Kvartsi: Muodostuminen, Geologia ja Lajit
Linas JuozenasJaa
Muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Kvartsi: Piitarina kirjoitettuna kiteeseen, hiekkaan, suoneen ja akaattiin
Kvartsi on kiteistä piitä, SiO2, ja yksi Maan pitkäikäisimmistä mineraalijäljistä. Se kiteytyy sulista, kasvaa hydrotermisistä nesteistä, kestää rapautumista hiekaksi, sitoo sedimenttejä, täyttää geodeja ja ilmestyy uudelleen akaattina, jaspiksena, kalcedonina, ametistina, savukvartsina, ruusukvartsina ja monina muina piikierron ilmentyminä.
Piikierto: Miksi kvartsi on kaikkialla
Kvartsi on piin stabiili kiteinen muoto, joka on tutuin Maan pinnalla. Se esiintyy monien geologisten prosessien lopussa, koska pii on runsasta, liikkuu nesteissä oikeissa olosuhteissa ja on kestävä kiteytyessään.
Kuorella pii liikkuu magmojen, hydrotermisten nesteiden, pohjaveden, sedimenttijärjestelmien, rapautumiskiertojen ja metamorfaattisten kivien kautta. Tuloksena on materiaaliperhe, joka voi näyttää dramaattisesti erilaiselta, vaikka se rakentuu samasta peruskaavasta, SiO2.
Alfakvartsi
Huoneenlämpötilassa kvartsi on kolmiomainen ja kiera. Se on tuttu kvartsi kiteissä, suonissa, hiekassa ja useimmissa geologisissa näytteissä.
Beetakvartsi
Yli noin 573 °C tavallisessa paineessa kvartsi muuttuu beetakvartsiksi. Jähmettyessään se palaa alfakvartsiin, usein säilyttäen vihjeitä rakenteissa ja kiteen muodossa.
Kalcedoni, akaatti ja jaspis
Monet tiiviit kvartsimateriaalit ovat kuitumaisia tai kryptokiteisiä kvartsin ja moganiitin seoksia, jotka muodostuvat piirikasta geeleistä ja matalan lämpötilan nesteistä.
Opalista kvartsiin
Pii voi ensin esiintyä opal-A:n tai opal-CT:n muodossa, ja kypsyä sitten kalcedoniksi ja kvartseksi diageneesin ja pitkäaikaisen geologisen muutoksen aikana.
Missä kvartsi muodostuu
Kvartsi muodostuu monissa geologisissa ympäristöissä, koska pii voi keskittyä sulista, nesteistä, rapautumisesta ja paineen vaikutuksesta. Jokainen ympäristö tuottaa erilaisen kiteen, rakenteen tai mikrokiteisen kappaleen.
| Ympäristö | Prosessi | Mitä se tavallisesti tuottaa |
|---|---|---|
| Felsiset magmakivet | Myöhäisvaiheen kiteytyminen piirikasta graniittia ja ryoliittia sisältävistä järjestelmistä. | Kvartsihiukkaset graniitissa, graafisen graniitin rakenteet, miaroliittiset taskukiteet ja vyöhykkeiset kvartsit vulkaanisissa onteloissa. |
| Pegmatiitit | Haihtuvia aineita sisältävät jäännössulat kiteytyvät hitaasti avoimissa taskuissa. | Suuret kiteet, kirkkaat kärjet, savukvartsi, sauvat, luurankomaiset kasvot ja yhteydet felspariin, mikaan, turmaliiniin, berilliin ja muihin myöhäisvaiheen mineraaleihin. |
| Hydrotermiset suonet | Kuumat piipitoinen nesteet tallettavat kvartsia halkeamiin ja avoimiin tiloihin. | Kammionkvartsi, nauhamaiset suonet, drusapinnoitteet, haamukiteet, alppihalkeamakiteet ja yhteydet karbonaatteihin, sulfideihin, fluoriittiin, kloriittiin tai rautaoksideihin. |
| Ontelot ja geodit | Piipitoinen neste tunkeutuu kupliin, onteloihin ja halkeamiin. | Akaatti- ja kalsedoninauhat, kvartsidrusin keskukset, ametistigeodit ja kerrostuneet piitäytteet tulivuoriperäisissä tai sedimenttikivissä. |
| Metamorfiset kivet | Uudelleenkiteytyminen, paineen liuottaminen ja nesteen virtaus muodonmuutoksen ja lämmityksen aikana. | Kvartsiliuske, nauhamainen kvarts, suonkvartsi, aaltoileva sammutus muodonmuutetuissa rakeissa ja halkeamakiteet alppityyppisissä ympäristöissä. |
| Sedimenttiset ja diageneettiset järjestelmät | Piisementointi, piigeelin vanheneminen, korvaaminen ja pohjaveden saostuminen. | Piikivi, piikivi, puun fossiilit, akaattifossiilit, kvartsin kasvu hiekankiteillä ja nodulit kalkkikivissä tai savikivissä. |
Miten ympäristö muuttaa ulkonäköä
- Avoimet ontelot sallivat terävien euhedraalisten kiteiden kasvaa vapaasti tilaan.
