Quartz minéral

Quartz, minéral largement distribué de nombreuses variétés qui se compose principalement de silice ou de dioxyde de silicium (SiO ₂). Des impuretés mineures telles que le lithium, le sodium, le potassium et le titane peuvent être présentes. Le quartz a attiré l'attention dès les premiers temps; Les cristaux antiques étaient connus des anciens Grecs sous le nom de krystallos - d'où le nom de cristal, ou plus communément de cristal de roche, appliqué à cette variété. Le nom quartz est un vieux mot allemand d'origine incertaine utilisé pour la première fois par Georgius Agricola en 1530.

silice minérale: Quartz

Le quartz se trouve dans de nombreuses variétés dans presque tous les types de roches ignées, sédimentaires et métamorphiques. Il a également été trouvé

Un bref traitement du quartz suit. Pour un traitement complet, voir silice minérale.

Le quartz a une grande importance économique. De nombreuses variétés sont des pierres précieuses, y compris l'améthyste, la citrine, le quartz fumé et le quartz rose. Le grès, composé principalement de quartz, est une pierre de construction importante. De grandes quantités de sable de quartz (également connu sous le nom de sable de silice) sont utilisées dans la fabrication du verre et de la céramique et pour les moules de fonderie dans la coulée des métaux. Le quartz broyé est utilisé comme abrasif dans le papier de verre, le sable de silice est utilisé dans le sablage et le grès est toujours utilisé entier pour fabriquer des pierres à aiguiser, des meules et des meules. Le verre de silice (également appelé quartz fondu) est utilisé en optique pour transmettre la lumière ultraviolette. Les tubes et divers récipients de quartz fondu ont d'importantes applications en laboratoire et les fibres de quartz sont utilisées dans des appareils de pesage extrêmement sensibles.

Le quartz est le deuxième minéral le plus abondant dans la croûte terrestre après le feldspath. Il se rencontre dans presque toutes les roches ignées acides, métamorphiques et sédimentaires. C'est un minéral essentiel dans des roches felsiques riches en silice comme les granites, les granodiorites et les rhyolites. Il est très résistant aux intempéries et a tendance à se concentrer dans les grès et autres roches détritiques. Le quartz secondaire sert de ciment dans les roches sédimentaires de ce type, formant des proliférations sur les grains détritiques. Les variétés microcristallines de silice appelées chert, silex, agate et jaspe se composent d'un fin réseau de quartz. Le métamorphisme des roches ignées et sédimentaires contenant du quartz augmente généralement la quantité de quartz et sa taille de grain.

Le quartz existe sous deux formes: (1) quartz alpha ou bas, qui est stable jusqu'à 573 ° C (1063 ° F), et (2) quartz bêta ou haut, stable au-dessus de 573 ° C. Les deux sont étroitement liés, avec seulement de petits mouvements de leurs atomes constitutifs pendant la transition alpha-bêta. La structure du quartz bêta est hexagonale, avec un groupe de symétrie gaucher ou droitier également peuplé de cristaux. La structure du quartz alpha est trigonale, là encore avec un groupe de symétrie droitier ou gaucher. À la température de transition, la structure tétraédrique des torsions de quartz bêta, entraînant la symétrie du quartz alpha; les atomes se déplacent de positions de groupes spatiaux spéciaux vers des positions plus générales. À des températures supérieures à 867 ° C (1 593 ° F), le quartz bêta se transforme en tridymite, mais la transformation est très lente car la rupture de la liaison a lieu pour former une structure plus ouverte. A des pressions très élevées, le quartz alpha se transforme en coésite et, à des pressions encore plus élevées, en stishovite. De telles phases ont été observées dans les cratères d'impact.

Le quartz est piézoélectrique: un cristal développe des charges positives et négatives sur des bords de prisme alternés lorsqu'il est soumis à une pression ou à une tension. Les charges sont proportionnelles au changement de pression. En raison de sa propriété piézoélectrique, une plaque de quartz peut être utilisée comme manomètre, comme dans un appareil de sondage en profondeur.

Tout comme la compression et la tension produisent des charges opposées, l'effet inverse est que l'alternance de charges opposées provoquera une expansion et une contraction alternées. Une section taillée dans un cristal de quartz avec une orientation et des dimensions définies a une fréquence naturelle de cette expansion et contraction (c.-à-d. Vibration) qui est très élevée, mesurée en millions de vibrations par seconde. Des plaques de quartz correctement coupées sont utilisées pour le contrôle de la fréquence dans les radios, téléviseurs et autres équipements de communication électronique ainsi que pour les horloges et montres contrôlées par cristal.

La Chine, le Japon et la Russie sont les principaux producteurs mondiaux de quartz. La Belgique, le Brésil, la Bulgarie, la France, l'Allemagne, l'Afrique du Sud et le Royaume-Uni exploitent également des quantités importantes de minerai.

Pour les propriétés physiques détaillées, voir silice minérale (