Zaznacz stronę

Kwarc

Minerał wyróżniający się wysoką twardością (stopień 7 w skali Mohsa). Nie da się go zarysować stalowymi przedmiotami. Drugą cechą odróżniającą kwarc od wielu innych głównych minerałów jest brak łupliwości i przełam muszlowy. Wykazuje gęstość około 2,65 g/cm3. Powierzchnie kryształów połyskują szkliście, a powierzchnie przełamu – tłusto.

Piękne kryształy kwarcu w postaci słupów, często poprzecznie prążkowanych, nie stanowią rzadkości, ale zdecydowanie najczęściej spotykane są nieregularne ziarna tkwiące w skale pomiędzy innymi minerałami. W Polsce prawidłowo wykształcone kryształy kwarcu występują głównie na Przedgórzu Sudeckim. Niekiedy można również znaleźć drobne kryształki na północy i w centrum kraju, a także w Karpatach. Z terenu Beskidów znane są drobne, krótkosłupowe, połyskujące kryształki kwarcu, nazywane diamentami marmaroskimi (nie są to jednak prawdziwe diamenty).

Kwarc ma z reguły postać zaokrąglonych, białawych lub szarych ziaren. Nieregularne kształty zawdzięcza on temu, że krystalizuje w głębi Ziemi z gorącego stopu skalnego (czyli magmy) jako jeden z ostatnich minerałów. Może on więc jedynie wypełnić pustki pomiędzy już istniejącymi ziarnami mineralnymi, co utrudnia mu wykształcenie pięknych kryształów. Nieregularne ziarna kwarcu są też skutkiem braku łupliwości.

Jako minerał krystalizujący z magmy kwarc pojawia się obficie w skałach magmowych bogatych w krzemionkę (czyli tak zwanych skałach kwaśnych). Obowiązkowy składnik granitoidów, bardzo często buduje również pegmatyty.

Zabarwienie kwarcu jest bardzo zróżnicowane. Czysty minerał jest przezroczysty, ale obecność domieszek, wrostków we wnętrzu kryształu, a także oddziaływanie promieniowania jonizującego sprawiają, że z reguły jego kolor oscyluje pomiędzy bielą, a szarością, sięgając niemal czerni. Częste są także kwarce różowe, a na północy Polski mają one niekiedy barwę lekko niebieską.

Kwarc jest bardzo odporny na działanie procesów wietrzenia, które niszczą minerały. Wynika to częściowo z jego wysokiej twardości, ale także z faktu, że z trudem wchodzi on w reakcje chemiczne z roztworami wodnymi. Często się więc zdarza, że z niszczonych skał pozostają tylko ziarna kwarcu. Wszystkie inne minerały są likwidowane. Ziarna kwarcu są transportowane na duże odległości, aż staną się częścią piasku na morskiej plaży. Piaski w naszej strefie klimatycznej zbudowane są niemal wyłącznie z zaokrąglonych ziarenek kwarcu!

Obtoczony kwarc staje się piaskiem (luźną, sypką skałą osadową), która po milionach lat zamieni się w twardą, litą skałę osadową — piaskowiec. Te skały są zbudowane z reguły z prawie kulistych ziaren kwarcu.

Kryształy kwarcu w granitoidzie.

Kryształy kwarcu znajdujące się w skale granitoidowej. Ziarna mają nieregularny zarys i wypełniają pustki pomiędzy kryształami innych minerałów.

Zdjęcie piasku i piaskowca.

Z lewej strony: piasek na bałtyckiej plaży składa się głównie z kulistych ziaren kwarcu. Po prawej piaskowiec — skała osadowa zbudowana najczęściej z ziaren kwarcu.

Polimorfizm

Kwarc należy do szerszej grupy minerałów będącej dwutlenkiem krzemu (SiO2). W jej skład wchodzą jeszcze inne odmiany polimorficzne, przede wszystkim krystobalit i trydymit. Polimorfizm to zjawisko polegające na występowaniu tej samej substancji chemicznej w różnych fazach krystalicznych, czyli różniących się budową wewnętrzną. Każda z tych odmian polimorficznych jest z reguły trwała w wybranych przedziałach temperatur oraz ciśnień, a zmiana warunków może prowadzić do przemian fazowych, czyli przejścia pomiędzy odmianami. Przejścia te są zarówno odwracalne, jak i nieodwracalne.

