3.3. Кварцы

В зеленом кварце наблюдаются сферические включения посторонней (неструктурной) фазы, близкие по размерам (20 – 40 нм) и морфологии к частицам, содержащимся в бесцветном синтетическом кварце, мутнеющем при высокотемпературном отжиге. В буром кварце подобные включения не отмечаются.[2]

Все разновидности кварца относятся к тригонально-трапецоэдрическому классу симметрии тригональной сингонии с крис­таллической решеткой гексагонального типа.

Для кварца известно около 535 простых форм, но основными гранями кристаллов, определяющими их облик, являются гра­ни призмы {1010}, положительного {1011} и отрицательного {0111} ромбоэд­ров и, в меньшей мере, тригональной пи­рамиды {1121} и положительного трапе­цоэдра {5161}. Остальные грани имеют резко подчиненное значение.

Кристаллы характеризуются зонально-секториальным строением, особенно хо­рошо различимым в окрашенных раз­новидностях кварца. В бесцветных кристаллах зональность и секториальность практически всегда выявляются при их ио­низирующем облучении или травлением. Зоны и сектора роста проявляются благо­даря неравномерностям в распределении примесей, обусловленным различными ко­эффициентами захвата их разными граня­ми в процессе роста кристаллов, а также изменением самих условий роста.

Практически все разновидности природ­ных кристаллов кварца в той или иной степени подвержены двойникованию с об­разованием двойников прорастания, ха­рактеризующихся параллельными осями (дофинейские, бразильские двойники), и двойников срастания, в которых оси рас­положены под углом (японские двойники). Наличие двойников усложняет картину зонально-секториального строения крис­талла, способствует увеличению неравно­мерности распределения в них окраски. Причем если для раухтопазов и морионов более характерны дофинейские двойники, то для аметистов наиболее обычны бра­зильские двойники.[16,17]

Твердость кварца по шкале Мооса рав­на 7. Ромбоэдрические грани имеют твер­дость выше, чем пинакоидальные срезы. Увеличение содержания примесных –(изоморфных) элементов в кварце повышает его твердость, а ионизирующее облучение .понижает.

Плотность чистого бесцветного кварца в воздухе при 20°С равна 2,655 г/см³. С ростом концентрации изоморфной приме­си алюминия и ионов, щелочных метал­лов и протона, компенсирующих недоста­ющий заряд, плотность кварца несколько уменьшается.

Кварц прозрачен для света- в диапазоне всех видимых длин волн, но заметно поглощает коротковолновое ультрафиолето­вое (менее 175 нм) и инфракрасное (при длинах волн 3,4; 5,3; 6 и 7 мкм) излуче­ния. Являясь оптически положительным и одноосным, бесцветный кварц характе­ризуется показателями преломления 1,553 и 1,544 и двупреломлением п₀ = 0,009 (белый свет).

Под воздействием ионизирующего облу­чения бесцветный кварц, как правило, приобре­тает дымчатую, дымчато-цитриновую или цитриновую окраску, обнаруживая при этом отчетливое зонально-секториальное строе­ние кристаллов.

Природная исходная дымчатая окраска кварца после ионизирующего облучения обычно усиливается; цитриновый цвет приобретает дымчатый оттенок или пол­ностью затушевывается наложенной плот­ной дымчатой окраской. Розовый кварц также становится дымчатым (вплоть до мориона). В аметистах первичная окраска обычно остается без изменений, но иног­да несколько усиливается или приобре­тает дымчатый оттенок. Под воздействием температуры 200—400°С радиационно окрашенные кристаллы вновь обесцвечивают­ся, причем температурная устойчивость разных типов окраски неодинакова: наи­большая — для морионов и наименьшая — для некоторых разновидностей радиацион­ных цитринов. Аметисты по темпера­турной устойчивости занимают между ними промежуточное положение.

В кристаллах аметиста, особенно выра­щенных на положительных затравках и характеризую­щихся наиболее плотной аметистовой окра­ской, часто наблюдаются трещины — секу­щие, отслаивания и перистые. Секу­щие трещины (если они проявлены в на­росшем слое по одну сторону от затравки) образуют относительно правильную систе­му и проходят параллельно какой-либо грани гексагональной призмы или рас­секают кристалл почти перпендикулярно оси X. В тех случаях, когда трещины рвут наросший слой по обе стороны от затрав­ки, они образуют характерную ромбоэд­рическую сетку. Появление секущих тре­щин связывается с возникновением в кри­сталле внутренних напряжений. Трещины отслаивания наблюдаются на границе за­травки — наросший слой; это связано с существованием напряженного поверх­ностного слоя на затравке, возникающего в процессе выпиливания ее из кристалла. Перистые трещины имеют, как правило, небольшие размеры и образуют звездча­тые скопления. Они приурочены к припо­верхностной части кристаллов и связаны с формированием дофинейских двойников в вершинах крупных бугров роста.[2,16]