Quarz

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Quarz
Maxl Info.png
Mineral Maxl, Bayern
Allgemeines und Klassifikation
Abkürzung Qtz
Chemische Formel SiO2
Mineralklasse Silikat
Kristallographische Daten
Kristallsystem trigonal
Kristallklasse trigonal-trapezoedrisch; 32
Raumgruppe P3121 (Nr. 152) und P3221 (Nr. 154)
Gitterparameter a = 4,9124 Å; c = 5,4053 Å Bitte Quelle als Einzelnachweis ergänzen!
Formeleinheiten Z = 3 Bitte Quelle als Einzelnachweis ergänzen!
Zwillingsbildung u.a. Japaner Zwilling, Brasilianer Zwilling
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 7
Dichte (g/cm3) ca, 2,65 g/cm³
Farbe transparent (Bergkristall), farblos (Milchquarz), grau (Rauchquarz), rosa (Rosenquarz), violett (Amethyst)…
Strichfarbe weiß
Spaltbarkeit keine
Bruch muschelig
Morphologie Bitte ergänzen!
Glanz Glasglanz (Kristallflächen), fettig (Bruchflächen)
Kristalloptik
Brechungsindizes n? = 1,544
ne = 1,553
Doppelbrechung δ = 0,009
Optischer Charakter einachsig positiv
Pleochroismus ✘ Nein
Weitere Eigenschaften
Besondere Merkmale häufig sechsseitige Prismen mit pyramidalen Endseiten oder xenomorph

Quarz meint im allgemeinen Sprachgebrauch den Tiefquarz, die Tiefdruck und Tieftemperatur-Modifikation von SiO2. Er ist die häufigste Modifikation der SiO2-Minerale und zusammen gehört zusammen mit den Feldspäten zu den häufigsten Mineralen der Erdkruste. Die Angaben aus diesem Artikel beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf den Tiefquarz.



Vorkommen und Paragenese

In fast allen Gesteinen kommt Quarz vor und ist dort meistens xenomorph, nach der Bowen’schen Kristallisationsreihe bildet er sich als letzte Phase im System. Er ist nicht stark verwitterungsanfällig und verhält sich bei chemischer und mechanischer Einwirkung stabil. Er ist Hauptkomponente in vielen Sandsteinen. Unter metamorphen Bedingungen entwickelt er sich zu Quarziten.

Quarz kommt nie zusammen mit Foiden vor.

Klassifikation

Im System SiO2 unterscheidet man sechs verschiedene Modifikationen, die bei unterschiedlichen Druck- und Temperaturverhältnissen gebildet werden (siehe Abbildung).

Neben kristallinem Quarz magmatischen Ursprungs werden amorphe SiO2-Minerale sowie kryptokristalline Quarze in biogenen und chemischen Prozessen an der Erdoberfläche gebildet.

Abbildung: Varietäten von Quarz mit Bildungsmilieu.

Bestimmung im Gelände

Diagnostische Merkmale:

  • Muscheliger Bruch
  • Fettiger Glanz
  • In Pluoniten meist xenomorph
  • Als Gangquarz und in Drusen häufig aus idiomorphen, verzwillingte Kristalle


In Plutoniten erkennt man Quarz, neben muscheligem Bruch und Fettglanz, an seiner häufig gräulichen Farbe (im Vergleich zu Feldspäten).

Für Beispiele von Quarz im Gesteinsverband siehe z.B.: Granit, Quarzit, Gneis, Sandstein.

Bestimmung mit Polarisationsmikroskop

Diagnostische Merkmale:

  • Undulöse Auslöschung
  • Subkörner
  • Niedrige Interferenzfarben: weiß-grau


Quarz ist bei II-Polarisatoren farblos und zeigt keinen Pleochroismus. Er hat durch seine geringen Lichtbrechungswerte ein niedriges Relief (niedriger als Glimmer, etwas höher als Feldspäte).  Unter X-Polarisatoren ist er bei der gewohnten 25 μm dicken Schliffen grau. Sind die Schliffe etwas dicker, ist der Quarz gelblich.

Meistens sieht der Quarz „frisch“ aus, d.h. er hat eine geringe Tendenz zu Verwitterungsumbildungen oder Alteration.

Er ist in Plutoniten meist xenomorph und kommt idiomorph nur in Vulkaniten oder in Gängen vor.

In Vulkaniten kann die Paramorphose von Hochquarz nach Tiefquarz auftreten. Dabei bleibt die sechseckige Morphologie des bei höheren p-T-Bedingungen entstandenen Hochquarzes in der bei krustalen Bedingungen stabilen Tiefquarz - Modifikation erhalten.

In Metamorphiten unterliegt der Quarz häufig dem Lösungs- und Fällungskriechen, da er sich bei erhöhten p-T-Bedingungen im Vergleich zu anderen Körnern leicht löst und sich entlang der Richtung der geringsten Spannung einregelt. So kann am Quarz häufig die kristallographische Neuorientierung mithilfe des Rot I-Plättchens beobachtet werden.

Abbildungen: Stress Caps & Shadow

Da Quarz auf Druck im Vergleich zu anderen Mineralen schnell reagiert, werden Großkörner bei Stressbeanspruchung verformt. Regionen innerhalb eines Korns orientieren sich dann geringfügig um und zeigen unter X-Polarisatoren undulöse Auslöschung.  Produkte der Stressbeanspruchung sind Subkörner. Sie entstehen bei dynamischer Rekristallisation, wenn Großkörner sich unter Stress in energetisch günstigere Kleinkörner aufteilen, die dann unterschiedliche kristallographische Ausrichtungen haben.

Folgende Verwachsungen mit anderen Mineralen sind typisch und haben eigene Namen:

  • Myrmekit: Verwachsungen mit Plagioklas an Grenze zu K-Feldspat (Abbildung)
  • Graphische Verwachsungen (Schriftgranit)

Quarz im Vergleich:

  • Zu Feldspat: Feldspäte haben eine geringere Lichtbrechung und neigen mehr zu Einschlüssen.
  • Zu Nephelin: Nephelin ist einachsig negativ. Er zeigt oft mehr Einschlüsse und Alterationen.

Mineralstruktur und Chemismus

☕ Abbildungen ☕ z.B. auch Modifikationen

☕ Link zu einer Analyse in Analyse-Datenbank

Tipps zu Mineralseperation und Präparation

Quarz ist nach der Separation mittels Waschen (Goldwaschpfanne) in der leichten Fraktion zu finden. Anschließend kann man es unter dem Mikroskop picken.

Beispiele im GEOWiki

☕ Link z.B. zu Gestein speziell Seiten wo das Mineral im Dünnschliff zu sehen ist ☕ Link z.B. zu einer Analyse

Weitere Informationen und Literatur

Deer W.A., Howie R.A., Zussman J. (2013) An introduction to the Rock-Forming Minerals

Hochleitner R., Philipsborn H., Weiner K.L., Rapp K. (1996) Minerale: Bestimmen nach äußeren Kennzeichen

Okrusch M., Matthes S. (2013) Mineralogie

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Maxl