Wśród odmian polimorficznych dwutlenku krzemu zdecydowanie dominuje kwarc. Trydymit rzadko pojawia się, krystalizując w układach jednoskośnym, rombowym lub heksagonalnym, zależnie od temperatur. W Polsce pojawia się na Górze Świętej Anny, a także w okolicach Strzegomia i Ząbkowic Śląskich. Na świecie znany jest zwłaszcza z Francji, Meksyku oraz Włoch.

Krystobalit krystalizuje z kolei w układach tetragonalnym lub regularnym, również w zależności od warunków temperaturowych. On również jest rzadki, spotykany w pustkach skał wulkanicznych. Znamy go między innymi z Francji, Indii, Meksyku oraz USA.

Co ciekawe, również sam kwarc może krystalizować w różnych układach, w zależności od temperatury. Kwarc trygonalny (niskotemperaturowy) powstaje w temperaturach poniżej 573 stopni C. Krystalizuje on przede wszystkim z par i roztworów wodnych, wypełniając z reguły pustki i szczeliny skalne. Podpatrując taki naturalny sposób narastania tego minerału rozpoczęto hodowlę syntetycznych kryształów kwarcu na potrzeby przemysłu elektronicznego. Pionierem tej technologii był Polak, Jan Czochralski.

W temperaturach powyżej 573 stopni C, panujących w komorach wypełnionych stopem skalnym – magmą – tworzy się kwarc wysokotemperaturowy, krystalizujący w układzie heksagonalnym. Z reguły jest on wykształcony nieprawidłowo, to jest tworzy nieregularne ziarna znajdujące się między kryształami innych minerałów. Po obniżeniu się temperatury przechodzi on w kwarc niskotemperaturowy, zachowując jednak pierwotną, heksagonalną postać kryształów.

Kwarc w Polsce

To najbardziej wszędobylski minerał. W każdym miejscu w Polsce można podnieść kawałek litej skały lub garść jakiejkolwiek skały sypkiej i znaleźć w niej kryształy lub obtoczone ziarna kwarcu. Oto przykłady:

  • piasek na plaży morskiej zbudowany jest głównie z okrągłych ziaren kwarcu,
  • kawałki skał znajdowane w północnej i centralnej Polsce (tam, gdzie dotarł lądolód plejstoceński), które mają czerwonawą barwę, bardzo często zawierają kwarc,
  • dolnośląskie skały granitoidowe również zawierają ziarna kwarcu; granity te można zobaczyć w Karkonoszach, w okolicach Kudowy-Zdroju, w rejonie Strzegomia, Strzelina oraz Sobótki,
  • granitoidy tatrzańskie też zawierają kwarc,
  • tak zwane piaskowce fliszowe, które można zobaczyć w Beskidach oraz Bieszczadach zbudowane są głównie z kwarcu,
  • piaskowce, które tworzą fantastyczne skałki Gór Stołowych (Sudety), składają się niemal wyłącznie z kwarcu,
  • piaskowce z województwa świętokrzyskiego też zawierają kwarc; minerał ten znajduje się we wszystkich tych skałach, niezależnie od ich wieku oraz barwy (niekiedy są one białe, ale często również czerwone).

Cenne odmiany kwarcu

Choć kwarc jest pospolitym minerałem, to jednak jego niektóre, szczególnie piękne odmiany są cenionymi kamieniami ozdobnymi. Dotyczy to przede wszystkim następujących kryształów:

Niekiedy kwarc zawiera również włókniste wrostki innych minerałów. Ich obecność powoduje pojawienie się charakterystycznej migotliwości, nazywanej często „efektem kociego oka”. Rodzaj wrostków decyduje o barwie tego zjawiska optycznego. Kamienie wykazujące efekt kociego oka mają różne nazwy w zależności od barwy. Najbardziej znana odmiana kwarcu z wrostkami to tygrysie oko – wrostki w jego wnętrzu tworzy przede wszystkim zwietrzały krokidolit (jeden z amfiboli), któremu kamień ten zawdzięcza swoje brązowe zabarwienie. Ten sam krokidolit tworzy również wrostki w sokolim oku – w nim jednak nie jest zwietrzały, nadając mu niebieskawą barwę. Z kolei w kwarcowym kocim oku za efekt optyczny odpowiadają mikroskopijne włókienka azbestu. Wszystkie te kamienie, niezależnie od barwy, ujawniają migotliwy, jasny pas przesuwający się po powierzchni kamienia wraz z jego obracaniem. Efekt ten jest szczególnie dobrze widoczny po oszlifowaniu okazu do postaci kaboszonu, czyli po nadaniu mu owalnej, wypukłej formy.

