Kvarts

Allikas: Vikipeedia
Kvarts
Siim Sepp-Quartz 2005.jpg
Pildil tuleb esile kvartsi kristallidele iseloomulik horisontaalne viirutus.
Omadused
Keemiline valem SiO2
Mineraaliklass karkass-silikaadid
Molekulmass 60,08
Värvus puhtana värvitu
Tihedus (g/cm³) 2,65
Kõvadus 7 (etalonmineraal)
Lõhenevus puudub
Süngoonia trigonaalne
Kriips valge
Kaksistumine esineb
Murdepind karpjas
Läige klaasiläige (tahul), rasvaläige (murdepinnal)
Kristallooptilised omadused
Optiline telg üheteljeline
Optiline märk positiivne
Kaksikmurdumine 0,009
Reljeef madal
Pleokroism puudub
Interferentsvärvused esimest järku valge ja hall
Kustumine laineline
nω 1,544
nε 1,553
Liiv koosneb põhiliselt peentest kvartsiteradest.

Kvarts (saksa keeles quarz) on silikaatne kivimit moodustav mineraal.

Kvarts on päevakivide järel levinuim mineraal maakoores. Päevakivid moodustavad maakoorest 60%, kvarts 12%[1]. Kvartsi esineb nii tard-, moonde- kui ka settekivimeis. Ta kuulub paljude kivimite koostisse[2]. Suure kvartsisisaldusega on näiteks graniit, gneiss, kvartsiit ja liivakivi. Kvartsile on iseloomulik suur vastupidavus keemilisele murenemisele. Samuti on kvarts väga kõva mineraal, mis teeb ta ka kulumisele vastupidavaks. Neil põhjustel ongi liiv, mis koosneb peamiselt kvartsist, nii levinud sete. Kvarts moodustab tihti druuse. Läbipaistvad mäekristallidruusid on hinnatud vääriskivid. Rohkesti kvartsi sisaldav liiv on klaasi tooraine. Piusa koobaste liiva nimetataksegi klaasiliivaks.

Omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Keemiline koostis[muuda | redigeeri lähteteksti]

Erinevalt teistest silikaatseist mineraalidest on kvartsi keemiline valem väga lihtne: SiO2[1][2]. Ränioksiidi molaarmass on 60,08 grammi, sellest 46,74% langeb räni ja 53,26% hapniku arvele.

Kristallograafia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kristallide ehituse alusel eristatakse α- ja β-kvartsi. α-kvarts kuulub trigonaalsesse süngooniasse, tal on kolm teist järku ja üks kolmandat järku sümmeetriatelg. β-kvarts kuulub heksagonaalsesse süngooniasse, tal on üks kuuendat järku ja kuus teist järku sümmeetriatelge. Kummalgi erimil puuduvad inversioonikese ja sümmeetriatasand. β-kvarts tekib kõrgel temperatuuril, kuid magma edasisel aeglasel jahtumisel läheb üle α-kvartsiks. Kui jahtumine on väga kiire, siis β-kvarts α-kvartsiks ei muutu, sest struktuuri muutumiseks on vaja rohkem aega. Seetõttu esineb kvarts süvakivimeis, näiteks graniidis α-kvartsina, vulkaanilistes kivimeis, näiteks kvartsporfüüris aga β-kvartsina.

Morfoloogia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kvartsile on iseloomulikud kuuetehulised prismalised kristallid, millel on sageli näha kristalli pikendusega ristuvat viirutust. Kvartsil on palju erimeid. Kvartsi pere koondab mineraale või samade mineraalide erivärvilisi erimeid, mis kõik koosnevad ränioksiidist.

Füüsikalised omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kvarts on üks Mohsi kõvadusastmiku etalonmineraale, kvartsi kõvadus on 7[3]. See tähendab, et kvartsiga saab kriimustada näiteks klaasi. Terasest noaga kvartsi kriimustada ei õnnestu.

Kvartsi tihedus on 2650 kg/m³[2]. Tema murdepind on karpjas.

Kvartsil puudub lõhenevus. Tahupindadel on klaasi-, murdepindadel aga rasvaläige. Rasvaläige on tunnus, mille järgi kvartsi terasid näiteks kivimite koostises tuvastatakse. Kvarts võib olla värvunud väga mitmesugustes toonides, mistõttu värvus ei ole hea diagnostiline tunnus. Värvuse annavad kvartsile lisandid, puhas kvarts on värvitu ja läbipaistev.

