1. Кварц

Химический состав. Кремнезем слагает до 12% литосферы и встречается главным образом в виде кварца в изверженных породах. В кварце - двуокиси кремния (SiO2), по имеющимся в литературе данным, содержится 46,75% кремния (если принять его атомную массу 28,095) и 53,249% кислорода, что в сумме составляет 100,0% по массе. В виде твердого раствора в природный кварц может входить Li, Na, Al и Ti, отмечалось также присутствие Mg и (OH).

Модификации. Кварц не является единственной формой кремнезема, а представляет собой лишь одну из полиморфных модификаций, его иногда называют низкотемпературным (низким) кварцем. Он устойчив ниже 573о и переходит в высокотемпературный (высокий) кварц выше этой температуры. Выше 870о (вплоть до 1470оС) устойчивой полиморфной модификацией кремнезема при атмосферном давлении является тридимит, а при температурах более1470о - кристобалит, плавящийся при 1723оС.

Структура. Кристаллическая структура кварца - каркасная, состоящая из кремнекислородных SiO4 тетраэдров, в центре которой находится кремней в четверной координации, а вершины являются общими у смежных тетраэдров. Атомы Si расположены винтообразно вокруг тройных осей симметрии пространственной группы, причем правый ход винта приводит к образованию левых кристаллов, а левый ход - правых.

Кристаллография. Кварц относится к тригональной сингонии, тип решетки - гексагональный, главные габитусные формы: гексагональная призма (100), положительный (101) и отрицательный (011) ромбоэдры, иногда небольшие грани тригональной дипирамиды (111), трапецоэдра (511).

Габитус. Наиболее часто встречающийся габитус - короткопризматический, при этом отношение ширины кристалла (вдоль оси а) к его длине (вдоль оси с) изменяется от 2:3 до 1:4. Грани призмы почти всегда имеют штриховку.

Зональность. Для многих кристаллов характерна зональность. Зоны располагаются концентрически, параллельно внешним граням кристалла. Зональность окраски хорошо видна на поперечном срезе кристалла, причем рентгеновское облучение приводит к дымчатому окрашиванию отдельных зон.

Двойники. Также для кварца характерны двойники - комбинации двух или более кристаллических индивидов одного и того же вещества, взаимно ориентированных в соответствии с определенным законом. Одним из типов двойникования является двойникование по дофинейскому закону, когда индивиды геометрически связаны между собой поворотом на 180о вокруг оси с. В случае двойникования по бразильскому закону индивиды связаны между собой отражением гранями формы (110); срастаются левые индивиды с правыми. Наиболее широко распространенным примером двойникования кварца с наклоненными осями индивидов могут служить японские двойники. Они наклонены на 84о33 относительно друг друга, при этом плоскостью срастания служит (112).

Спайность весьма несовершенная по ромбоэдру (011), раковистый излом. Твердость по Моосу равна 7. Удельный вес 2.65.

Плеохроизм ярко выражен в аметисте.

Характерны твердые включения, захваченные в процессе роста кристалла (волосовидные кристаллы рутила, например, могут быть расположены хаотично, либо вызывать астеризм; авантюрин содержит блестки слюды.)

Часты псевдоморфозы по кальциту и флюориту.