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Le quartz est une forme de dioxyde de silicium, SiO2 et est l'un des minéraux les plus abondants sur la croûte terrestre. Il représente plus de 12% du volume de la croûte terrestre (granit, sable compris). Le quartz a deux modifications: le quartz α est trigonal, le quartz β (une forme à température plus élevée) est hexagonal. Le dioxyde de silicium est également présent dans de nombreuses autres structures telles que l'α et β-cristobalite, la kéatite, la tridymite, la coésite, la stishovite, la mélangophlogite et la léchatelierite. Bien que le quartz soit constitué de dioxyde de silicium, il est souvent compté comme tectosilicates. La raison en est que le quartz forme un réseau de tétraèdres SiO4. Chaque atome d'oxygène est partagé par deux atomes de silicium. Les molécules individuelles de SiO2 n'apparaissent qu'avec de la silice gazeuse. Le quartz peut être très pur, comme le cristal de roche, mais il contient souvent des impuretés. Ces impuretés peuvent être constituées d'ions qui sont incorporés dans le réseau cristallin pendant la croissance du cristal. Les cristaux de quartz peuvent contenir entre 13 et 15 000 ppm Al3 +, entre 9 et 1400 ppm Na +, entre 3 et 300 ppm K + et des traces de Fe3 +, Ti4 +, P5 +, H + et Li +. L'aluminium et le fer, en combinaison avec les rayonnements ionisants, sont responsables de la couleur d'un certain nombre de variétés de quartz. De plus, les cristaux de quartz peuvent se développer sur d'autres minéraux, comme c'est le cas avec le quartz rutile. Le quartz peut former de gros cristaux et former des agrégats microscopiques. Les plus gros cristaux de quartz se trouvent à la ferme Verloren en Namibie. On y trouve des cristaux de quartz jusqu'à 20 mètres, et peut-être 50 mètres, et des cristaux de dolomite jusqu'à 2 mètres. Lorsque le quartz est fondu, il forme souvent un verre lors d'un refroidissement rapide, car le processus de cristallisation prend beaucoup de temps. Le quartz est un matériau piézoélectrique et les vibrations qui peuvent être générées dans le réseau du cristal sont utilisées dans les équipements électroniques tels que les horloges à quartz et les radios.