Kvarts: Bildning, Geologi & Varianter
Linas JuozenasDela
Bildning, geologi och varianter
Kvarts: Kiseldioxidens berättelse skriven i kristall, sand, ådra och agat
Kvarts är kristallin kiseldioxid, SiO2, och en av jordens mest bestående mineralregister. Den kristalliserar från smältor, växer från hydrotermala vätskor, överlever vittring som sand, cementerar sediment, fyller geoder och återuppträder som agat, jaspis, kalcedon, ametist, rökig kvarts, rosenkvarts och många andra uttryck för kiseldioxidcykeln.
Kiseldioxidcykeln: Varför kvarts finns överallt
Kvarts är den stabila kristallina formen av kiseldioxid som är mest bekant vid jordens yta. Den uppträder i slutet av många geologiska processer eftersom kiseldioxid är rikligt förekommande, rörlig i vätskor under rätt förhållanden och motståndskraftig när den väl kristalliserat.
I jordskorpan rör sig kiseldioxid genom magmor, hydrotermala vätskor, grundvatten, sedimentära system, vittringscykler och metamorfa bergarter. Resultatet är en familj av material som kan se dramatiskt olika ut men ändå byggas av samma grundformel, SiO2.
Alfa-kvarts
Kvartsens rumstemperaturform är trigonalt och kiralt. Det är den välbekanta kvartsen i kristaller, ådror, sand och de flesta geologiska prover.
Beta-kvarts
Över cirka 573 °C vid normalt tryck omvandlas kvarts till beta-kvarts. Vid avkylning återgår den till alfa-kvarts, ofta med bevarade ledtrådar i texturer och kristallform.
Kalcedon, agat och jaspis
Många kompakta kvartsvarianter är fibrösa eller kryptokristallina sammanväxter av kvarts och moganit, bildade från kiselsyrarika geler och lågtemperaturvätskor.
Opal till kvarts
Kiseldioxid kan först uppträda som opal-A eller opal-CT, för att sedan mogna mot kalcedon och kvarts under diagenes och långsiktiga geologiska förändringar.
Var kvarts bildas
Kvarts bildas i många geologiska miljöer eftersom kiseldioxid kan koncentreras av smältor, vätskor, vittring och trycklösning. Varje miljö ger en annan typ av kristall, textur eller mikrokristallin kropp.
| Miljö | Process | Vad det vanligtvis producerar |
|---|---|---|
| Felsiska magmatiska bergarter | Kristallisering i sena stadier från kiselsyrarika granit- och ryolitssystem. | Kvartsgryn i granit, grafiska granitstrukturer, miarolitiska fickkristaller och zonerad kvarts i vulkaniska håligheter. |
| Pegmatiter | Volatila rika restsmältor kristalliserar långsamt i öppna fickor. | Stora kristaller, klara spetsar, rökig kvarts, spjut, skelettliknande ansikten och associationer med fältspat, glimmer, turmalin, beryll och andra mineral från sena stadier. |
| Hydrotermala ådror | Varma kiselsyrabärande vätskor avsätter kvarts längs sprickor och öppna utrymmen. | Kamskiktkvarts, bandade ådror, drusbeläggningar, spöken, alpin-spricks kristaller och associationer med karbonater, sulfider, fluorit, klorit eller järnoxider. |
| Vuggar och geoder | Kiselsyrarika vätskor tränger in i vesiklar, håligheter och sprickor. | Agat- och kalcedonband, kvartsdruscentra, ametistgeoder och lager av kiselfyllningar i vulkaniska eller sedimentära värdbergarter. |
| Metamorfa bergarter | Omkristallisation, trycklösning och vätskeflöde under deformation och uppvärmning. | Kvartsit, bandkvarts, ådrakvarts, undulatorisk extinction i deformerade korn och sprickkristaller i alpin-typ miljö. |
| Sedimentära och diagenetiska system | Kiselsyrecementering, åldrande av kiselsyregel, ersättning och grundvattenutfällning. | Flinta, flintsten, förstenat trä, agatiserade fossil, kvartsöverväxter på sandkorn och noduler i kalksten eller skiffer. |
Hur miljön förändrar utseendet
- Öppna håligheter tillåter skarpa eukristallina kristaller att växa fritt i utrymmet.
- Ådror och sprickor gynnar band, kamskikt, spöken och drusbeläggningar.
- Vulkaniska bubblor och sedimentära håligheter gynnar agat, kalcedon, kvartsdrus och geoder.
- Metamorfos omkristalliserar kvarts till mosaiker, band, ådror och kvartsitkroppar.
Från smälta till mineral: en bildningstidslinje
Kvarts kan ingå i bergartscykeln i flera skeden. Dess beständighet innebär att samma kiseldioxid kan kristalliseras, eroderas, transporteras, lösas upp och återuppträda i en ny geologisk miljö.
