Кварц

Уд. вес 2,65. Различают низкотемпературный (трапецоэдрически-тетраэдрический) в-кварц и высокотемпературный (трапецоэдрически-гемиэдрический) а-кварц.

Низкотемпературный в-кварц обычно образует призматические кристаллы с гранями ромбоэдра, трапецоэдра и др.; кристаллы образуются в миаролитовых пустотах и в трещинах изверженных пород, кристаллических сланцев и осадочных пород. Высокотемпературный a-кварц по большей части бипирамидальный. Встречается чаще всего в виде двойников в связи с переходом в в-кварц — в кварцевых порфирах, липаритах и других излившихся породах. Образуется при высоких температурах с переходом в в-кварц и обратно (в-кварц <—> а-кварц): при температуре 575° + 2° (по Райту и Ларсену). Давление изменяет температуру преобразования кварца следующим образом:
Критический момент, когда а-кварц не может образоваться, наступает на глубине 21 км, что соответствует t = 639° и р = 5272 ат. В порфировых породах иногда образует ясные кристаллы, ограниченные плоскостями основного ромбоэдра (1011) и (0111), причем углы округлены; иногда кристаллы сильно корродированы, т. е. после образования произошло частично растворение их.

В некоторых липаритах (Приазовье, Восточная Сибирь) кварц образует скелетные бипирамидальные кристаллы роста. Отчасти кристаллографические очертания наблюдаются также в кварце, входящем в состав некоторых глубинных пород, как, например, апатитов и гранулитов.
Обычно как а-кварц, так и в-кварц образуют неправильные зерна. Нередко находятся в скелетных формах, прорастающих зерна к кристаллы полевых шпатов в пегматитах, микропегматитах и гранофирах. Без спайности, с раковистым изломом, часто с жирным блеском. Бесцветный до молочно-белого, часто дымчато-серый, редко голубой или красный, в сильно механически раздробленных породах белый и тонкозернистый. В шлифе совершенно бесцветный и прозрачный. Часто содержит значительное количество включений, преимущественно газов и жидкостей (нередко последние с подвижным газовым пузырьком), располагающихся то в полном беспорядке, то полосами и рядами. Показатели преломления его невелики: для желтого цвета Ne = 1,553, No = 1,544, благодаря чему он лишен шагреневой поверхности. Так как показатель преломления его все же несколько больше канадского бальзама, то на границе между ними можно наблюдать линию Бекке. Сила двойного лучепреломления Ne—No = 0,0091. Между скрещенными николями в шлифах нормальной толщины получается белая окраска, в более толстых шлифах — желтоватая. При повышении температуры Ne—No постепенно уменьшается; при 575° происходит внезапное резкое уменьшение силы двупреломления. Разрезы, перпендикулярные к оптической оси, не действующие на поляризованный свет, в сходящемся свете дают черный крест. Оптически положительный. Угасание в нем не всегда происходит так, что все зерно сразу угасает; в механически измененных горных породах в кварце наблюдается так называемое волнистое угасание, при котором часть зерна угасает, другая часть еще остается светлой. При вращении препарата угасание передвигается по зерну как бы в виде волны. При более сильном раздроблении зерно кварца распадается на большее или меньшее число неодновременно угасающих зерен; получается агрегатное угасание; такого рода структура кварца называется мозаичной. Она наблюдается также в породах, механически неизмненных.

В разрезах, перпендикулярных к оптической оси, кварц иногда обнаруживает оптическую двуосность; плоскость оптических осей перпендикулярна к направлению давления. Плавится при 1713° с предварительным переходом в кристобалит. При 870° переходит в тридимит, причем давление сильно повышает эту температуру (по Феннеру 1° на 10 атм): следовательно, уже на небольшой глубине при той температуре, при которой кристаллизуются кислые магмы, богатые минерализаторами, с-кварц остается устойчивым. При 1470° переходит в кристобалит, мета-стабильный при более низких температурах. Кварц свободен от продуктов замещения. В исключительных случаях в слабой степени замещается серицитом; иногда полностью тальком (Боденмайс в Баварии).

