Kuvars: Fiziksel ve Optik Özellikler
Linas JuozenasPaylaş
Fiziksel ve Optik Karakteristikler
Kuvars: Silikanın Optik Çerçevesi
Kuvars kristalin silikadır, SiO2. Sert, yaygın, oda koşullarında trigonal, optik olarak aktif, piezoelektrik ve görsel olarak kaya kristali, ametist, sitrin, dumanlı kuvars, gül kuvarsı, sütlü kuvars, prasiolit, ametirin ve dahil olan çeşitler olarak görünebilecek kadar uyarlanabilir.
Genel Bakış: Dayanıklı Bir Çerçeve Minerali
Kuvars, silikon-oksijen tetraedrallerinden oluşan sürekli bir çerçeveye sahip bir tekto silikattır. Normal yüzey koşullarında alfa kuvars olarak bulunur; trigonal, kiral bir mineraldir ve sol ve sağ yapıları en ayırt edici optik davranışlarından bazılarını açıklar.
El örneklerinde kuvars basit görünebilir: şeffaf, beyaz, mor, dumanlı, sarı, pembe, yeşil, bantlı veya dahil olan maddelerle. Bu görsel çeşitliliğin altında sabit fiziksel sabitler vardır: Mohs sertliği yaklaşık 7, özgül ağırlık yaklaşık 2.65, gerçek bir ayrılma yok, konkoidal kırılma, camsı parlaklık ve kırılma indisleri 1.54 civarındadır.
Kuvars, jeoloji, gemoloji, optik ve teknoloji arasında önem taşıyan nadir minerallerden biridir. Sertliği, mikro kristalin formlarda alet taşı olarak kullanılmasını sağlamış; berraklığı oyma ve optik malzeme olarak değer kazanmasını sağlamış; piezoelektrik davranışı frekans kontrolü ve zaman ölçümünde merkezi rol oynamıştır.
Kristalin silika
Kuvars, SiO2 olan bir çerçeve silikattır. Renk çeşitleri temel mineral türünden ziyade iz elementler, kusurlar, dahil olan maddeler veya işlem geçmişi ile farklılık gösterir.
Sert ama kırılgan
Mohs sertliği 7 olan kuvars, iyi çizilme direnci sağlar, ancak keskin noktalar, ince kenarlar ve kristal birleşim yerleri darbe altında hala çatlayabilir.
Şeffaf, mütevazı, yapısal
Kuvars, orta derecede kırılma indisi, düşük dispersiyon, mütevazı çift kırılma ve kiral yapısından kaynaklanan optik aktiviteye sahiptir.
Fiziksel ve Optik Özellikler
Aşağıdaki değerler makro kristalin kuvarsı tanımlar. Kalsedon, akik, jasper, çört ve çakmak taşı gibi mikro kristalin kuvars, aynı silika temelini paylaşır ancak çok ince yapısı nedeniyle doku, saydamlık, gözeneklilik ve kırılma tarzında farklı davranabilir.
| Özellik | Kuvars | Yorumlama |
|---|---|---|
| Kimyasal bileşim | SiO2, silikon dioksit | Dayanıklılığı ve kimyasal direncinin büyük kısmından sorumlu silikon-oksijen yapısına sahip bir çerçeve silikat. |
| Kristal sistemi | Sıradan koşullarda trigonal | Alfa kuvars altıgen kristal ailesine aittir ancak trigonal ve kiraldir; sol ve sağ el formuna sahiptir. |
| Yüksek sıcaklık dönüşümü | Alfa kuvars, sıradan basınçta yaklaşık 573 °C’de beta kuvarsa dönüşür | Bu dönüşüm jeoloji ve seramikte önemlidir; bitmiş örneklerin normal kullanımı için bir endişe değildir. |
| Yaygın renk aralığı | Renksiz, beyaz, mor, sarı, kahverengi, dumanlı gri, pembe, yeşil, iki renkli veya inklüzyonlu | Renk, kusurlar, renk merkezleri, iz elementler, inklüzyonlar, ışınlanma, ısıtma veya diğer işlem geçmişinden kaynaklanır. |
| Renk çizgisi | Beyaz | Renk çizgisi kuvars çeşitlerini ayırt etmek için kullanışlı değildir, ancak kuvarsın açık renkli tozuyla tutarlıdır. |
| Parlaklık | Camımsı | Taze yüzeyler ve iyi cilalar cam gibi parlaklık gösterir; granüler kütleler mumlu veya yağlı görünebilir. |
