Quarz, auch Tiefquarz oder α-Quarz genannt, ist ein Mineral mit der chemischen Zusammensetzung SiO2 und trigonaler Symmetrie. Er ist die auf der Erdoberfläche stabile Form (Modifikation) des Siliciumdioxids und nach den Feldspaten das zweithäufigste Mineral der Erdkruste. Bei einer Temperatur von über 573 °C (unter einem Druck von 1 bar) geht Tiefquarz durch Änderung der Kristallstruktur in Hochquarz über.
Mit einer Mohshärte von 7 gehört Quarz zu den harten Mineralen und dient als Bezugsgröße auf der bis 10 (Diamant) reichenden Skala nach Friedrich Mohs. Er bildet oft gut entwickelte Kristalle von großer Formen- und Farbenvielfalt, deren Kristallflächen Glasglanz aufweisen. Quarz besitzt keine Spaltbarkeit, bricht muschelig wie Glas und zeigt auf den Bruchflächen einen fettigen Glanz.
In der Industrie ist Quarz eines der wichtigsten Minerale und hat gleichermaßen als Baustoff wie als Rohstoff für die Keramik-, Glas- und Zementindustrie weltweite Bedeutung. Quarzkies und gebrochener Quarz sind Rohstoff zur Gewinnung von Silicium.
Darüber hinaus werden Quarz und seine farbigen Varietäten seit alters her als Schmuckstein geschätzt (siehe Verwendung).
Quarzkristalle werden auch künstlich hergestellt: Daraus geschnittene Schwingquarze dienen als Taktgeber in elektronischen Schaltungen und Quarzuhren.
Gelegentlich wird Quarz mit dem Calcit verwechselt, kann jedoch durch seine größere Härte, die niedrigere Doppelbrechung und die Reaktion des Calcits mit verdünnter Salzsäure leicht von diesem unterschieden werden.
Quarz hat sich als Mineralbezeichnung international durchgesetzt, mit leichten, sprachspezifischen Abwandlungen wie beispielsweise quartz im Englischen[4] und Französischen, kvarts im Schwedischen, quarzo im Italienischen oder кварц (kwarz) im Russischen.
Klassifikation
Nach der 8. und 9. Auflage der Strunz’schen Systematik der Minerale gehört Quarz aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung zur Mineralklasse der Oxide mit einem Metall-Sauerstoff-Verhältnis von 1:2.
In der 8. Auflage der Mineralsystematik ist er zudem Namensgeber für eine Gruppe chemisch ähnlicher oder gleicher Minerale, der Quarzgruppe, deren weitere Mitglieder Coesit, Cristobalit, Melanophlogit, Mogánit, Opal, Stishovit und Tridymit sind.
Die 9. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz untergliedert die Oxide allerdings feiner. Quarz sowie die ihm verwandten Minerale Beta-Quarz (Existenz bisher nur als Synthese bekannt) Coesit, Cristobalit, Melanophlogit, Mogánit, Seifertit, Opal, Stishovit und Tridymit werden nun der Unterabteilung (Chemische Verbindungen) Mit kleinen Kationen: Kieselsäure-Familie zugerechnet. Das in der Systematik ebenfalls mit aufgeführte Lechatelierit (Kieselglas) hat allerdings nach wie vor einen fraglichen Mineralstatus und ist daher von der International Mineralogical Association (IMA) auch nicht als eigenständiges Mineral anerkannt.
Die Systematik von James Dana ordnet die Minerale nach ihrer Kristallstruktur. Im Quarz ist Silicium tetraedrisch von vier Sauerstoffatomen umgeben. Diese SiO4-Tetraeder sind über ihre Ecken zu einem dreidimensionalen Gerüst verknüpft, und Quarz wird daher in der Systematik von Dana den Gerüstsilikaten zugeordnet.
