Кварц (нем. Quarz), минерал; под названием Кварц известны две кристаллической модификации двуокиси кремния SiO₂: гексагональный Кварц (или a-Кварц), устойчивый при давлении в 1 атм (или 100 кн/м²) в интервале температур 870—573 °С, и тригональный (b-Кварц), устойчивый при температуре ниже 573 °С (см. Кремнезёма минералы).b-Кварц наиболее широко встречается в природе. Он кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра тригональной системы. Кристаллическая структура каркасного типа построена из кремне-кислородных тетраэдров (рис. 1), расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси кристалла. В зависимости от этого различают правые и левые структурно-морфологические формы кристаллов (рис. 2), различающиеся внешне по симметрии расположения некоторых граней (например, трапецоэдра и др.). Отсутствие плоскостей и центра симметрии у кристаллов Кварц обусловливает наличие пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств (см. Пьезоэлектричество).

Рис. 1. Структура кварца.

Рис. 2. Левый и правый кварц.

Наиболее часто кристаллы Кварц имеют удлиненно-призматический облик с преимущественным развитием граней гексагональной призмы и двух ромбоэдров (головка кристалла). Реже кристаллы принимают облик псевдогексагональной дипирамиды. Внешне правильные кристаллы Кварц обычно сложно сдвойникованы, образуя наиболее часто двойниковые участки по т. н. бразильскому или дофинейскому законам. Последние возникают не только при росте кристаллов, но и в результате внутренней структурной перестройки при термических  a — b переходах, сопровождаемых сжатием, а также при механических деформациях (см. Двойникование). Цвет кристаллов, зёрен, агрегатов Кварц самый разнообразный: наиболее обычны бесцветные, молочно-белые или серые Кварц Прозрачные или полупрозрачные красивоокрашенные кристаллы, называются особо: бесцветные, прозрачные — горный хрусталь; фиолетовые — аметист; дымчатые — раухтопаз; чёрные —морион; золотисто-жёлтые — цитрин. Различные окраски обычно обусловлены структурными дефектами при замене Si⁴⁺ на Fe³⁺ или Al³⁺ с одновременным вхождением в решётку Na¹⁺, Li¹⁺ или (ОН)^1-. Встречаются также сложно окрашенные Кварц за счёт микровключений посторонних минералов: зелёный празем — включения микрокристалликов актинолита или хлорита; золотистый мерцающий авантюрин— включения слюды или гематита, и др. Скрытокристаллические разновидности Кварц— агат и халцедон — состоят из тончайших волокнистых образований. Кварц оптически одноосный, положительный (см. Кристаллооптика). Показатели преломления (для дневного света l = 589,3): n_e= 1,553; n_o = = 1,544. Прозрачен для ультрафиолетовых и частично инфракрасных лучей. При пропускании светового плоскополяризованного луча по направлению оптической оси левые кристаллы Кварц вращают плоскость поляризации влево, а правые — вправо. В видимой части спектра значение угла вращения (на толщину пластинки Кварц в 1 мм) меняется от 32,7 (для l 486 нм) до 13,9° (728 нм). Значение диэлектрической проницаемости (e_ij), пьезоэлектрического модуля (d_jj) и упругих коэффицентов (S_ij) следующие (при комнатной температуре): e₁₁ = 4,58; e₃₃ = 4,70; d₁₁= —6,76Ч10^-8; d₁₄ = 2,56Ч10^-8; S₁₁= 1,279; S₁₂ = — 0,159; S₁₃ = —0,110; S₁₄ = —0,446; S₃₃= 0,956; S₄₄ = 1,978. Коэффиценты линейного расширения составляют: перпендикулярно оси 3-го порядка 13,4Ч10^-6 и параллельно оси 8Ч10^-6. Теплота превращения b — a Кварц равна 2,5 ккал/моль (10,45 кдж/моль). Твёрдость по минералогической шкале 7; плотность 2650 кг/м³. Плавится при температуре 1710 °С и застывает при охлаждении в т. н. кварцевое стекло. Плавленный Кварц— хороший изолятор; сопротивление кубика с ребром в 1 см при 18 °С равно 5Ч10¹⁸ом/см, коэффицент линейного расширения 0,57Ч10^-6см/ °С. Разработана экономически выгодная технология выращивания монокристаллов синтетический Кварц, который получают из водных растворов SiO₂ при повышенных давлениях и температурах (гидротермальный синтез). Кристаллы синтетического Кварц обладают стабильными пьезоэлектрическими свойствами, радиационной устойчивостью, высокой оптической однородностью и др. ценными техническими свойствами.

  Природный Кварц— очень широко распространённый минерал, является существенной составной частью многих горных пород, а также месторождений полезных ископаемых самого разнообразного генезиса. Наиболее важные для промышленности кварцевые материалы— кварцевые пески, кварциты и кристаллический монокристальный Кварц Последний встречается редко и очень высоко ценится. В СССР главнейшие месторождения кристаллов Кварц— на Урале, в УССР (Волынь), на Памире, в бассейне р. Алдан; за рубежом — месторождения в Бразилии и Малагасийской Республике. Кварцевые пески — важное сырьё для керамической и стекольной промышленности. Монокристаллы Кварц находят применение в радиотехнике (пьезоэлектрические стабилизаторы частоты, фильтры, резонаторы, пьезопластинки в ультразвуковых установках и т.д.); в оптическом приборостроении (призмы для спектрографов, монохроматоров, линзы для ультрафиолетовой оптики и т.д.). Плавленый Кварц применяют для изготовления специальной химической посуды. Кварц также используется для получения химически чистого кремния. Прозрачные, красивоокрашенные разновидности Кварц являются полудрагоценными камнями и широко применяются в ювелирном деле.

 

  Лит.: Шубников А. В., Кварц и его применение, М.— Л., 1940; Лазько Е. М., О генезисе хрусталеносных образований и промышленных типах месторождений пьезокварца, М., 1958 (Тр. Всесоюзного н.-и. ин-та минерального сырья, т. 2, в. 1).

В. П. Бутузов.