| Saydamlık | Saydamdan yarı saydama; kütle malzeme opak olabilir | Kaya kristali su gibi berrak olabilirken, sütlü kuvars, gül kuvarsı ve inklüzyonlu taşlar ışığı dağıtabilir veya kesintiye uğratabilir. |
| Sertlik | Mohs 7 | Kuvars sıradan camı çizer ve birçok takı ve sergi kullanımı için uygundur, ancak kırılgandır. |
| Kırılma ve çatlama | Gerçek bir kırılma yok; konkoidalden düzensiz kırığa kadar | Kuvars, düz yüzeyli düzgün kırılma yerine kabuk benzeri eğrilerle kırılır. |
| Özgül ağırlık | Yaklaşık 2,65 | Kuvars, topaz, birçok sülfür, barit ve benzer boyuttaki birçok oksit mineralden daha hafif hissedilir. |
| Optik karakter | Tek eksenli pozitif | Optik eksen, kristalin c-ekseni ile ilişkilidir; bu, gemolojik ve petrografik tanımlamada önemli bir özelliktir. |
| Kırılma indisleri | nω yaklaşık 1,544–1,546; nε yaklaşık 1,553–1,555 | Bu orta değerler kuvarsa güçlü elmas benzeri parlaklık veya ateş yerine temiz bir görünüm verir. |
| Çift Kırılma | Yaklaşık 0,009 | Kuvars, cilalanmış parçalarda hafif çiftlenme ve ince kesitte birinci dereceden girişim renkleri gösterebilir. |
| Pleokrozm | Yoktan zayıfa kadar | Ametist hafif mor ila kırmızı-mor dikroizm gösterebilir; çoğu kuvars çeşidi az pleokrozm gösterir. |
| Florasan | Değişken, genellikle yoktan zayıfa kadar | Florasan, iz aktivatörlere veya inklüzyonlara bağlıdır ve genellikle kuvars için tanısal değildir. |
| Özel davranış | Piezoelektrik, piroelektrik, optik olarak aktif; ara sıra tribolüminesan | Kuvars, stres altında elektrik yükü üretebilir ve kiral yapısı nedeniyle polarize ışığı döndürebilir. |
| Kimyasal direnç | Suda çözünmez; birçok yaygın aside karşı dirençlidir | Hidroflorik asit silikaya saldırır ve sıradan temizlik veya kullanım için asla kullanılmamalıdır. |
Optik Davranış: Şeffaflık, Kiralite ve İnce Çiftlenme
Kuvars, kırılma indisleri orta derecede ve dispersiyonu düşük olduğu için görsel olarak temiz görünür. Beyaz ışığı güçlü spektral ateşe bölmez; bunun yerine ışığı sessizce iletir, büker ve ikiye katlar.
Trigonal alfa-kuvars yapısı kiraldir. Bireysel kristaller sol veya sağ el olabilir ve bu el yapısı optik aktivite üretir: polarize ışığın düzlemi kristalden geçerken döner. Bu, kuvarsın uzun süredir optik çalışmalarda kullanılmasının nedenlerinden biridir.
Kuvarstaki çift kırılma mütevazı ama gerçektir. Temiz cilalı bir parçada, taşın içinden bakıldığında yazı çizgisi, uygun bakış açısı ve kalınlıkta hafif çiftlenme gösterebilir. Çapraz polarizatörler altında ince kesitler genellikle düşük birinci dereceden girişim renkleri gösterir. Metamorfik kayalardaki deformasyona uğramış kuvars, mikroskop sahnesi dönerken düzensiz sönümleme gösterebilir.
Kuvarsı ışıkta nasıl okumalı
- Nötr iletilen ışık vücut rengini, bulutları, örtüleri, zonlamayı ve inklüzyonları abartmadan gösterir.
- Arka aydınlatma hayaletleri, dumanlı kenarları, büyüme zonlamasını, sıvı inklüzyonlarını ve iç çatlakları ortaya çıkarır.
- Polarize ışık optik aktivite, ikizlenme etkileri, gerilim ve ince veya hazırlanmış örneklerde dalgalı sönümlemeyi gösterebilir.
- Eğimli ışık yüzey durumunu gösterir: çizikler, çukurlar, kırıklar, cilalama kalitesi, oyulmuş yüzeyler ve onarımlar.