Magmaf fas
Felsiska magmor blir berikade med kiseldioxid när tidigare mineral kristalliserar. Kvarts uppträder när förhållandena gynnar kiselsaturation.
Fickfas
Flyktiga ämnen och sena smältor skapar håligheter där kvarts, fältspat, glimmer och andra mineral växer in i öppet utrymme.
Hydrotermal fas
Kylande vätskor rör sig genom sprickor och avsätter kvarts som ådror, band, kamskikt, spjut, spöken och drusbeläggningar.
Vittringsfas
Kvarts överlever kemisk och mekanisk vittring bättre än många mineral och blir sand, silt och hållbara detritiska korn.
Diagenetisk fas
Kiselsyregeler och grundvattenkiselfyller håligheter, cementerar sediment, bildar flinta, bandagat och ersätter organiska material som trä eller skal.
Metamorf fas
Värme, tryck och vätskor omkristalliserar kvarts till kvartsit, bandtexturer och nya ådror bildade genom trycklösning och omavsättning.
Tillväxtformer och texturer
Kvartsens textur speglar tillväxtutrymme, vätskekemi, temperatur, deformation och senare omvandling. En kristallspets, ett agatband, en flintnål och en kvartsitbit är olika sidor av samma kiselsaga.
Klassisk makrokristallin kvarts
Välformade kristaller visar ofta sexsidiga prismor, romboedriska avslutningar och horisontella strimmor. Dubbelavslutade kristaller bildas när kvarts växer fritt utan att fästa vid en matrisyta.
Tillväxt i pulser
Scepter bildas när en senare kvartsgeneration växer över en äldre kristall. Fenster- eller skelettkvarts visar snabb, ojämn eller flyktig-rik tillväxt längs kanter och ytor.
Kristallsymmetri synliggjord
Japan-lagade tvillingar möts i en karakteristisk vinkel, medan alpina gwindlar vrider sig till trappstegsformer som uppskattas för sin bevisning av ovanliga tillväxt- och deformationsförhållanden.
Mikrokristaller på ytor
Drusig kvarts bildar gnistrande mattor av små kristaller på geodens insidor, agatcentra, ådror och matrisytor. Järnoxider, klorit eller andra beläggningar kan färga eller slöja ytan.
Tidigare kristaller inuti senare kristaller
När tillväxten avstannar och en yta täcks av klorit, hematit, lera eller annat material kan senare kvarts omsluta den ytan som en spöklik intern kontur.
Deformation i tunt snitt
Under polariserat ljus kan deformerade kvartsgryn slockna ojämnt, vilket avslöjar spänning, trycklösning och rekristallisationshistoria i metamorfa eller tektoniserade bergarter.
Kvartsvarianter: Färg, form och tillväxthistoria
De flesta kvartsvarianter är inte separata mineralarter. De är kvarts formad av spårämnen, färgcentra, inneslutningar, fibrösa strukturer eller mikrokristallin tillväxt.
| Varietet | Utseende | Orsak eller geologisk kontext | Anteckningar |
|---|---|---|---|
| Bergkristall | Färglös, transparent makrokristallin kvarts. | Lågt innehåll av föroreningar och öppen tillväxt i ådror, pegmatiter, alpina sprickor eller geoder. | Användbar för att observera kristallform, striationer, inneslutningar och optisk klarhet. |
| Ametist | Lila kvarts, vanligtvis zonerad från blek violett till djup lila. | Järnrelaterade färgcentra aktiverade av naturlig bestrålning. | Värme kan förändra viss ametist mot gula, orange, bruna eller grönaktiga toner beroende på material och förhållanden. |
| Rökkvarts | Champagne, gråbrun, cognac, mörkbrun eller nästan svart morion. | Aluminiumrelaterade färgcentra som bildas genom bestrålning. | Bakgrundsbelysning avslöjar ofta zonering, klara kärnor, rökiga kanter och spöken. |
| Citrin | Gul till orange kvarts. | Kan vara naturlig, men mycket kommersiell citrin framställs genom värmebehandling av ametist eller rökkvarts. | Naturlig citrin är relativt ovanlig; behandling måste anges när den är känd. |
| Rosenkvarts | Mjuk rosa, vanligtvis massiv och genomskinlig. | Vanlig rosenkvarts är associerad med mikroskopiska fibrösa inneslutningar och färgcentrumeffekter; sällsynt kristallin rosenkvarts har en annan förekomstform. | Vissa material kan visa asterism när de är korrekt slipade som cabochon. |
| Mjölkig kvarts | Vit till grumlig kvarts. | Mikroskopiska vätskeinneslutningar, gasinneslutningar eller tillväxtstörningar sprider ljus. | Vanlig i ådror och massiva fyndigheter; kan bevara deformation och hydrotermal historia. |
| Innesluten kvarts | Klar eller genomskinlig kvarts som innehåller synliga mineral, vätskor, spöken eller filmer. | Kvarts växer över eller fångar in rutil, turmalin, klorit, hematit, lera, vätskeinklusioner eller andra gäster under tillväxt och läkning. | Orientering kan ge chatoyans eller asterism i lämpliga cabochoner. |
| Aventurinkvarts | Glittrande kvarts med gnistrande plattor. | Fuksite, hematit, goetit eller andra platta inklusioner skapar aventurescens. | Mest känd som grön aventurin, men orange, brun och andra färger förekommer. |
| Prasiolit | Grön kvarts. | Sällsynt i naturen; ofta framställd genom värmebehandling eller bestrålning plus uppvärmning av lämpligt ametist- eller kvarts-material. | Korrekt märkning bör skilja naturligt förekommande material från behandlat material när detta är känt. |
Den mikrokristallina familjen: kalcedon, agat och jaspis
Mikrokristallin kvarts bildas i en skala som är för fin för ögat att urskilja som individuella kvartskristaller. Dessa material växer ofta från kiselsyra-geler och lågtemperaturvätskor, vanligtvis fyllande håligheter, ersättande organiskt material eller bildande noduler och band.
