Кварцы

Название «кварц» в 1529 году ввел в научную литературу Георг Пауэр Агрикола – немецкий ученый, считающийся одним из отцов минералогии.

Среди всех минералов кварц является наиболее распространенным в природе. Различные разновидности его с древних времен использовали в ювелирном деле. Кварц часто встречается в виде хорошо образованных кристаллов различного цвета и друз, которые в естественном виде без дополнительной обработки являются прекрасными украшениями. Все многочисленные разновидности кварца могут быть разделены на кристаллические – горный хрусталь, дымчатый кварц (раухтопаз), морион, аметист, цитрин, аметрин, празиолит, розовый кварц, празем, кошачий глаз, сангенитовый кварц (общее название прозрачного кварца, содержащего игольчатые включения рутила, турмалина, актинолита, гетита и других минералов) и скрытокристаллические – халцедоны: хризопраз, сердолик (карнеол), сардер, сапфирин, плазма, гелиотроп, кремень, агат, оникс и прочие. Кроме того, в ювелирных изделиях применяют горные породы, состоящие в основном из кварца, – яшмы и кварциты.

Чистый кварц бесцветен и прозрачен, как вода. Цвет разновидностей кварца представляет весь солнечный спектр: фиолетовые аметисты, синие и голубые халцедоны и сапфирины, зеленые празем и хризопраз, желтые и золотистые цитрины, оранжевые сердолики, красные карнеолы и зеленые с кровавыми пятнами гелиотропы, двухцветные аметрины и широкий спектр цветных яшм. В мире нет другой породы, имеющей такую полную, разнообразную палитру оттенков цветов.

Некоторые разновидности кварца были известны еще древним римлянам и грекам, которые считали его замерзшим льдом. Теофраст называл горный хрусталь (бесцветный кварц) «кристаллосом» (от греч. κφiσταλλος — «лёд»), который замерз настолько, что потерял способность таять. Плиний старший в «Естественной истории» утверждал, что хрусталь «образуется действием сильного холода…». Академик А.Е. Ферсман, считал, что это представление возникло при сравнении хрусталя с холодами альпийских высот, где находится ряд месторождений этого минерала.

Кварц и его разновидности используются в ювелирных изделиях с античных времен по настоящее время. Кварц широко применяется в технике. Очень ценно кварцевое пьезооптическое сырьё, незаменимое в оптике, радиоэлектронике, полупроводниковой технике. Из кварца делают призмы, подшипники и подпятники для точных приборов (часов, весов и т.п.). Кварц широко используется и как прекрасный отделочный материал. Например, красным шокшинским кварцитом украшен Мавзолей В.И. Ленина, красивыми яшмами украшены станции Московского метрополитена.

Кварцевые пески используют для получения стекла, в том числе оптического. Хрусталь, зеркальное, оконное, бутылочное стекло, оптические стекла, лабораторная посуда – все они изготавливаются из кварца с добавками извести и щелочей. Свойство кварца выдерживать высокие температуры делает его незаменимым для изготовления огнеупорных кирпичей – динаса, применяемого в мартеновских и электроплавильных печах. Кварц используется в качестве флюса в ряде металлургических процессов, а также в абразивной промышленности. Кварцевый песок входит в состав кирпича, бетона, асфальта, он служит фильтром для очистки воды.

Обычные размеры кристаллов кварца составляют 2-4 см в поперечнике. Кристаллы большого размера относительно редки, однако иногда встречаются очень крупные, до гигантских. На острове Мадагаскар обнаружены кристаллы, длина окружности которых составляла до 8 метров. Известен прозрачный кристалл из Бразилии массой 5,5 тонн. В Минералогическом музее ленинградского горного института хранится огромный кристалл кварца длиной около 1,2 метра, массой более 1 тонны, который долгое время использовался в качестве уличной тумбы в г. Свердловске.