Renk ve Nedenler
Kuvars rengi, kafes kusurları, iz elementler, inklüzyonlar, radyasyon geçmişi ve bazen işlemin kaydını tutar. Çoğu isimlendirilmiş renk çeşidi kuvars olarak kalır; çeşit adı görünüm ve nedeni tanımlar, farklı bir mineral türü değil.
| Çeşit | Görünüm | Ana Neden veya Bağlam | Notlar |
|---|---|---|---|
| Kaya kristali | Renksiz, saydam kuvars | Düşük safsızlık içeriği ve sınırlı saçılma inklüzyonları | Prizma geometrisi, iç çatlaklar, kabarcıklar ve optik berraklık için en iyisi. |
| Sütlü kuvars | Beyaz, bulutlu, yarı saydamdan opak | Bol miktarda küçük sıvı veya katı inklüzyonlar ışığı saçar | Damarlarda ve kütle yataklarda yaygın; beyazlık genellikle pigment değil, saçılmadır. |
| Ametist | Soluk menekşeden koyu mora | Doğal ışınlama ile aktive olan demirle ilişkili renk merkezleri | Renk zonlaması ve hafif dikroizm gösterebilir; ısı bazı ametistleri sarı, turuncu, kahverengi veya yeşilimsi renklere dönüştürebilir. |
| Dumanlı kuvars | Şampanya, gri-kahverengi, konyak, koyu kahverengi, siyaha yakın morion | Işınlama ile oluşan alüminyumla ilişkili renk merkezleri | Isı, dumanlı rengi açabilir veya ağartabilir; yapay ışınlama da dumanlı tonları oluşturabilir veya derinleştirebilir. |
| Sitrin | Sarıdan turuncuya kuvars | Doğal renk merkezleri veya ısı ile değiştirilmiş ametist ya da dumanlı kuvars | Doğal sitrin nispeten nadirdir; ticari sitrin benzeri malzemenin çoğu ısı ile işlenmiştir. |
| Gül kuvarsı | Yumuşak pembe, genellikle yarı saydam ve kütle halinde | Malzemeye bağlı olarak mikroskobik lifli inklüzyonlar ve renk merkezi etkileri | Bazı gül kuvarsları doğru kesildiğinde yıldız etkisi gösterir; nadir kristalin gül kuvarsı belirgin bir oluşum şeklidir. |
| Prasiolit | Yeşil kuvars | Nadir doğal; genellikle uygun malzemenin ısı tedavisi veya ışınlama artı ısıtılmasıyla üretilir | Doğru tanım, biliniyorsa doğal oluşumu tedavi kaynaklı yeşil kuvarstan ayırmalıdır. |
| Ametrin | Bir kristalde mor ve sarı zonlar | Bölgeler arasında farklı oksidasyon ve termal geçmişler | En çok Bolivya malzemesiyle ilişkilendirilir; zonlama ve renk kontrastı görsel kalitesinin merkezindedir. |
| Dahil edilmiş kuvars | Görünür misafir mineraller, hayaletler, sıvılar veya filmler içeren berrak veya yarı saydam kuvars | Kuvars, rutil, turmalin, klorit, hematit, kil, sıvı dahil olmaları veya diğer malzemeleri büyütür veya hapseder. | Dahil olanlar manzaralı içler, kedi gözü, yıldızlar, gökkuşakları veya hayalet hatları oluşturabilir. |
Kristal Alışkanlığı, İkizlenme ve Dokular
Kuvars genellikle rombohedral sonlanmalı altı yüzlü prizma olarak oluşur, ancak büyüme ortamları çok çeşitli alışkanlıklar üretir: çift sonlanmalar, scepterler, elestial formlar, gwindeller, Japonya kanunu ikizleri, hayaletler, drüze ve masif damar malzemesi.
Klasik kuvars formu
İyi oluşmuş kristaller altıgen prizma, rombohedral sonlanmalar ve prizma yüzlerinde sık yatay çizgiler gösterir.
Açık alana büyüme
Sıkı bir bağlantı olmadan serbestçe büyüyen kristaller her iki uçta da sonlanabilir. “Herkimer elması”, New York Herkimer County’den ve benzer yerlerden gelen olağanüstü berrak çift sonlanmalı kuvars için ticari bir isimdir.
Sonuçları olan simetri
Dauphiné, Brezilya ve Japonya kanunu ikizlenmesi optik davranışı, büyüme işaretlerini ve kristal şeklini etkileyebilir. Bazı ikizler ince, bazıları dramatik geometri oluşturur.