- Suonet ja halkeamat suosivat nauhoja, kammiorakenteita, haamukiteitä ja drusapinnoitteita.
- Tulivuoren kuplat ja sedimenttikotelot suosivat akaattia, kalsedonia, kvartsidrusia ja geodeja.
- Metamorfismi uudelleenkiteyttää kvartsin mosaiikeiksi, nauhoiksi, suoniksi ja kvartsiliuskeiksi.
Sulasta mineraaliksi: muodostumisen aikajana
Kvartsi voi esiintyä kivilajissa useissa vaiheissa. Sen kestävyys tarkoittaa, että sama pii voi kiteytyä, rapautua, kulkeutua, liueta ja ilmestyä uudelleen uudessa geologisessa ympäristössä.
Magma-vaihe
Felsiset magmat rikastuvat piidioksidissa, kun aikaisemmat mineraalit kiteytyvät. Kvartsi ilmestyy, kun olosuhteet suosivat piidioksidin kyllästymistä.
Ontelovaihe
Haihtuvat aineet ja myöhäisvaiheen sulat luovat onteloita, joissa kvartsikärjet, kalimaasi, mica ja muut mineraalit kasvavat avoimeen tilaan.
Hydroterminen vaihe
Jähmettyvät nesteet liikkuvat halkeamissa ja tallettavat kvartsia suonina, nauhoina, kammiorakenteina, sauvoina, haamukiteinä ja drusiapinnoitteina.
Rapautumisvaihe
Kvartsi kestää kemiallista ja mekaanista rapautumista paremmin kuin monet mineraalit, muuntuen hiekaksi, siltiläksi ja kestäviksi irtonaisiksi rakeiksi.
Diageneettinen vaihe
Piigeelit ja pohjavesien pii täyttävät tyhjiöitä, sementoituvat sedimenttejä, muodostavat piikiveä, akaattinauhoja ja korvaavat orgaanisia materiaaleja kuten puuta tai simpukoita.
Metamorfinen vaihe
Lämpö, paine ja nesteet uudelleenkiteyttävät kvartsin kvartsiliuskeksi, nauhamaisiksi rakenteiksi ja uusiksi suoniksi, jotka muodostuvat paineen liuottamisen ja uudelleensijoittumisen kautta.
Kasvumuodot ja rakenteet
Kvartsin rakenne tallentaa kasvutilan, liuoksen kemian, lämpötilan, muodonmuutoksen ja myöhemmän muutoksen. Kidekärki, akaattinauha, piikivi-noduli ja kvartsiliuske ovat eri sivuja samasta piidioksiditarinasta.
Klassinen makrokiteinen kvarts
Hyvin muodostuneet kiteet näyttävät yleisesti kuusikulmaisia prismoja, romboedrisia päätepintoja ja vaakasuoria juovia. Kaksipäiset kiteet muodostuvat, kun kvartsikasvu tapahtuu vapaasti ilman kiinnittymistä kiven pintaan.