Кварц представляет собой оксид кремния — SiO₂. В природе существует две полиморфные модификации кварца: высокотемпературный ꞵ-кварц с верхним пределом устойчивости 1713 ˚C, кристаллизующийся в гексагональной сингонии, и низкотемпературный α-кварц, с верхним пределом устойчивости 573 ˚C, кристаллизующийся в тригональной сингонии. Ювелирные разновидности кварца относятся к низкотемпературной α-модификации. Кварц стоек к химическому воздействию, он не реагирует с обычными сильными кислотами, растворяется только в плавиковой кислоте. Щелочи также практически не действуют на кварц. Температура плавления кварца составляет 1570 ˚C. В ультрафиолетовых лучах кварц не люминесцирует.

Цвет: бесцветный, фиолетовый, желтый, розовый, черный, коричневый
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Основные разновидности кварца, применяемые в ювелирном производстве:

Горный хрусталь

Горный хрусталь – бесцветный прозрачный кварц, встречающийся в виде хорошо развитых кристаллов. Горный хрусталь характеризуется высокой прозрачностью, после полировки приобретает блеск. Это свойство известно с глубокой древности. Древние мастера-ювелиры с помощью линз из хрусталя плавили металл, а также использовали их в роли лупы (увеличительное стекло) при изготовлении ювелирных изделий. Народы Тибета применяли хрустальные шары при лечении ран: проходящие через кварц ультрафиолетовые лучи солнца убивают бактерии.

В национальной коллекции США имеется яйцо из горного хрусталя массой 7000 карат. Самым крупным шаром из горного хрусталя считается хранящийся в США в Смитсоновском институте шар из бирманского кварца диаметром 33 см и массой 48,5 кг.

Из хрусталя изготавливались сосуды, чаши и кубки, а отшлифованные прозрачные камни использовались в ювелирных изделиях.

Месторождения горного хрусталя связаны с миароловыми пегматитами, гидротермальными рудоносными и безрудными хрусталеносными кварцевыми жилами, а также россыпями. Они известны в России (Урал, Дальний Восток), Бразилии (штат Минас-Жерайс), Швейцарии (Альпы), Канаде, Мадагаскаре, Австралии, КНР, США (штат Арканзас, Нью-Йорк) и др.

Цвет: бесцветный
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Аметист

Аметист – фиолетового цвета кварц с различной интенсивностью цвета и иногда с розовым или красноватым оттенком.

Название самоцвета, предположительно, имеет греческое происхождение – «αμέθυστος» и переводится как «не пьяный» или «непьянеющий», что восходит к древнему поверью, будто этот минерал предохраняет своего владельца от опьянения. В XVI веке на Руси аметист, обладающий красноватым оттенком, называли «вареником» или «амефисом» и ценился он дороже рубина. В старинных русских книгах писали, что

Существуют и другие версии происхождения названия этого минерала. Крупнейший знаток кварца в СССР профессор Г.Г. Леммлейн утверждал, что слово «аметист» не имеет греческого происхождения, и первая буква в названии минерала не является префиксом отрицания. Есть предположение, что слово «аметист» произошло от искаженного древнееврейского «ахлама» («халом» – «сон»), так как люди верили, что этот камень обладает свойством навевать сны.

По старинным преданиям, аметист обладает сверхъестественной силой – приносит удачу, защищает от магии и болезней, предохраняет от опьянения. Аметист – излюбленный камень служителей церкви. Им украшали иконы, алтари, наперсные кресты и панагии. Корона русской царицы Ирины Годуновой была украшена огромными аметистами густого фиолетового цвета, которые чередовались с сапфирами. Из кристаллов аметиста в древности изготавливали печати с гравировкой, а также украшения округлой формы наподобие кабошона. В настоящее время аметист используется в качестве ограненных вставок в ювелирных изделиях.