Aşamalar halinde büyüme
Scepterler, daha önceki bir kristalin üzerine daha sonraki kuvarsın büyümesiyle oluşur. Hayaletler, daha sonraki büyüme içinde eski kristal yüzeylerini hayaletimsi iç hatlar olarak korur.
Bükülmüş alpin formlar
Gwindeller, alpin tipi çatlaklarla ilişkili bükülmüş, tabular kuvars formlarıdır. Hem geometrisi hem de alışılmadık büyüme koşullarının kanıtı olarak değer taşırlar.
Parıltıdan yapıya
Drüzy kuvars, boşluk duvarlarında küçük kristallerden oluşan halılar oluşturur. Masif kuvars, bireysel görünür sonlanmalara sahip değildir ancak dayanıklı damarlar, bloklar ve taş işçiliği malzemesi oluşturabilir.
Tanımlama ve Benzerleri
Kuvars genellikle sertlik, bölünme eksikliği, kristal alışkanlığı, kırılma indisi, özgül ağırlık ve kırılma gibi birleşik kanıtlarla tanımlanabilir. Sadece renk yeterli değildir, özellikle sarı, kahverengi, renksiz veya işlenmiş malzemeler için.
| Soru | Kuvars | Yaygın Benzerlik Sorunu |
|---|---|---|
| Topaz mı? | Kuvarsın Mohs sertliği 7, özgül ağırlığı yaklaşık 2.65, gerçek bir bölünmesi yoktur ve kırılma indisi yaklaşık 1.544–1.553’tür. | Topaz daha sert, daha yoğun, ortorombik ve mükemmel bazal bölünmeye sahiptir. “Dumanlı topaz” gibi terimler, malzeme kuvars olduğunda yanıltıcıdır. |
| Cam mı? | Kuvars çoğu camdan daha serttir ve doğal büyüme özellikleri, mineral dahil olmaları, iyileşmiş kırıklar ve konkoidal kırıklar gösterebilir. | Cam yuvarlak kabarcıklar, akış çizgileri, kalıplanmış yüzeyler veya daha düşük sertlik içerebilir; kuvars kristal yapısına sahip değildir. |
| Florit mi? | Kuvars daha serttir ve kırılma göstermez. | Florit daha yumuşaktır, mükemmel oktahedral kırılma gösterir ve genellikle daha güçlü floresans sergiler. |
| Kalsit mi? | Kuvars serttir, soğuk seyreltilmiş asitte köpürmez ve rombohedral kırılma göstermez. | Kalsit çok daha yumuşaktır, güçlü rombohedral kırılma gösterir ve asitle köpürür. |
| Renk doğal mı? | Bazı kuvars renkleri doğaldır; diğerleri ısıtılmış, ışınlanmış, boyanmış, kaplanmış veya sentetik olabilir. | İşlem geçmişi her zaman sadece görünüşle belirlenemez. Isıyla işlenmiş sitrin benzeri kuvars, ışınlanmış dumanlı kuvars, boyanmış akik ve aura kaplı kuvars bilindiğinde doğru şekilde tanımlanmalıdır. |
Güvenilir tanımlama birikimlidir: sertlik, kırık, kristal alışkanlığı, yoğunluk, kırılma indisi, dahil olanlar, zonlama ve işlem bilgisi birlikte tek bir görünür özelliğe göre daha güçlü bir sonuç oluşturur.
Kuvarsı Görüntüleme ve Fotoğraflama
Kuvars farklı ışık altında karakter değiştirir. Temiz malzeme arka ışıkla ödüllendirilir; ametist ve sitrin doğru renk için nötr ışık gerektirir; dumanlı kuvars kenar ışığından faydalanır; dahil kuvars iç yapıları okunabilir kılmak için yan ışığa ihtiyaç duyabilir.