Reiner Quarz ist vollkommen transparent und farblos und wird, wenn er gut ausgebildete Kristalle entwickelt, als Bergkristall bezeichnet. Quarze sind meist durch mikroskopische Einschlüsse von Flüssigkeiten und Gasen milchig trüb (Milchquarz) und erscheinen im Gestein eingewachsen grau. Unter der Bezeichnung Rheinkiesel sind zudem durchsichtige bis milchig trübe Rollstücke aus Bergkristall bekannt, die vorwiegend aus dem Alpenraum stammen und im Rheinkies gefunden werden.[8]
Durch den Einbau färbender Ionen (im Allgemeinen Fe3+ oder Fe2+), Einschluss farbiger Minerale oder Einwirkung von ionisierender Strahlung können Quarze unterschiedlich gefärbt sein. Anhand der Farbe und deren Ursache werden folgende Varietäten unterschieden:
Farbvarianten durch Fremdionen oder Bestrahlung
Amethyst: violette Färbung durch das Zusammenspiel von eingelagerten Eisenionen und Bestrahlung mit Gammastrahlen
Ametrin: seltene Quarzvarietät, die Sektoren mit Amethyst- und Citrinfärbung an einem Kristall zeigt
Citrin: gelb bis orangebraun gefärbte Quarze (auch künstlich erzeugt durch Brennen)
Prasiolith (Grünquarz): lauchgrüner und durchsichtiger Quarz, der selten natürlich vorkommt und auch durch Brennen von Amethyst oder gelblichen Quarzen künstlich erzeugt wird
Rauchquarz (Morion): durch natürliche oder künstliche Gammastrahlen graubraun (rauchfarben) bis schwarz (Morion) gefärbt
Nickelquarz: derber grüner Quarz, der durch Nickel gefärbt ist.
Blauquarz (Saphirquarz): blaues, undurchsichtiges Aggregat mit eingelagerten Krokydolith-Fasern oder Dumortierit. Je nach Art des Einschlusses wird Blauquarz auch präziser als Krokydolith-Quarz oder als Dumortierit-Quarz bzw. Dumortieritquarz bezeichnet.
Eisenkiesel: durch Hämatiteinschlüsse rotbraun gefärbter Quarz
Erdbeerquarz ist eine Varietät und Handelsbezeichnung für einen durch rotbraune Hämatiteinschlüsse unregelmäßig rosa bis rot gefärbten Quarz. Er ist meist transparenter und in der Farbe kräftiger als der Rosenquarz.
Milchquarz: durch Flüssigkeitseinschlüsse milchig-trüber Quarz
Prasem (Smaragdquarz): lauchgrünes, undurchsichtiges Aggregat, das seine Farbe durch Einschlüsse von Aktinolith erhält.
Rosenquarz: durch Dumortieriteinschlüsse trüber, rosa gefärbter Quarz, gelegentlich mit Asterismus durch Einlagerung feinster Rutilnadeln
Unter mikrokristallinem Quarz versteht man massige Aggregate von sehr feinkristallinem Quarz mit Kristallgrößen im Mikrometerbereich. Hier unterscheidet man drei Formen:
Chalcedon: mikrokristalliner, faseriger Quarz, faserig gewachsen entlang einer Prismenfläche.
Achat, Onyx: mikrokristallin faserige Quarze mit parallelfaserigem (parabolischem) oder sphärolithischem Gefüge
Jaspis, Karneol (Carneol, Sarder), Moosachat, Heliotrop, Sardonyx, Schneequarz
Mikroquarz: mikrokristalliner, granularer Quarz ohne erkennbar bevorzugte Wachstumsrichtung
Quarzin: mikrokristalliner, faseriger Quarz, faserig gewachsen entlang der Basisfläche (0001) des hexagonalen Prismas („length-slow“).
Amethystquarz ist eine undurchsichtige, gebänderte Verwachsung von Amethyst und Milchquarz.
Alle Formen von mikrokristallinem Quarz weisen eine große Dichte an Gitterbaufehlern und Verzwillingungen auf.
Hornstein und Flint (Feuerstein) sind Verwachsungen von mikrokristallinem Quarz mit Mogánit in einem regellosen, granularen Gefüge. Hierbei handelt es sich strenggenommen nicht um Minerale und Mineralvarietäten, sondern um Gesteine, die auch unter dem Oberbegriff Chert zusammengefasst werden. Hierunter werden bisweilen auch Chalcedon und seine Erscheinungsformen sowie amorphes SiO2 (Opal) subsumiert.
Andere Varietäten bzw. Handelsnamen
Aventurin-Quarz, Falkenauge, Tigerauge, Katzenaugen-Quarz: Quarze mit Einschlüssen plattiger oder faseriger Minerale wie Fuchsit, Rutil, Asbest
Der oft im Handel zu findende Aqua Aura ist keine Varietät, sondern meistens Bergkristall (oder ein anderer Quarz), der mit Metall (vorwiegend Gold) bedampft wurde. Resultat ist ein transparenter, blau gefärbter Kristall, zum Teil mit vielfarbigem Schimmer.
Brasilit ist dagegen die Handelsbezeichnung für eine durch Brennen grünlich-gelb bis blassgelb gefärbten Quarz. Im Safiental (Graubünden, Schweiz) wurden die weltweit ersten Funde des Mantelquarzes gefunden, dessen Spitze ein wenig im Prisma versenkt ist.