Окраска аметиста может сильно варьироваться от фиолетовой с кровавым оттенком (Урал, США (шт. Северная Каролина) до сине-сиреневой (Кольский полуостров). Радиационная природа окраски аметиста, по данным М.И. Самойловича и Л.И. Цинобера, связана с замещением иона Si⁴⁺ ионом Fe³⁺ с компенсацией заряда ионами щелочных металлов или протонами. Под действием солнечного света аметист может выцветать. При нагревании до 200 ˚C аметист обесцвечивается, но при охлаждении окраска восстанавливается. При нагревании до 300-500 ˚C аметист полностью утрачивает окраску, но окраска может быть восстановлена ионизирующим облучением. При нагревании аметиста более 500 ˚C образуется устойчивая желтая окраска и он переходит в цитрин, а при температуре 600 ˚C окраска становиться мутно-молочной, имитирующей лунный камень. Под воздействием ультрафиолетового освещения окраска аметиста исчезает, но повторной обработкой рентгеновскими и γ-лучами можно восстановить и усилить его цвет.

Месторождения аметиста связаны с пегматитами, гидротермальными образованиями и россыпями. В России месторождения камня известны на Полярном Урале (Хасаварка), Среднем Урале (Мурзинский аметистовый район), Якутии (Обман), в Восточной Сибири (Ангаро-Илимская группа месторождений). Аметисты также добывают в Таджикистане (Сельбур), Армении (Иджеван), Азербайджане (Дашкесан), Бразилии (Монтесума, Кируджа, Гроту-до-Кошо), Уругвае, Индии, Шри-Ланке, США (шт. Виргиния, Аризона), Зимбабве (Мвакамбико – одно из крупнейших месторождений в мире), на Мадагаскаре, Австралии и др.

Цвет: фиолетовый
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Дымчатый кварц

Дымчатый кварц или раухтопаз – прозрачная разновидность серого, коричневато-серого, от бледно- до густокоричневого цвета кварц. Название «раухтопаз» происходит от немецкого rauchtopas, где rauch означает «дым», а topas исторически использовалось для обозначения различных светлоокрашенных драгоценных камней.

Окраска обусловлена структурной примесью Al³⁺ (алюминия), замещающего Si⁴⁺ (кремний), с компенсацией избыточного заряда ионами Na⁺ (натрия), Li⁺ (лития) или протонами. Дымчатая окраска является неустойчивой – при 300 ˚C она обесцвечивается.

Месторождения дымчатого кварца, связанные с миароловыми пегматитами и образующимися при их разрушении россыпями, известны в России (Урал), Казахстане, Бразилии, Великобритании, Украине, Швейцарии, США, Мозамбике, на Мадагаскаре.

Цвет: серый, коричневато-серый
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Морион

Морион – кварц черного цвета, просвечивающийся в тонких сколах, напоминающий смолу (отсюда его название, которым пользовались уральские горщики – смоляк). Название происходит от лат. morrosus — «хмурый, мрачный».

Окраска мориона связана с высокой концентрацией структурной примеси Al (алюминия) и повышенным содержанием различного рода кислородных и кремниевых вакансий и дивакансий. При нагревании морионов до 300-350 ˚C они становятся прозрачными и приобретают желто-оранжевую цитриновую окраску.

Месторождения мориона, связанные с миароловыми пегматитами и образующимися при их разрушении россыпями, известны в известны в России (Урал), Казахстане, Бразилии, Великобритании, Украине, Швейцарии, США, Мозамбике, на Мадагаскаре.

Цвет: черный
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Цитрин

Цитрин – кварц от светло-лимонного до янтарно-медового цвета. Название происходит от латинского слова citreus – «лимонный, жёлтый». Ювелиры часто называют золотисто-желтые цитрины «золотистыми топазами», а буровато-желтые – «испанскими топазами». Это объясняется тем, что в ограненном виде окраска цитрина и топаза одинакова. Топаз отличается от цитрина более высокими физическими показателями.

Окраска цитрина может быть обусловлена различными причинами:

1. примесью Al³⁺ (алюминия), замещающего Si⁴⁺ (кремний) с компенсацией зарядов ионами Li⁺ (лития) и H⁺ (водорода);
2. примесью ионов Fe³⁺, находящихся в междоузлиях кристаллической решетки.