Kasvu pulsseina
Scepters muodostuvat, kun myöhempi kvartsisukupolvi kasvaa vanhemman kiteen päälle. Fenster- tai luurankokvartsi tallentaa nopean, epätasaisen tai haihtuvapitoisen kasvun reunoilla ja pinnoilla.
Kiteen symmetria näkyväksi tehtynä
Japanilaiset kaksoset kohtaavat tyypillisessä kulmassa, kun taas alppien gwindelit kiertyvät porrastuneiksi muodoiksi, joita arvostetaan epätavallisten kasvu- ja muodonmuutosolosuhteiden todisteina.
Mikrokiteet pinnoilla
Drusy-kvartsimuodostumat muodostavat kimaltelevia pieniä kiteitä geodien sisäpinnoille, akaattien keskuksiin, suoniin ja kiven pintaan. Rautaoksidit, kloriitti tai muut pinnoitteet voivat värjätä tai peittää pinnan.
Aikaisemmat kiteet myöhempien kiteiden sisällä
Kun kasvu pysähtyy ja pinta peittyy kloriitilla, hematiitilla, savella tai muulla aineella, myöhempi kvartsi voi ympäröidä pinnan haamumaisena sisäisenä ääriviivana.
Muodonmuutos ohuessa leikessä
Polarisoidun valon alla muodonmuuttuneet kvartsirakeet sammuvat epätasaisesti, paljastaen jännityksen, paineen liukenemisen ja uudelleenkiteytymisen historian metamorfoituneissa tai tektonisoiduissa kivissä.
Kvartsilajit: Väri, muoto ja kasvuhistoria
Useimmat kvartsilajit eivät ole erillisiä mineraalilajeja. Ne ovat kvartsia, jota muokkaavat hivenaineet, värikeskukset, sisällykset, kuitumaiset rakenteet tai mikrokiteinen kasvu.
| Lajike | Ulkonäkö | Syy tai geologinen konteksti | Huomautuksia |
|---|---|---|---|
| Kalliokristalli | Väriltään väritön, läpinäkyvä makrokiteinen kvartsi. | Matala epäpuhtauspitoisuus ja avoin kasvu suonissa, pegmatiiteissa, alppiluolissa tai geodeissa. | Hyödyllinen kiteen muodon, juovien, sisällysten ja optisen kirkkauden tarkkailuun. |
| Ametisti | Violetti kvartsi, yleisesti vyöhykkeinen vaalean violetista syvään purppuraan. | Rautaan liittyvät värikeskukset, jotka aktivoituvat luonnollisella säteilytyksellä. | Lämpö voi muuttaa osaa ametistista keltaisiksi, oransseiksi, ruskeiksi tai vihertäviksi sävyiksi materiaalista ja olosuhteista riippuen. |
| Savukvartsi | Samppanja, harmaanruskea, konjakki, tummanruskea tai lähes musta morioni. | Alumiiniin liittyvät värikeskukset, jotka syntyvät säteilyn vaikutuksesta. | Taustavalaistus paljastaa usein vyöhykkeitä, kirkkaat ytimet, savuiset reunat ja haamut. |
| Sitriini | Keltainen tai oranssi kvartsi. | Voi olla luonnollista, mutta suuri osa kaupallisesta sitriinistä valmistetaan lämmittämällä ametistia tai savukvartsia. | Luonnollinen sitriini on suhteellisen harvinainen; hoitojen ilmoittaminen on tärkeää, kun se on tiedossa. |
| Ruusukvartsi | Pehmeän vaaleanpunainen, yleensä massiivinen ja läpikuultava. | Yleinen ruusukvartsi liittyy mikroskooppisiin kuitumaisiin sisällyksiin ja värikeskusefekteihin; harvinainen kiteinen ruusukvartsi esiintyy eri tavalla. | Jotkut materiaalit voivat näyttää tähtimäisyyttä, kun ne on leikattu cabochoniksi. |
