5.1 Окислы кремния

Кварц SiO₂. Каждый ион кислорода у кварца одновременно связан с двумя ионами кремния, образуя прочную структуру каркасного типа. В связи с этим кварц иногда рассматривается среди каркасных силикатов.

Кварц встречается в виде сплошных зернистых масс, вкрапленников, отдельных водяно-прозрачных кристаллов и сростков кристаллов (горный хрусталь). Кристаллы горного хрусталя имеют форму удлиненных шестигранных призм с шестигранными пирамидами у основания. Цвет у зернистых масс кварца различный: от бесцветного до молочно-белого и серого, а также дымчатый, желтый, розовый, голубой, зелёный, фиолетовый, чёрный. Выделены цветовые разности – аметист - фиолетовый, хрусталь горный - бесцветный, цитрин - жёлтый, хризопраз - золотой, морион - чёрный и др. Блеск стеклянный и может быть жирным; прозрачный; твердость 7; плотность 2,65; спайность отсутствует; излом раковистый. Травится HF. Кристаллы горного хрусталя, окрашенные в фиолетовый цвет, называются аметистом, в черный - морионом. Растворимость ничтожна. Очень устойчив к выветриванию.

Происхождение кварца эндогенное. Кварц является одним из самых распространенных породообразующих минералов. Он входит в граниты, пегматиты, гнейсы, сланцы. Распространён также в метеоритах и лунном грунте.

Так как он не подвергается процессу химического выветривания (растворяется кварц только в плавиковой и фосфорной кислотах), то его механическое разрушение приводит к образованию кварцевых песков. Много кварца в супесях, суглинках и глинах.

Кварц находит широкое применение в народном хозяйстве. Кристаллы горного хрусталя обладают пьезоэлектрическими свойствами (под влиянием механических напряжений в кристалле возникают электрические заряды), в связи с чем, они используются в радиотехнике. Прозрачные, красиво окрашенные и хорошо ограненные кристаллы используются в качестве драгоценных камней. Бесцветные прозрачные разновидности служат сырьем для оптической промышленности (изготовление линз, призм). Используется кварц и в стекольной промышленности для производства прочного огнеупорного и кислотоупорного стекла.

Халцедон SiО₂. Название дано по древнему городу на побережье Мраморного моря - Халкедон. Халцедон отличается от кварца скрытокристаллическим строением. Цвет чаще всего голубовато-серый, серый; блеск матовый; просвечивающий или полупрозрачный; твердость 7. Излом раковистый. Полосчатая разновидность халцедона называется агатом, а загрязненная окислами железа и глинными минералами - кремнем. Халцедоны оранжевого или красного цвета называются сердоликам; при чередовании чёрных и белых полос – ониксами; с большим количеством окрашивающих примесей – яшмами. Халцедон образовался эндогенным путем, а желваки кремня в толще осадочных горных пород имеют экзогенное происхождение. Халцедон и его разновидности используются как поделочный камень. Агат, как твердый и вязкий минерал, идет на изготовление призм и измерительных приборов, ступок и пестиков для истирания твердых веществ.

Опал SiO₂•nH₂O. На санскритском «упала» - драгоценный камень. Минерал аморфный. Цвет белый, серый, оранжевый; блеск стеклянный; просвечивающий или полупрозрачный; твердость 5,5; излом раковистый; плотность 1,9…2,3. Опалесцирующие разновидности опала носят название благородных опалов (красивая игра цветов). Возникает в основном экзогенным путем, являясь типичным минералом коры выветривания. Образуется при выветривании силикатов и алюмосиликатов, а также в огромных количествах накапливается на дне морей в результате биологической деятельности морских организмов. Реже имеет эндогенное происхождение. Толщи опок, трепелов, диатомитов и радиоляритов состоят в основном из опала. Встречается так называемый деревянистый опал (окаменелое дерево) — псевдоморфоза опала по дереву. Опал как продукт химического выветривания широко встречается в различных почвообразующих горных породах. Благородные опалы используются в ювелирном производстве как драгоценные камни.