Отличия от сходных минералов: от полевых шпатов, в частности от альбита в содержащих его сланцах, отличается отсутствием продуктов выветривания, спайностью и одноосностью, частью также несколько иными показателями преломления; от кордиерита, с которым его очень легко смешать, — отсутствием спайности, одноосностью и отсутствием плеохроичных оболочек. Если в мелкозернистой породе отличить его от указанных минералов нельзя, то со шлифа (или части его) снимают покровное стекло, смывают спиртом и эфиром канадский бальзам и шлиф обрабатывают плавиковой кислотой, после чего его снова обмывают водой и окрашивают синей анилиновой краской; кварц остается бесцветным, полевые шпаты и кордиерит, частью разрушенные, окрашиваются, но не всегда, в синий цвет (Бекке). Присутствует в огромном числе разнообразных пород, изверженных, осадочных и метаморфических, часто как один из главных компонентов — в ряде магматических, метаморфических и осадочных пород, нередко как вторичный — в цементе песчаников, в гезах и др.; часто замешает другие минералы, также дерево, известковые окаменелости и т. д.

Халцедон. SiOa с малой примесью воды, что обусловлено примесью опала. Уд. вес 2,59—2,64. Образует характерные конкреционные формы, цемент в песчаниках, присутствует в пустотах и трещинах изверженных пород, главным образом излившихся, замещает окаменелости. Обладает волокнистым сложением. Цвет его белый, синевато-сероватый, бледнобуроватый; в шлифе бесцветный. Ng = 1,538—1,539; Np = 1,530—1,533; Ng—Np = 0,008 + 0,002. При нагревании до температуры 525° халцедон обнаруживает то же понижение силы двойного лучепреломления, что и кварц. Оптически двуосный. Угол оптических осей не превышает 40°. Возможно, что двуосность ложная, обусловленная не вполне параллельным расположением волокон и пучков их. Характер удлинения отрицательный, знак минерала положительный. Рентгеновские лучи обнаруживают то же строение, что и у кварца. Вероятно представляет собой тесную смесь правого и левого кварца. Вторичный водный минерал. Образуется обычно при более низких температурах, чем кварц.

Встречается как вторичный минерал в пустотах магматических пород, часто в известняках, замещая кварц, в диатомитах, замещая опал. Главная составная часть кремней и кремнистого цемента некоторых песчаников.

Опал SiO2 + nН2O (большей частью 3—9% H2O). Скрытокристаллический. Уд. вес около 2. Цвет белый, желтый, бурый, зеленый, серый.

Встречается чаще всего как продукт выветривания в породах, иногда выполняя в них трещины, замещая полевые шпаты и другие силикаты. Образуется также при возгонке или выпадает непосредственно из воды источников при разных температурах (гейзериты). Часто присутствует в осадочных породах — в цементе песчаников, в составе гезов, опок, кремней, образует мелкие шарики и скопления их в халцедоне. Также входит в состав вещества растительных и животных организмов (панцыри диатомовых в диатомитах, скелеты радиолярии, спикули губок).

От сходных лейцита и содалита отличается меньшим показателем преломления и парагенезам.

Тридимит. Тридимит образует характерные бесцветные или светлоокрашенные шестиугольные пластинки, таблитчатые по (001), черепитчато налегающие друг на друга — в пустотах (литофизах) некоторых излившихся пород, именно обсидианов, липаритов, трахитов, андезитов. При температуре свыше 117° гексагональный (а-тридимит); при более низких температурах ромбический (в-тридимит). Нередко последний сдвойникован. Уд. вес 2,27. Характеризуется очень малыми показателями преломления: Ng = 1,473, Np = 1,469, Ng—Np = 0,002—0,004; 2 E от 22° (Овернь) до 65—70°. Оптически положительный: с = Ng, b = Np, a = Nm. Медленно переходит в кварц при понижении температуры. При 163° переходит в в-тридимит, при 1470° + 10° — в кристобалит.

Кварцин. Кварцином Мишель Леви и Мюнье-Шальма назвали волокнистый шинерал, образующий иногда оболочки на шариках халцедона на границе с кварцем: Ng= 1,543, Np = 1,533, Ng—Np — 0,010. Удлинение волокон положительное; оптически он положителен, с углом оптических осей 35° и менее; острая биссектриса параллельна длине волокон. Найден во нитах и др. Oт талька, мусковита, гипса отличается одноосностью и -положительным характером; от гидромагнезита и хлорита — большой силой двупреломления.