| Maitokvartsi | Valkoinen tai samea kvartsi. | Pienet neste- tai kaasukuplat tai kasvuhäiriöt hajottavat valoa. | Yleinen suonissa ja massiivisissa esiintymissä; voi säilyttää muodonmuutoksen ja hydrotermisen historian. |
| Sisällyskvartsi | Läpinäkyvä tai läpikuultava kvartsikide, joka sisältää näkyviä mineraaleja, nesteitä, haamuja tai kalvoja. | Kvartsi kasvaa tai vangitsee kasvun ja parantumisen aikana rutiilia, turmaliinia, kloriittia, hematiittia, savea, nestemäisiä inkluusioita tai muita vieraita. | Suuntautuminen voi tuottaa chatoyanssia tai tähtimäisyyttä sopivissa kapokoneissa. |
| Aventuriinikvartsi | Kimalteleva kvartsi kimaltavilla levyillä. | Fuksiitti, hematiitti, goetiitti tai muut levymaiset inkluusiot luovat aventuresenssin. | Tunnetuin vihreänä aventuriinina, mutta esiintyy myös oranssina, ruskeana ja muissa väreissä. |
| Prasioliitti | Vihreä kvartsi. | Luonnossa harvinainen; usein tuotettu lämpökäsittelyllä tai säteilytyksellä ja lämmityksellä sopivasta ametistista tai kvartsimateriaalista. | Tarkka merkintä erottaa luonnollisen esiintymän hoidetusta materiaalista, kun se on tiedossa. |
Mikrokiteinen perhe: kalcedoni, agaatti ja jaspis
Mikrokiteinen kvartsi muodostuu niin hienojakoisena, ettei silmä erota yksittäisiä kvartsi-kiteitä. Nämä materiaalit kasvavat usein piigeeleistä ja matalan lämpötilan nesteistä, täyttäen onteloita, korvaten orgaanista ainesta tai muodostaen noduuleja ja raitoja.
Raidallinen kalcedoni
Agaatti muodostuu kerroksellisena kalcedonina onteloissa, suonissa ja kuplissa. Sen renkaat, linnoituskuviot, silmät ja raidat heijastavat rytmisiä muutoksia piin saannissa, kemiassa, epäpuhtauksissa ja kasvuedellytyksissä.
Vahamainen, läpikuultava mikrokvartsi
Kalcedoni on tyypillisesti tasalaatuinen ja läpikuultava, vahamaisen kiiltävä. Se voi muodostaa rypälemäisiä kuoria, tippukivimäisiä massoja, sileitä suonia tai onteloiden vuorauksia.
Läpinäkymätön, epäpuhtauksia sisältävä mikrokvartsi
Jaspis sisältää riittävästi rautaoksideja, savea ja muita epäpuhtauksia tullakseen läpinäkymättömäksi ja kuvioiduksi. Sen värit ja maisemakuvioinnit tallentavat usein sedimentaarisia, vulkaanisia tai hydrotermisiä ympäristöjä.
Piidioksidi sedimenttikivissä
Kalkkikivissä tai muissa sedimenttikivissä, joissa piidioksidi on liikkunut ja uudelleen saostunut, esiintyy usein noduuleina, kerroksina ja korvauksina piikiveä ja piikiveä.
Käytännön ero: agaatti on tyypillisesti raidallinen, kalcedoni yleensä läpikuultava ja tasalaatuinen, ja jaspis on läpinäkymätön ja epäpuhtauksia sisältävä. Kaupassa näiden nimien rajat voivat olla joustavia.
Korvaukset ja pseudomorfit
Kvartsi voi säilyttää jonkin muodon, joka ei enää ole kvartsia, ei enää orgaanista tai ei enää lainkaan läsnä. Nämä korvaukset ovat piin voimakkaimpia geologisia tallenteita.
- Petrifioitunut puu: orgaaninen kudos korvataan kalcedonilla tai kvartsiilla, säilyttäen solurakenteen ja kasvutekstuurit piissä.
- Tiikerinsilmä: kvartsin korvaa tai kasvaa yhdessä kuitumaisen krokiidoliittiin liittyvän materiaalin kanssa, säilyttäen tekstuurin, joka tuottaa chatoyanssia.