Kvarts on dielektrik. Tema eritakistus temperatuuril +230 °C on 109 Ωm.[4]

Kvartsi kristallist kindlas tasandis välja lõigatud plaadiga elektromehaanilisel võnkesüsteemil ehk kvartsresonaatoril on suur kasutegur ehk väike energiakadu resonantssagedusel ja suur sagedusstabiilsus. Kvartsresonaatorit kasutatakse aja mõõtmiseks (vastavat seadet nimetatakse kvartskellaks) ja sageduse etalonides.[5]

Kristallooptilised omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kvartsil ei esine pleokroismi. Kvarts on optiliselt üheteljeline ja optiliselt positiivne mineraal. Kaksikmurdumine on 0,0090. Et kvarts on optiliselt üheteljeline, on tal üks isotroopsuskoridor ehk siht, milles valgus käitub, nagu ta läbiks isotroopset kristalli. See tähendab, et valguskiir ei jagune kaheks, harilikuks ja ebaharilikuks laineks. Kõigis ülejäänud sihtides on kvarts optiliselt anisotroopne. Kvarts on ebatavaline selle poolest, et tema kaksikmurdumine ei sõltu peaaegu üldse kristalli orientatsioonist, olles kogu aeg umbes 0,0090 (ka teistel mineraalidel antakse enamasti ainult üks kaksikmurdumise väärtus, kuid tuleb meeles pidada, et see on maksimaalne võimalik).

Petroloogia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Quartz oisan.jpg

Tardkivimite koostises on kvarts enamasti ksenomorfne, mis tuleneb madalast sulamistemperatuurist. Madal sulamistempemperatuur tähendab seda, et kvarts kristalliseerub magmast viimasena tühikutesse, mis teiste, juba kristalliseerunud kristallide poolt on jäetud, mistõttu ei ole kvartsil ruumi, et kasvatada talle iseloomulike tahupindadega idiomorfseid kristalle.

Kivimeis ei esine kvarts kunagi koos feldšpatoididega, sest ränioksiidi ja leelisoksiidide vaheline keemiline reaktsioon ei ole tasakaaluline, vaid läheb alati lõpuni. Selle reaktsiooni tulemusena tekivad ränioksiidi defitsiidi korral feldšpatoidid ja plagioklass, ränist üleküllastatuse korral aga kvarts ja plagioklass. Seega välistab kvartsi esinemine selle, et tegemist võiks olla leeliskivimiga.

Kvartsi sümbol petroloogias on "Q".

Kvartsiit on peamiselt kvartsist koosnev kivim, liivakivi moonde saadus. Selle tihedus on 2600 kg/m³, ta on tulekindel ja tema sulamistemperatuur on 1750–1760 °C. Kvartsiit on tulekindel ja tema survetugevus on 100–140 MPa.[2]

Kvarts mikroskoobi all[muuda | redigeeri lähteteksti]

Polarisatsioonimikroskoobis on kvarts äratuntav iseloomuliku lainelise kustumise ja sileda pinna järgi. Ristniikoleis on kvarts alati esimest järku hall või valge. Kui kvarts on ristniikoleis värvunud kollaseks, tähendab see, et õhik on paksem kui standardne 0,03 millimeetrit. See on õhiku valmistamisel üks tema paksuse kontrollimise meetodeid.

Kvartsil ei esine kunagi pleokroismi.

Kvartsil puuduvad lõhenevusjooned. Et kvarts on väga vastupidav porsumisele, on temas vähe suletisi. Ta sarnaneb leelispäevakivile, kuid on reeglina ksenomorfsem ja erineb päevakivist lõhenevuse täieliku puudumise poolest. Päevakivil on vähemalt mõni lõhenevusjoon reeglina näha.

Kvartsi pere mineraale[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kvartsi kristallid, mille teeb eriliseks asjaolu, et kristallid on mõlemast otsast idiomorfsed ehk kvartsile iseloomulike tahkudega. Punase värvuse annab kvartsile kristallides hajutatult esinev hematiit

Puhas kvarts on harilikult värvuseta, aga tema erimid värvilised. Mingit kindlat värvi, mille järgi kvartsi erimeid ära tunda, ei ole. Need võivad olla näiteks suitshallid kuni mustad (moorion), kollased (tsitriin) või lillad (ametüst).[2]

Ilusat värvi läbipaistvaid erimeid tarvitatakse poolvääriskividena, väheläbipaistvaid dekoratiivkividena. Mäekristalli, mis on värvuseta läbipaistev kvarts, kasutatakse optikas ja raadiotehnikas.[2]

Piesokvarts on niisugune kvarts, millest saab valmistada piesoelektrilisi detaile. Seda leidub ka looduses, näiteks pegmatiitides, aga tänapäeval valmistatakse seda põhiliselt tehislikult.[6]

Kvartsi perre kuuluvad järgmised mineraalid:

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 "A ja O". Tallinn, "Valgus" 1987, lk. 94
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Tehnikaleksikon, lk. 248
  3. "A ja O" 1987, lk. 96
  4. "A ja O" 1987, lk. 81
  5. Tehnikaleksikon, lk. 249
  6. Tehnikaleksikon, lk. 369