Beschreibung
Quarz ist eine Form von Siliciumdioxid (SiO₂) und eines der häufigsten Mineralien der Erdkruste. Es macht über 12 % des Erdvolumens aus (unter anderem in Granit und Sand). Quarz tritt in zwei Formen auf: α-Quarz ist trigonal, β-Quarz (eine bei höheren Temperaturen entstehende Form) ist hexagonal. Siliciumdioxid kommt auch in vielen anderen Strukturen vor, wie beispielsweise α- und β-Cristobalit, Keatit, Tridymit, Coesit, Stishovit, Melangophlogit und Lechatelierit. Obwohl Quarz aus Siliciumdioxid besteht, wird er oft als Tektosilicat klassifiziert. Dies liegt daran, dass Quarz ein Netzwerk aus SiO₄-Tetraedern bildet, wobei jedes Sauerstoffatom von zwei Siliciumatomen geteilt wird. Einzelne SiO₂-Moleküle kommen nur in gasförmigem Siliciumdioxid vor. Quarz kann sehr rein sein, wie beispielsweise in Bergkristall, enthält aber häufig Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen können aus Ionen bestehen, die während des Kristallwachstums in das Kristallgitter eingebaut werden. Quarzkristalle können zwischen 13.000 und 15.000 ppm Al³⁺, zwischen 9.000 und 1.400 ppm Na⁺, zwischen 3.000 und 300 ppm K⁺ sowie Spuren von Fe³⁺, Ti⁴⁺, P⁵⁺, H⁺ und Li⁺ enthalten. Aluminium und Eisen sind in Kombination mit ionisierender Strahlung für die Farbe einiger Quarzvarietäten verantwortlich. Quarzkristalle können außerdem auf anderen Mineralien wachsen, wie beispielsweise Rutilquarz. Quarz bildet sowohl große Kristalle als auch mikroskopische Aggregate. Die größten Quarzkristalle befinden sich auf der Verloren Farm in Namibia. Dort wurden Quarzkristalle mit einer Länge von bis zu 20 Metern, möglicherweise sogar 50 Metern, und Dolomitkristalle mit einer Länge von bis zu 2 Metern gefunden. Beim Schmelzen von Quarz bildet sich beim schnellen Abkühlen oft ein Glas, da der Kristallisationsprozess eine beträchtliche Zeit in Anspruch nimmt. Quarz ist ein piezoelektrisches Material, und die Schwingungen, die im Kristallgitter induziert werden können, werden in elektronischen Geräten wie Quarzuhren und Radios genutzt.
