Mineraal uitgelicht: kwarts (door Kristian Egberts)

Kwarts is een van de meest voorkomende mineralen op aarde. Er wordt geschat dat minstens 12 procent van de aardkorst bestaat uit kwarts, wat je terugvindt in bijvoorbeeld graniet en zand. Zand bestaat zelfs bijna volledig uit kleine kwartskorrels. Daarnaast is het mineraal zeer belangrijk geweest in de geschiedenis van de mens (vuursteen is een vorm van kwarts, wat werd gebruikt voor resp. werktuigen en vuur en ook nu in de hedendaagse technologie speelt kwarts een grote rol (denk aan elektronica).

Enkele eigenschappen van kwarts zijn hardheid 7, de kristalvorm is trigonaal en het komt in verschillende kleuren voor. Ook de vindmogelijkheid is groot en de diversiteit van de kwartsvormen maakt het mineraal zo interessant. Daarnaast is het contrast van hoe kwarts voorkomt, opvallend: men kan zeer kleine kwartskristallen vinden, maar men kan ook, zoals in Namibië, kwartskristallen tot wel 20 meter groot vinden.

Ontstaan

Het mineraal kwarts ontstaat bij het afkoelen en stollen van de aardkorst. Het komt in verschillende soorten stollingsgesteenten voor, zoals andesiet, basalt, granodioriet, dioriet en graniet. Ook komt het voor in zand(steen). Zand is namelijk de meest voorkomende vorm van kwarts. Het ontstaat doordat zand in rivieren getransporteerd wordt en tijdens dat proces verdwijnen in de loop der tijd de andere mineralen, waardoor kwarts overblijft. Het mineraal is namelijk harder en blijft als enige over. Als uiteindelijk de zandkorrels op een bepaalde plek blijven hangen, komt er steeds meer zand overheen. Daar ontstaat een druk op de zandkorrels, waardoor het samengedrukt wordt tot zandsteen.

Daarnaast komt kwarts over het algemeen voor in geodes. Goede voorbeelden daarvan, zijn de geodes die men kan vinden in de steengroeve Juchem. Een geode (of ook wel druse genoemd) is een holte die vaak een ronde of ovale vorm heeft. Ze komen ook in grillige vormen voor, al is dit niet voor de hand liggend. De gassen die tijdens een eruptie van een vulkaan in de magma bleven hangen, vormden zich in een gasbel tot geode. Dit proces heeft vele duizenden tot miljoenen jaren geduurd. De geode is deels of volledig gevuld met kristallen, die na het openen van de geode zichtbaar worden. Vaak zijn geodes gevuld met een kwartsvariëteit, zoals amethyst of rookkwarts, waar een tweede generatie kristal op is gegroeid, zoals calciet.

Een ander fenomeen wat bij geodes vaker voorkomt, is de geode die gevuld is met 'water'. Nu is het water wat in een geode zit niet te vergelijken met kraanwater, maar er zijn meerdere mogelijkheden die dit fenomeen kunnen verklaren. Geodes kunnen van binnen op twee manieren 'water' bevatten. 1) de geode heeft natuurlijke of onnatuurlijke scheuren in zijn schil, waardoor regen- of omgevingswater naar binnen gesijpeld is. 2) de geode heeft tijdens de kristallisatieproces niet alles van de oorspronkelijke gassen gebruikt, waardoor de overige gassen omgezet zijn in de geode tot restoplossing in vloeibare vorm.

Naast het ontstaan van kwarts in geodes, kunnen de grootste kwartskristallen ook ontstaan door invloed van heet water op een gesteente. De kwarts lost in het gesteente op en wordt een kiezelzuur wat in holtes en scheuren van gesteenten sijpelt. Als het eenmaal afkoelt, zal het zuur zich uitkristalliseren tot kwarts. Zo zijn er al verschillende reportages waarin enorme kwartsvondsten in kluften worden beschreven, waar de kristallen tot een halve meter of enkele meters zijn gegroeid.

Variëteiten

Het mineraal kwarts komt in verschillende vormen (variëteiten) voor. Ze worden onderverdeeld in twee groepen, de macrokristallijne en cryptokristallijne groepen. Het verschil is dat de macrokristallijne groep met het blote oog zichtbare kristalvormen zijn, waar daarentegen de cryptokristallijne groep zich onderscheid door de microscopisch kleine kristalvormen die massief ogen.

Macrokristallijne groep: Tijgeroog, Rookkwarts, Bergkristal, Valkenoog, Amethyst, Rozenkwarts, Citrien, Melkkwarts, Ametrien, Rutielkwarts, Morion, Praas, Aventurien, Kattenoog, Tijgerijzer, IJzerkwarts en Blauwkwarts.

Cryptokristallijne groep: Vuursteen, Agaat, Heliotroop, Onyx, Chalcedoon, Plasma, Jaspis, Sarder, Carneool, Sardonyx en Chrysopraas.

De vele verschillende variëteiten van kwarts kunnen allemaal een andere groeivorm hebben van elkaar. Daaropvolgend kunnen er ook per variëteit weer onderliggende diverse groeivormen zijn. Bij kwarts zien we dat er enkele tientallen verschillende groeivormen worden omschreven. Ik omschrijf elders in het boek bijvoorbeeld scepter kwarts en dubbeleinder kwarts.

Eigenschappen en wetenswaardigheden

Kwarts bevat verschillende belangrijke en unieke eigenschappen die zowel onze voorouders als wij in de huidige tijd gebruiken. Vuursteen is een vorm van kwarts dat vroeger werd gebruikt voor bijvoorbeeld speerpunten, maar ook hedendaags zien we kwarts terug in veel producten: horloges, tandpasta, zonnepanelen, et cetera. Naast deze manieren om kwarts te gebruiken, heeft het mineraal nog een belangrijke eigenschap die men bijvoorbeeld gebruikt bij elektrische gasaanstekers: het Piëzo-elektrisch Effect.

Het Piëzo-elektrisch Effect werd in 1880 bewezen door de broers Pierre en Jacques Curie. Zij lieten zien door onder andere een kwartskristal onder druk te zetten, dat er een elektrische spanning afgegeven werd. Daarna bleek ook dat dit effect ook andersom te gebruiken was. Door juist een elektrische spanning op het kwartskristal te leggen, vervormde de spanning.

Chemische formule: SiO₂
Kristalstelsel: Trigonaal
Hardheid: 7
Habitus: Zeszijdig prisma met zeszijdige piramidevormige uiteinden
Kleur: Kleurloos indien zuiver, verder alle andere kleuren mogelijk
Glans: Glasglans
Opaciteit: Doorzichtig tot opaak
Breuk: Schelpvormig

© Kristian Egberts. Alle rechten voorbehouden