Englisch: Quartz

Siliziumdioxid / Cuarzo / Cuarzo

Siliziumdioxid (SiO₂) = Quarz (der; altslawisch tvrudu, "hart", oder mittelhochdeutsch querch, "Zwerg");

In zahlreichen Gesteinsarten als Hauptgemengeteil vorkommendes Mineral, aus kristallisiertem wasserfreiem Siliziumdioxid, besteht bei freiem Wachstum aus 6-seitigen regelmäßigen Prismen mit aufgesetzten, gleichmäßigen Pyramiden, der trigonalen Klasse zugehörig. Quarz wird gelegentlich mit Calcit verwechselt, kann jedoch durch seine größere Härte, die niedrigere Doppelbrechung und die Reaktion des Calcits mit verdünnter Salzsäure leicht unterschieden werden.

siehe auch > Hochquarz

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SiO₂

nahezu alle Farben vertreten

trigonal

7; abhängig von Richtung und Form

Weltweit häufig

Links- Rechtsdrehung

Modifikationen

SiO₂ kommt in neun kristallinen Modifikationen vor ( davon acht natürlich vorkommende), wovon Hochquarz von technischer Bedeutung ist. Die wichtigsten Modifikationen sind Hochquarz (hexagonal), Tridymit (hexagonal) und Cristobalit (kubisch), die in bestimmten Temperaturgebieten jeweils stabil sind. Neben diesen Modifikationen ist noch das Kieselglas (Lechatelierit) zu erwähnen. welches aus einer durch Blitzschlag erzeugten Schmelze entsteht.

Farbgebung

Amethyst

Der Amethyst verdankt seine Farbe einem Gehalt von bis zu 0,1% Eisenionen. Es wird angenommen, daß beim Kristallwachstum im Quarz teilweise Fe³⁺-Ionen anstelle von Si⁴⁺-Atomen eingebaut werden. Wirkt nun radioaktive Strahlung auf den Kristall ein, kann dem Fe³⁺-Ion ein weiteres Elektron entzogen werden, welches auf ein benachbartes Fe³⁺-Ion übertragen wird. Auf diese Weise wird ein Fe²⁺/Fe⁴⁺-Ionenpaar geschaffen. Dieses kann dann im gelbgrünen Farbspektrum Licht absorbieren, so daß die resultierende Farbe das typische amethystviolett ist! Wird Amethyst auf ca. 770 K erhitzt, bilden sich die Eisenionen im Kristall zu mikroskopisch kleinen Fe₂O₃-Plättchen um.¹ Dies erzeugt eine gelbbraune Färbung, die dem natürlichen Citrin ähnelt. Daher wird er auch bisweilen als Citrin im Handel angeboten.

Rauchquarz

So wird Quarz benannt, der durchscheinend grau, dunkelbraun oder fast schwarz ist. Im Kristall sind Si⁴⁺-Atome durch Al³⁺-Atome substituiert. Als Ladungsausgleich werden Protonen mit eingebaut.¹

Rosa Quarz - Rosenquarz - Pink Quarz

Massiver rosafarbener Quarz kommt häufig in der Natur vor, Rosenquarz-Kristalle sind sehr selten. (bisher ist nicht bekannt, warum es davon so wenige Vorkommen auf der Welt gibt). Russische Wissenschaftler fanden heraus, daß die Ursache der rosa Farbe von brasilianischen Rosenquarzkristallen auf Spuren von Phosphor beruht. Aufgrund dieser Erkenntnisse des Phosphors als farbgebender Ursache gelang es in Russland, synthetische Rosenquarzkristalle von Edelsteinqualität zu züchten. Es ist wahrscheinlich kein Zufall, daß natürliche Rosenquarzkristalle gewöhnlich zusammen mit Phosphatmineralien auftreten; z. Bsp. Childrenit mit Rosenquarzkristallen von der Pitora Mine in Brasilien.

Beim massiven Rosenquarz wurde die Trübung lange auf mikroskopisch kleine Rutilnadeleinschlüsse zurückgeführt. Bei neueren Analysen stellte man allerdings für einige Fundstellen auch fest, daß kleine Nadeln von Dumortierit dafür verantwortlich sind. In diesen finden sich zudem Al³⁺-Ionen durch eine Kombination von Fe²⁺/Fe⁴⁺ substituiert, was Rosafärbung bewirkt!¹

Anläßlich des 22. jährliche FM-TGMS-MSA Mineralogical Symposiums in Tucson wurde vorgeschlagen ( Hori, H. Japan), daß zukünftig massiver rosafarbener Quarz als " Rosenquarz " und kristallisiertes Material, resp. rosafarbene Kristalle als " Pink Quarz " bezeichnet werden sollten.

Zwillinge

Quarz bildet Zwillinge nach folgenden Gesetzen

Dauphinéer Zwillinge (auch Schweizer Gesetz genannt): Zwillingsachsengesetz; Brasilianer Zwillinge(auch Ergänzungszwillinge genannt): Zwillingsebenengesetz, Spiegelung an einer Ebene parallel zum Prisma; Liebisch-Zwillinge (auch als kombiniertes Gesetz oder "combined law " genannt): Zwillingsebengesetz; Spiegelebene parallel zur Basis; Japaner Zwillinge: Die Zwillingsebene geht durch eine Rhomboederkante und bildet mit den Flächen auf beiden Seiten der Kante einen rechten Winkel.