W dużych kryształach kwarcu obserwowane są niekiedy wrostki włóknistych kryształów różnych minerałów, w tym rutylu. Takie okazy nazywa się włosami Wenus lub kwarcem igiełkowatym.

Wśród innych ciekawych odmian kwarcu warto wymienić awenturyn. Jest to właściwie agregat kwarcu oraz minerałów należących do grupy łyszczyków, tworzący ziarniste masy o zielonym zabarwieniu. Największe jego złoża znane są z Egiptu oraz Indii.

Szczotka kryształu górskiego (bezbarwna odmiana kwarcu) z Brazylii.

Szczotka kryształu górskiego (bezbarwna odmiana kwarcu) z Brazylii. Kryształy mają około 3 cm długości.

Kryształ kwarcu dymnego - szarej i brązowej odmiany minerału kwarcu.

Kryształ kwarcu dymnego – szarej i brązowej odmiany minerału kwarcu. Zawdzięcza on swoje zabarwienie nie obecności domieszek, ale przede wszystkim oddziaływaniu promieniowania jonizującego.

Ametyst: szczotka ametystowa z Dolnego Śląska.

Szczotka ametystowa z Dolnego Śląska.

Cenne minerały spokrewnione z kwarcem

Kwarc to chemicznie dwutlenek krzemu (związek ten jest też określany mianem krzemionki). Jako minerał kwarc ma strukturę krystaliczną. Istnieją jednak także bezpostaciowe oraz skrytokrystaliczne postaci krzemionki. Są to między innymi:

  • chalcedon — skrytokrystaliczna postać krzemionki; kryształy mają najczęściej włóknisty pokrój i są niedostrzegalne gołym okiem; w zależności od barwy wydzielane są liczne odmiany chalcedonu,
  • chryzopraz — jest to zielona odmiana chalcedonu; wiele pięknych okazów pochodzi z Polski: z Dolnego Śląska, głównie z okolic miejscowości Szklary,
  • różnobarwne wstęgi chalcedonu budują agat — jeden z najbardziej znanych polskich kamieni ozdobnych,
  • opal — jest to bezpostaciowa krzemionka (żel), a zarazem ceniony kamień ozdobny, cieszący oko efektem optycznym noszącym nazwę opalizacji; zjawisko to polega na plamistej grze barw związanej z załamaniem się oraz odbiciem światła od mikroskopijnych kulek krzemionki; inny ciekawy efekt charakterystyczny dla opalu to opalescencja — migotliwa poświata ujawniająca się na powierzchni opali. Opal nie wykazuje postaci krystalicznej, a więc nie jest minerałem. Należy go określać mianem mineraloidu lub substancji mineralnej.
Tygrysie oko - kamień ozdobny.

Efekt kociego oka widoczny na wypolerowanej powierzchni kamienia nazywanego tygrysim okiem.

Kamienie ozdobne Polski - agat.

Agat z okolic Świerzawy w Górach Kaczawskich. Ten najbardziej znany polski kamień ozdobny zbudowany jest z warstewek chalcedonu, a jego geneza związana jest z wulkanami, które działały na terenie dzisiejszego Dolnego Śląska przed ponad 250 milionami lat.

Kryształy kwarcu tkwiące w skale magmowej wylewnej o strukturze porfirowej (oznaczone strzałkami).

Kryształy kwarcu tkwiące w porfirze (oznaczone strzałkami).

Przełam minerału kwarcu, widoczny brak łupliwości.

Tłusty połysk kwarcu widoczny na jego
przełamie. Fot. Alicja Szarzyńska.

Cytryn (odmiana kwarcu) w postaci bębniaków.

Cytryny po obróbce, w postaci bębniaków. Każdy z nich ma 1-2 cm średnicy.

Kwarc mleczny.

Zabarwione na biało kryształy kwarcu, czyli tak zwany kwarc mleczny.