Quarz

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Einleitung

Quarz, gesteinsbildende Mineralgruppe, verschiedene Modifikationen der Kieselsäure oder des Siliciumdioxids (SiO₂). Die wichtigste Modifikation, der so genannte Tiefquarz, ist nach Feldspat das zweithäufigste Mineral der oberen Erdkruste. Quarz tritt gesteinsbildend in Magmatiten, Sedimentgesteinen und Metamorphiten auf.

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Eigenschaften

Tiefquarz kristallisiert im trigonal-trapezoedrischen, Hochquarz im hexagonal-trapezoedrischen System. Ohne ausdrückliche Differenzierung versteht man unter Quarz die Tiefquarz-Modifikation, die unter den Bedingungen der obersten Erdkruste stabil ist. Oberhalb 573 °C geht Tiefquarz in Hochquarz über, der eine andere Kristallstruktur und andere physikalische Eigenschaften besitzt. Bei der Abkühlung entsteht wieder Tiefquarz, wobei allerdings die Kristallform des Hochquarzes bestehen bleibt (Paramorphose). Bei der mineralogischen Untersuchung von Gesteinen ist daher erkennbar, wenn das Gestein dieser Temperatur ausgesetzt war. Quarz dient so als „geologisches Thermometer”. Kristalle des Tiefquarzes sind im einfachsten Fall sechsseitige Prismen mit scheinbaren Bipyramiden, in gut auskristallisierten Exemplaren aber komplizierte Kombinationen mehrerer Kristallformen. Quarz liegt häufig in diversen Zwillingsformen vor. Neben den gut auskristallisierten Quarzen, die oft sehr schön und in besonderen Fällen auch sehr groß (bis zwei Meter) sind, gibt es dichte und feinstkristalline Varietäten. Quarz besitzt eine Härte von 7 und eine Dichte von 2,65. Quarzkristalle können glasig oder speckig glänzen. In reiner Form sind sie farblos und durchsichtig, meist jedoch durch Beimengungen milchig getrübt. Sie können ferner weiß sein oder verschieden gefärbt.

Quarzkristalle weisen den so genannten piezoelektrischen Effekt auf, d. h., sie erzeugen eine elektrische Ladung, wenn sie unter Druck gesetzt werden. Wegen dieser Eigenschaften spielen Quarzkristalle in der Elektronikindustrie eine wichtige Rolle. Darüber hinaus weisen sie die optische Eigenschaft auf, die Ebene polarisierten Lichtes zu drehen (Zirkularpolarisation), was aber nur unter Polarisationsmikroskopen erkennbar ist.

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Varietäten

Bergkristall ist eine wasserklare Quarzvarietät, von der häufig schöne und große Kristalle gefunden werden. Rosenquarz ist rötlich bis rosa gefärbt und meist trüb, wobei die Färbung oft nachlässt, wenn er dem Licht ausgesetzt wird. Die Kristalle des Rauchquarzes weisen eine rauchig gelbe bis dunkelbraune Farbe auf, der Amethyst, eine halbedle Varietät des Quarzes, ist lila bis violett.

Quarz enthält oft Einschlüsse anderer Minerale, z. B. feine Rutilnadeln. Der Aventurin ist eine derbe Quarzvarietät, die Hämatitblättchen oder Glimmer enthält. Auch Flüssigkeiten und Gase kommen als Einschlüsse vor. Der Milchquarz etwa verdankt seine milchig weiße Farbe zahllosen winzigen, flüssigen oder gasförmigen Einschlüssen.

Die mikrokristallinen Quarzvarietäten, zu denen der Achat, der Opal, der Karneol, der Heliotrop, der Onyx und der Chrysopras zählen, sind Unterformen des Chalcedon im weiteren Sinne.

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Anwendungen

Die verschiedenen Formen des Chalzedons und viele der kristallinen Varietäten des Quarzes werden als Schmuck- und Edelsteine verwendet. Reiner Bergkristall wird in optischen und elektronischen Geräten eingesetzt. Als Sand ist Quarz Ausgangsstoff für die Herstellung von Glas sowie wichtiger Bestandteil von Zement und Mörtel. Gemahlener Quarz dient als Schleifmittel beim Steinschneiden, Sandblasen und Glasschleifen. Pulverisierter Quarz findet in der Herstellung von Porzellan, Scheuerseifen, Schmirgelpapier und Holzfüllern Anwendung. Außerdem wird Quarz in Hochöfen in großem Umfang als Flussmittel zugesetzt. Quarzkristalle können auch synthetisch hergestellt werden.