| Aydınlatma Yöntemi | Ortaya Çıkarır | En İyi Kullanım |
|---|---|---|
| Nötr gün ışığı veya dengeli LED | Doğru gövde rengi, doygunluk ve yüzey yansıtıcılığı. | Ametist, sitrin, dumanlı kuvars, gül kuvarsı ve genel renk değerlendirmesi. |
| Arka ışık | Berraklık, hayaletler, iç kırıklar, kabarcıklar, dumanlı zonlama, temiz çekirdekler ve dahil yapılar. | Kaya kristali, dumanlı kuvars, dahil kuvars ve koyu örnekler. |
| Eğimli ışık | Parlatma izleri, çizikler, oyma, kırıklar, çukurlar, yüzey tamirleri ve doğal temas alanları. | Durum incelemesi ve detaylı dokümantasyon. |
| Tek nokta ışık | Kedi gözü, yıldızlar, hareketli bantlar, yüzey yansımaları ve faset geometrisi. | Yıldız gül kuvars, rutilli kuvars kabuşonları ve cilalanmış dahil kuvars. |
| Polarize ışık | Gerilim, ikizlenme, optik aktivite, girişim renkleri ve dalgalı sönüm. | Gemolojik testler, öğretim ve ince kesit çalışmaları. |
Bakım, Sergileme ve Kullanım
Kuvars dayanıklıdır, ancak narin formlar özenli bakım gerektirir. Uçlar, druz, ince jeode kenarları, dahil taşlar, kaplanmış parçalar, tamir edilmiş örnekler ve matris örnekleri, katı yuvarlanmış kuvarstan daha nazikçe muamele edilmelidir.
- Temizlik: çoğu işlenmemiş katı kuvars, ılık su, hafif sabun ve yumuşak bir bez veya fırça ile temizlenebilir, ardından iyice kurutulmalıdır.
- Narin formlar: kümeler, druz, kırık kuvars, dahil kuvars, aura kaplı kuvars, matris örnekleri ve tamir edilmiş malzemeler için ultrasonik ve buharlı temizlemeden kaçının.
- Işık ve ısı: berrak kuvars genellikle stabildir, ancak ametist, dumanlı kuvars, gül kuvarsı, işlenmiş sitrin, boyanmış akik ve kaplanmış kuvars uzun süreli yoğun ışık veya ısı altında değişebilir.
- Darbelere karşı: uçları, asa benzeri yapıları, gwindel basamaklarını, jeode kenarlarını ve cilalı yüzeyleri darbelerden koruyun.
- Kimyasallar: sert temizleyiciler ve aşındırıcılar kullanmaktan kaçının. Hidroflorik asit silikayı çözer ve sıradan bakım için uygun değildir.
- Depolama: keskin kuvars uçlarının komşu taşları çizmemesi veya kırmaması için cilalı parçaları ve kümeleri ayrı tutun.
Sıkça Sorulan Sorular
Kuvars her zaman renksiz midir?
Hayır. Kaya kristali renksiz kuvarstır, ancak kuvars mor, sarı, kahverengi, pembe, yeşil, beyaz, dumanlı, iki renkli, bantlı veya dahil maddeli olabilir. Renk, iz kimyası, kusurlar, dahil olan maddeler, ışınlama, ısıtma ve işlem geçmişine bağlıdır.
“Alfa kuvars” ne anlama gelir?
Alfa kuvars, sıradan yüzey koşullarında kararlı olan düşük sıcaklık kuvars formudur. Yaklaşık 573 °C’de ve normal basınçta beta kuvarsa dönüşür, bu yüksek sıcaklık formudur. Soğuduğunda beta kuvars tekrar alfa kuvarsa döner.
Kuvarsın kırılma düzlemi var mı?
Kuvarsın gerçek bir kırılma düzlemi yoktur. Konkoidal veya düzensiz kırılma ile kırılır, düz kırılma yüzeyleri yerine eğri, cam benzeri kırık yüzeyler oluşturur.
Kuvars neden saatlerde kullanılır?
Kuvars piezoelektriktir. Doğru kesildiğinde ve elektriksel olarak uyarıldığında, kararlı bir frekansta titreşir ve bu nedenle frekans kontrolü ve zaman tutma için kullanılır.
“Herkimer elması” elmas mıdır?
Hayır. “Herkimer elması” New York, Herkimer County ile ilişkili, doğal olarak çift uçlu, berrak kuvars kristalleri için ticari bir isimdir ve benzer kaynaklardan gelen kuvarslar için de kullanılır. Bu kuvars olup elmas değildir.
Kuvars neden optik aktivite gösterebilir?
Alfa kuvars kiraldir, yani yapısı sol veya sağ el olabilir. Bu el yapısı, kuvarsın içinden geçen polarize ışığın düzlemini döndürmesini sağlar.
Kuvars işlenebilir mi?
Evet. Kuvars ısıtılabilir, ışınlanabilir, boyanabilir, kaplanabilir, stabilize edilebilir, doldurulabilir veya sentetik olarak büyütülebilir. Bu işlemler çekici malzeme üretebilir, ancak biliniyorsa doğru şekilde tanımlanmalıdır.