Bandad kalcedon
Agat bildas som lager av kalcedon i håligheter, vener och vesiklar. Dess ringar, befästningsmönster, ögon och band speglar rytmiska förändringar i kiseldioxidtillförsel, kemi, föroreningar och tillväxtförhållanden.
Vaxartad, genomskinlig mikrokvarts
Kalcedon är vanligtvis enhetlig och genomskinlig med en vaxartad glans. Det kan bilda botryoida skikt, stalaktitliknande massor, släta vener eller hålighetsbeklädnader.
Ogenomskinlig, föroreningsrik mikrokvarts
Jaspis innehåller tillräckligt med järnoxider, leror och andra föroreningar för att bli ogenomskinlig och mönstrad. Dess färger och sceniska mönster speglar ofta sedimentära, vulkaniska eller hydrotermala miljöer.
Kiseldioxid i sedimentära bergarter
Kiseldolomit och flinta förekommer som noduler, lager och ersättningar, ofta i kalksten eller andra sedimentära miljöer där kiseldioxid mobiliserats och återutfällts.
Praktisk skillnad: agat är vanligtvis bandad, kalcedon är oftast genomskinlig och mer enhetlig, och jaspis är ogenomskinlig och rik på föroreningar. Inom handeln kan gränserna mellan dessa namn vara flexibla.
Ersättningar och pseudomorfer
Kvarts kan bevara formen av något som inte längre är kvarts, inte längre organiskt eller inte längre existerar alls. Dessa ersättningar är bland kiseldioxids mest kraftfulla geologiska register.
- Förstenat trä: organiskt vävnad ersätts av kalcedon eller kvarts, vilket bevarar cellstruktur och tillväxtmönster i kiseldioxid.
- Tigeröga: kvarts ersätter eller växer ihop med fibröst material relaterat till crocidolit, vilket bevarar en struktur som ger chatoyans.
- Kvarts efter kalcit, fluorit eller andra mineral: kvarts kan ersätta eller avbilda tidigare kristaller, behålla den yttre formen samtidigt som mineralidentiteten ändras.
- Agatiserade fossil: skal, ben och andra fossila material kan bli kiselsatta, vilket bevarar den biologiska formen samtidigt som utrymmen fylls med kalcedon, agat eller kvarts.
- Kvartsöverväxt på sandkorn: i sandstenar kan kiselcement växa i optisk kontinuitet runt ursprungliga kvartskorn, vilket stärker stenen och registrerar diagenetiska förhållanden.
Syntetisk och behandlad kvarts
Kvarts kan vara naturlig, syntetisk, behandlad, färgad, belagd eller sammansatt till dekorativa former. Ingen av dessa kategorier är automatiskt sämre, men korrekt identifiering och upplysning är viktigt eftersom den geologiska historien förändras.