• Brasilianer Zwilling(auch Ergänzungszwillinge genannt): Zwillingsebenengesetz, Spiegelung an einer Ebene parallel zum Prisma;
• Dauphiné Zwilling (auch Schweizer Gesetz genannt): Zwillingsachsengesetz;
• Japaner Zwilling Die Zwillingsebene geht durch eine Rhomboederkante und bildet mit den Flächen auf beiden Seiten der Kante einen Winkel von 84,55°.
• Liebisch Zwilling (auch als kombiniertes Gesetz oder "combined law " genannt): Zwillingsebengesetz; Spiegelebene parallel zur Basis;

Verwachsungen

Epitaktisch orientierte Verwachsungen von Quarzen zweier Generationen nach folgenden Gesetzen:

• Breithaupt-
• Disentiser-
• Friedel-
• Goldschmidt-
• Lötschentaler-
• Reichenstein-Grieserntal-
• Sardisches-
• Seedorfer- I und II
• Sella-
• Tiflis-
• Zinnwalder-
• Zwickauer-
• Zyndel A und L

Anmerkung: Verwachsungen von Quarzen zweier Generationen sind keine Zwillinge! (Von Sammlern oft fehlgedeutet)

Ausbildungsformen (Typen) nach Kristallwachstum

• Bambauer Quarz
• Fadenquarz
• Fensterquarz (oder Rahmenquarz)
• Friedlaender Quarz
• Gwindel
• Muzo Quarz
• Würfelquarz
• Zepterquarz (Szepterquarz)

Würfelquarze

Sogenannte "Würfelquarze" sind verzerrte Quarze mit pseudokubischem Aussehen; sie schließen Winkel von 86^o, bzw. 94^o ein. Vorkommen in den Alpen (Salzburg, Osttirol), Westfalen, Fichtelgebirge, Ontario (Canada) und Uruguay ( als Amethyst-"Würfel" )

Wachstumseigentümlichkeiten

• Wachstumsbehinderte Quarze ( keine Skelettquarze !)
• Angeätzte Quarze
• Angelöste Quarze
• Babylonquarz
• Fenster- oder Rahmenquarze
• Kappenquarz
• Korrodierte Quarze
• Skelettquarze
• Authigene Quarze

Modifikationen (selber Chemismus, anderer Gitterbau)

• Seifertit
• Tief-Quarz (alpha-Quarz), hexagonal
• Hoch-Quarz (beta-Quarz), hexagonal
• Tief-Tridymit (alpha-Tridymit), monoklin oder orthorhombisch
• Hoch-Tridymit ( beta-Tridymit), hexagonal
• Tief-Cristobalit (alpha-Cristobalit), tetragonal
• Hoch-Cristobalit (beta-Cristobalit), isometrisch
• Coesit (Quarz-Hochdruckform), monoklin
• Stishovit (Quarz-Hochdruckform), tetragonal
• Keatit, tetragonal (nur synthetisch bekannte Hochdruckmodifikation)
• Alpha-Quarze werden als Tieftemperaturformen, beta-Quarze als Hochtemperaturformen bezeichnet. Seifertit ist die dichteste und härteste Modifikation

Pseudomorphosen

Quarz tritt weltweit häufig pseudomorph nach Fluorit, Calcit, Aragonit, Siderit, Gips, Baryt, Apatit, Pyrit, Stilbit, Heulandit, Feldspat, Glimmer u.a. Mineralien auf.

Als Pseudomorphosen nach Quarz kommen Calcit, Hämatit, Pyrit, Steatit u.a. vor.

Paramorphosen (Umlagerungspesudomorphosen) von Quarz nach Tridymit, Cristobalit und Hochquarz.

Technische Bedeutung

QUARZ (Silizium-Dioxid) ist sehr vielfältig verwendbar! Er dient zur Herstellung von Quarzglas, von reinem Silizium und von Porzellan. Quarzkristalle (unverzwillingt) werden in der Radioindustrie und in der Ultraviolettoptik (hier auch Quarzglas) verwendet.

Die in der Technik verwendeten Quarzkristalle werden heutzutage allerdings bereits in großem Maße künstlich hergestellt. Von Bedeutung für die Keramik sind besonders die Quarzite als Gangquarz, pegmatitische Gangausfüllungen, die auf hydrothermalem Wege entstanden sind. Sehr bekannt sind die Gangquarze aus Norwegen, die z. B. dem Porzellan besonders hohe Transparenz verleihen. Quarz findet besonders als Bestandteil der verschiedenen keramischen Massen Verwendung. Außerdem wird er in der Glasbereitung und in der Funk- und Messtechnik eingesetzt.

Quellangaben

• Allg. Angaben: Stefan
• Zwillinge, Ausbildungsformen, epitaktische Verwachsungen, Modifikationen, Rosenquarz, Würfelquarz: Collector
• Amethyst, Rauchquarz: Torben
• [1]: M. Binnewies, Jäckel, Willner, Rayner-Canham Allgemeine und anorganische Chemie, 2004, 1. Aufl., Elsevier, 424 f., ISBN: 3827402085

Weitere Weblinks

• The Quartz Page

Amethyst = lila Quarz

Ein nachweisbarer Eisengehalt ist vorhanden, v.a. Fe³⁺, siehe Francesco Di Benedetto, Francesco D’Acapito et al.: A Fe K-edge XAS study of amethyst. Physics and Chemistry of Minerals 37 (2010) S.283-289.