters.
Kwarts is piëzo-elektrisch: een kristal ontwikkelt positieve en negatieve ladingen op afwisselende prismaranden wanneer het wordt blootgesteld aan druk of spanning. De kosten zijn evenredig met de drukverandering. Vanwege zijn piëzo-elektrische eigenschap kan een kwartsplaat worden gebruikt als manometer, zoals in dieptemeters.
Net zoals compressie en spanning tegengestelde ladingen produceren, is het tegenovergestelde effect dat afwisselende tegengestelde ladingen afwisselende uitzetting en samentrekking veroorzaken. Een sectie uit een kwartskristal gesneden met een bepaalde oriëntatie en afmetingen heeft een natuurlijke frequentie van deze uitzetting en samentrekking (dwz trilling) die zeer hoog is, gemeten in miljoenen trillingen per seconde. Goed gesneden kwartsplaten worden gebruikt voor frequentieregeling in radio's, televisies en andere elektronische communicatieapparatuur en voor kristalgestuurde klokken en horloges.
China, Japan en Rusland zijn 's werelds belangrijkste producenten van kwarts. België, Brazilië, Bulgarije, Frankrijk, Duitsland, Zuid-Afrika en het Verenigd Koninkrijk ontginnen ook aanzienlijke hoeveelheden van het mineraal.
Voor gedetailleerde fysische eigenschappen, zie silica mineraal (
tafel).