Цитрины встречаются довольно редко. Большая часть поступающих на рынок цитринов представляют собой обработанные аметисты, дымчатые кварцы, морионы. Это достигается прокаливанием камней при температуре 300-550 ˚C, после чего приобретается устойчивый желтый цвет. Облагороженные цитрины имеют более густую окраску и заметный красноватый оттенок. Природные цитрины обычно бледно-желтого цвета. Месторождения цитрина связанные с, миароловыми пегматитами и образующимися при их разрушении россыпями, известны в России (Урал), Казахстане, Бразилии, Великобритании, Швейцарии, США, Мозамбике, Франции, Испании, на Мадагаскаре.

Цвет: лимонно-желтый
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Аметрин (боливианит)

Аметрин – кварц двухцветный (полихромный), с зональной или неравномерной окраской фиолетово-сиреневого (цвет аметиста) и желтого (цвет цитрина) цветов.

Название «боливианит» происходит от главного месторождения аметрина – Боливии. На востоке страны, в провинции Анхель Сандоваль, находится старинная шахта Анахи.

Аметрин является необычным полихромным кварцем. Он сочетает в себе признаки аметиста и цитрина. Хорошо известно, что желтый цитрин и фиолетово-лиловый аметист являются разновидностями двуокиси кремния (кварца), которые отличаются наличием различных микропримесей.

Месторождения аметрина находятся в Боливии, Бразилии, Канаде, США, Индии, ЮАР, России (Сибирь).

Цвет: фиолетово-сиреневый с желтым
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Празиолит

Празиолит – кварц луково-зеленого цвета. Название произошло от древнегреческого πράσιος – «светло-зелёный», дословно – «цвета порея», а также слова λίθος – «камень». В природе празиолит не встречается, он представляет собой термически обработанный аметист или цитрин из месторождения Монтесума (Бразилия, штат Минас-Жерайс). Аметисты и цитрины этого месторождения при нагреве до 500 ˚C приобретают красивый зеленый цвет. Кристаллы празиолита прозрачны.

Кроме бразильских камней подобными свойствами обладает кварц из месторождения в США (штат Аризона). По внешним признакам празиолит похож на берилл, перидот и турмалин.

Цвет: зеленый
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

Розовый кварц

Розовый кварц – кварц розового, ярко-розового до розового-красного цвета иногда с пурпурным или лиловым оттенком. Прозрачность их довольно ограничена, отмечаются лишь отдельные прозрачные участки. Особенно интересен розовый кварц, обладающий астеризмом, оптическим эффектом появления звёздообразной фигуры, в котором шестилучевая звезда появляется благодаря присутствию ориентированных включений рутила. Иногда образцы таких астериксов (камней с эффектом астеризма) имеют значительные размеры.

Окраска розового кварца обусловлена примесью ионов Ti³⁺. Розовая окраска устойчива только до температуры 300 ˚C, при нагревании выше она полностью исчезает.

Розовый кварц используют в виде кабошонов в кольцах, ожерельях, бусах и др. Из непрозрачного розового кварца изготавливают чаши, вазы и т.п.

Добывают розовый кварц попутно с горным хрусталём и редкометальными минералами. Месторождения известны в России (северная Карелия, Алтай), США, Бразилии, Казахстане, Средней Азии, на Мадагаскаре и др.

Цвет: розовый
Блеск: стеклянный, иногда жирный
Твёрдость: 7
Плотность: 2,65 г/см³
Показатель преломления: 1,544–1,553
Игра света: 0,013

---

Литература:

Булах А.Г. «Минералогия» — 2011 г.

Генералов М.Е. «Минералы России. Определитель» — 2021 г.

Кантор Б.З. «Мир минералов» — 2005 г.

Киевленко Е.Я. «Поиск и оценка месторождений драгоценных и поделочных камней» — 1980 г.

Платонов А.Н., Таран М.Н., Балицкий В.С. «Природа окраски самоцветов» — 1984 г.

Смит Г. «Драгоценные камни» — 1972 г.

Солодова Ю.П., Корнилов Н.И. «Ювелирные камни» — 1987 г.

Стоун Дж. «Все о драгоценных камнях» — 2005 г.