- Kvartsi kalkiitin, fluoriitin tai muiden mineraalien jälkeen: kvartsi voi korvata tai valaa aiemmat kiteet, säilyttäen ulkomuodon mutta muuttaen mineraalin identiteettiä.
- Agatisoidut fossiilit: kuoret, luut ja muut fossiiliaineistot voivat muuttua piikivisiksi, säilyttäen biologisen muodon samalla kun tilat täyttyvät kalcedonilla, agaattilla tai kvartsilla.
- Kvartsikasvustot hiekkakiteiden päällä: hiekkakivissä piisementti voi kasvaa optisessa jatkuvuudessa alkuperäisten kvartsikiteiden ympärille, vahvistaen kiveä ja tallentaen diageneettiset olosuhteet.
Synteettinen ja käsitelty kvartsi
Kvartsi voi olla luonnollista, synteettistä, käsiteltyä, värjättyä, pinnoitettua tai koottu koristeellisiksi muodoiksi. Mikään näistä kategorioista ei ole automaattisesti huonompi, mutta tarkka tunnistus ja ilmoitus ovat tärkeitä, koska geologinen tarina muuttuu.
| Materiaali tai prosessi | Mitä se tarkoittaa | Kuinka kuvata sitä huolellisesti |
|---|---|---|
| Hydrotermisesti kasvatettu synteettinen kvartsi | Kvartsi, jota kasvatetaan hallituissa astioissa piidioksidipitoisista liuoksista, laajasti käytetty teknologian alalla ja joskus jalokivissä. | Kutsutaan synteettiseksi kvartiksi, ei luonnolliseksi kvartiksi. Kasvupiirteet eroavat geologisista kiteistä. |
| Lämmönkäsitelty ametisti tai savukvartsi | Lämmitys voi muuttaa värikeskuksia, tuottaen keltaista, oranssia, ruskeaa, vihertävää tai vaaleampaa materiaalia lähteestä riippuen. | Ilmoita lämmönkäsittely, kun se on tiedossa, erityisesti sitriinin tai prasioliitin kaltaisissa väreissä. |
| Säteilytetty kvartsi | Säteilytys voi tummuttaa sopivaa kvartsia tai auttaa luomaan savuisia sävyjä, kun virhekohtia on läsnä. | Ilmoita säteilytys, kun se on tiedossa; pelkkä ulkonäkö ei välttämättä todista luonnollista väriä. |
| Värjätty akaatti | Huokoinen tai raidallinen kalcedoni voi imeä värejä, jotka tehostavat tai muuttavat väriä. | Kirkkaat keinotekoiset värit tulisi merkitä värjätyiksi käsiteltyjen joukossa. |
| Aura-pinnoitettu kvartsi | Kvartsiin levitetään ohut metallikalvo tyhjiökerrostuksella, joka luo helmiäispintaisen värin. | Kuvaile käsiteltynä tai pinnoitettuna kvartsi pintakäsittelyllä, ei luonnollisena värivariaationa. |
| Hartsitäytetty tai stabiloitu materiaali | Halkeillut, huokoinen tai heikko materiaali voidaan täyttää tai stabiloida kestävyyden tai kiillon parantamiseksi. | Ilmoita täyttö tai stabilointi, kun se on tiedossa, erityisesti koruissa tai paljon kosketukselle altistuvissa kappaleissa. |
Hoito ja esillepano
Kvartsi on tarpeeksi kestävä usein käsiteltäväksi, mutta se on silti hauras ja voi lohjeta kärjistä, reunoista ja ohuista päättymistä. Hoito riippuu muodosta: kiinteää pyöristettyä kiveä, herkkää klusteria, värjättyä akaattisiipeä ja aura-pinnoitettua kärkeä ei tulisi käsitellä samalla tavalla.
- Puhdistus: useimmat kiinteät kvartsit voi puhdistaa haalealla vedellä, miedolla saippualla ja pehmeällä liinalla tai harjalla; kuivaa huolellisesti sen jälkeen.
- Herkät näytteet: vältä ultraäänipuhdistusta ja höyrypuhdistusta klustereille, halkeilleille kiteille, pinnoitetuille kappaleille, sisältyville kiville, matriisinäytteille ja vanhoille korjauksille.