| Material eller process | Vad det betyder | Hur man beskriver det noggrant |
|---|---|---|
| Hydrotermisk syntetisk kvarts | Kvarts som växts i kontrollerade kärl från kiseldioxidhaltiga lösningar, används mycket inom teknik och ibland i ädelstenar. | Kalla det syntetisk kvarts, inte naturlig kvarts. Tillväxtdrag skiljer sig från geologiska kristaller. |
| Värmebehandlad ametist eller rökig kvarts | Uppvärmning kan förändra färgcentra och ge gul, orange, brun, grönaktig eller blekare färg beroende på ursprung. | Ange värmebehandling när det är känt, särskilt för citrinliknande eller prasiolitliknande färger. |
| Bestrålad kvarts | Strålning kan mörka lämplig kvarts eller hjälpa till att skapa rökiga toner när defektställen finns. | Uppge bestrålning när det är känt; utseendet ensam bevisar inte naturlig färg. |
| Färgad agat | Porös eller bandad kalcedon kan ta upp färgämnen som förstärker eller ändrar färgen. | Ljusa onaturliga färger bör märkas som färgade när de är behandlade. |
| Aura-belagd kvarts | En tunn metallfilm appliceras på kvarts genom vakuumavlagring, vilket skapar iriserande ytfärg. | Beskriv som behandlad eller belagd kvarts med en yta, inte som en naturlig färgvariant. |
| Hartsfyllt eller stabiliserat material | Sprucket, poröst eller svagt material kan fyllas eller stabiliseras för att förbättra hållbarhet eller polering. | Uppge fyllning eller stabilisering när det är känt, särskilt för smycken eller föremål med mycket kontakt. |
Skötsel och visning
Kvarts är tillräckligt hållbar för frekvent hantering, men den är fortfarande spröd och kan flisa vid spetsar, kanter och tunna avslutningar. Skötseln beror på formen: en solid slipad sten, ett ömtåligt kluster, en färgad agat-skiva och en aura-belagd spets bör inte hanteras på samma sätt.
- Rengöring: de flesta solida kvartsar kan rengöras med ljummet vatten, mild tvål och en mjuk trasa eller borste; torka noggrant efteråt.
- Ömtåliga exemplar: undvik ultraljuds- och ångrengöring för kluster, spruckna kristaller, belagda bitar, inklusionsstenar, matrixexemplar och gamla reparationer.
- Ljus: klar kvarts är generellt stabil, men vissa färgvarianter och behandlade stenar kan blekna eller förändras vid långvarigt intensivt ljus eller värme.
- Stötar: skydda spetsar, druser, scepter, gwindlar, skurna kanter och tunna geodkanter från slag.
- Kemikalier: undvik starka rengöringsmedel, syror, baser och slipande ämnen; fluorvätesyra är särskilt farlig och löser upp kiseldioxid.
- Förvaring: förvara polerad kvarts åtskild från hårdare ädelstenar, metalleder och andra kvarts-spetsar som kan repa eller flisa ytor.
Vanliga frågor
Är kvarts alltid klar?
Nej. Klar kvarts är bara ett uttryck. Kvarts kan vara lila, rökig, gul, rosa, vit, grön, inklusionsrik, bandad, ogenomskinlig, drusig eller mikrokristallin, beroende på spårkemi, inklusioner, tillväxtstil och senare förändringar.
Vad är skillnaden mellan makrokristallin och mikrokristallin kvarts?
Makrokristallin kvarts har kristaller stora nog att ses som individuella korn eller spetsar. Mikrokristallin kvarts är uppbyggd av extremt fina sammanväxter av kvarts och relaterade kiseldioxidfaser, vilket ger kalcedon, agat, jaspis, flinta och flinta.
Hur hänger ametist, rökkvarts och citrin ihop?
De är alla kvartsvarianter formade av färgcentra och termisk historia. Ametist är lila från järnrelaterade färgcentra och bestrålning; rökkvarts är brun till svart från aluminiumrelaterade färgcentra och bestrålning; citrin är gul till orange och kan vara naturlig eller behandlingsframställd.
Varför bildar agat band?
Agatband registrerar förändrad kemi, kiseldioxidtillgång, föroreningar och tillväxtförhållanden under upprepad avsättning av kalcedon och mikrokristallin kiseldioxid inuti håligheter eller sprickor.
Är rosenkvarts vanligtvis kristallin?
Den vanligaste rosenkvartsen är massiv och genomskinlig snarare än individuella prismatiska kristaller. Sällsynt kristallin rosenkvarts förekommer, men det är en speciell förekomst och bör beskrivas separat från det vanliga massiva materialet.
Vad är ett kvartsspöke?
Ett spöke är en intern skuggliknande kontur av en tidigare kristallyta. Det bildas när tillväxten avstannar, en yta täcks eller markeras, och senare kvarts tillväxt förseglas det tidigare stadiet inuti kristallen.
Kan kvarts ersätta fossil eller trä?
Ja. Kiseldioxidrika vätskor kan ersätta organiskt material eller fylla porutrymmen och bevara träådring, skalstruktur, benstruktur eller andra fossilfunktioner som kalcedon, agat eller kvarts.
Vad bör anges om behandlad kvarts?
Värmebehandling, bestrålning, färgning, beläggning, hartsfyllning, stabilisering och syntetisk tillväxt bör anges när de är kända. Tydliga etiketter skyddar skillnaden mellan en geologisk färg, en yta och en mänskligt assisterad förbättring.