- Valo: kirkas kvartsikide on yleensä vakaa, mutta jotkut värivariaatiot ja käsitellyt kivet voivat haalistua tai muuttua pitkäaikaisessa voimakkaassa valossa tai lämmössä.
- Iskut: suojaa kärjet, druusat, sauvat, gwindelit, kaiverretut reunat ja ohuet geodireunat kolhuilta.
- Kemikaalit: vältä voimakkaita puhdistusaineita, happoja, emäksiä ja hankaavia yhdisteitä; hydrofluorihappo on erityisen vaarallinen ja liuottaa piidioksidia.
- Säilytys: pidä kiillotettu kvartsi erillään kovemmista jalokivistä, metallireunoista ja muista kvartsin kärjistä, jotka voivat naarmuttaa tai lohkaista pintoja.
Usein kysytyt kysymykset
Onko kvartsi aina kirkasta?
Ei. Kirkas kvartsi on vain yksi ilmentymä. Kvartsi voi olla violetti, savunvärinen, keltainen, vaaleanpunainen, valkoinen, vihreä, inkluusiollinen, raidallinen, läpinäkymätön, drusi- tai mikrokiteinen, riippuen hivenaineista, inkluusioista, kasvutavasta ja myöhemmästä muutoksesta.
Mikä on ero makro- ja mikrokiteisen kvartsin välillä?
Makrokiteinen kvartsi koostuu kiteistä, jotka ovat tarpeeksi suuria nähtäväksi yksittäisinä jyvinä tai kärkinä. Mikrokiteinen kvartsi rakentuu erittäin hienoista kvartsin ja siihen liittyvien piidioksidivaiheiden kasvustoista, muodostaen kalcedonia, akaattia, jaspista, kvartsiittia ja piikiveä.
Miten ametisti, savukvartsi ja sitriini liittyvät toisiinsa?
Ne ovat kaikki kvartsin lajikkeita, joita muokkaavat värikeskukset ja lämpöhistoria. Ametisti on violetti rautaan liittyvien värikeskusten ja säteilyn vaikutuksesta; savukvartsi on ruskea mustaan alumiiniin liittyvien värikeskusten ja säteilyn vaikutuksesta; sitriini on keltainen oranssiin ja voi olla luonnollinen tai käsittelyllä saatu.
Miksi akaatti muodostaa raitoja?
Akaattin raidat tallentavat muuttuvaa kemiaa, piidioksidin saantia, epäpuhtauksia ja kasvuehtoja kalcedonin ja mikrokiteisen piidioksidin toistuvan kerrostumisen aikana onteloissa tai halkeamissa.
Onko ruusukvartsi yleensä kiteistä?
Useimmiten ruusukvartsi on massiivista ja läpikuultavaa, ei yksittäisiä prismoja. Harvinainen kiteinen ruusukvartsi esiintyy, mutta se on erityinen ilmiö ja tulisi kuvata erikseen tavallisesta massiivisesta materiaalista.
Mikä on kvartsi-fantomi?
Fantomi on sisäinen haamun ääriviiva aiemmasta kiteen pinnasta. Se muodostuu, kun kasvu pysähtyy, pinta päällystyy tai merkitään, ja myöhempi kvartsin kasvu sulkee tuon aiemman vaiheen kiteen sisään.
Voiko kvartsi korvata fossiileja tai puuta?
Kyllä. Piidioksidirikkaat nesteet voivat korvata orgaanisen aineen tai täyttää huokostilat, säilyttäen puun syykuvion, kuoren rakenteen, luun tekstuurin tai muita fossiilisia piirteitä kalcedonina, akaattina tai kvartsiina.
Mitä hoidetuista kvartseista tulisi ilmoittaa?
Lämmönkäsittely, säteilytys, värjäys, pinnoitus, hartsitäyttö, stabilointi ja synteettinen kasvu tulisi ilmoittaa, kun ne ovat tiedossa. Selkeät merkinnät suojaavat eron geologisen värin, pinnan viimeistelyn ja ihmisen avustaman parannuksen välillä.