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Cuarzo

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Cuarzo
General
Categoria Oxidos o Silicatos
Clase Oxidos 4.DA.05 [ 1 ] ​ ( Strunz )
Formula quimica Si O 2
Propiedades fisicas
Color Incoloro o blanco. Otros colores segun la variedad.
Raya Blanca
Transparencia Transparente a translucido
Sistema cristalino Trigonal (cuarzo-α) y
hexagonal (cuarzo-β)
Fractura Concoidea
Dureza 7
Tenacidad Quebradizo
Densidad 2,65 g/cm³
Pleocroismo No
Punto de fusion 1713 °C
Otras caracteristicas Termoluminiscencia
[ editar datos en Wikidata ]
Geoda de cuarzo.

El cuarzo es un mineral compuesto de silice ( Si O 2 ). Tras el feldespato , es el mineral mas comun de la corteza terrestre estando presente en una gran cantidad de rocas igneas , metamorficas y sedimentarias . Destaca por su dureza y resistencia a la meteorizacion en la superficie terrestre .

Estructuralmente se distinguen dos tipos de cuarzo: cuarzo-α y cuarzo-β . La amatista , el citrino y el cuarzo lechoso son algunas de las numerosas variedades de cuarzo que se conocen en gemologia .

El cuarzo tiene multiples usos. Existen muchas variedades de cuarzo, algunas de las cuales se clasifican como piedras preciosas . Desde la Antiguedad, las variedades de cuarzo han sido los minerales mas utilizados en la fabricacion de joyas y talla en piedra dura , especialmente en Eurasia . En forma pura, se utiliza para fabricar vidrios especiales, y es tambien el componente principal del vidrio comun. Los cristales de cuarzo, habitualmente artificiales, son piezoelectricos, y se utilizan en osciladores electronicos, en relojes y en radiotrasmisores y receptores. Su dureza hace que se emplee como abrasivo. La arena de cuarzo se utiliza en la construccion, para fabricar moldes para metalurgia y en otros muchos usos. [ 2 ] ​

El cuarzo es el mineral que define el valor 7 en la escala de dureza de Mohs , un metodo cualitativo de rascado para determinar la dureza de un material a la abrasion.

Etimologia [ editar ]

La palabra cuarzo proviene de quarz del idioma aleman y su primer registro en tal forma es de 1530 en los escritos de Georgius Agricola . [ 3 ] ​ [ 4 ] ​ Quarz a su vez proviene de la palabra twarc del alto aleman medio ; se ha sugerido que esta deriva de una lengua eslava occidental . Segun esta linea las palabras twardy, del polaco , y tvrdy del checo , harian la conexion entre la palabra cuarzo y la palabra tvrudu del antiguo eslavo eclesiastico que significa duro. [ 4 ] ​ Otras fuentes atribuyen el origen de la palabra cuarzo y quartz a la palabra querkluftertz del dialecto aleman alto sajon que significa mena de veta atravesada. [ 5 ] ​ La palabra del griego antiguo para cuarzo, krystallos , dio origen a la palabra cristal. [ 3 ] ​

Comportamiento y estructura cristalina [ editar ]

El cuarzo pertenece al sistema cristalino trigonal a temperatura ambiente, y al sistema cristalino hexagonal por encima de 573 grados Celsius (846,2 K; 1063,4 °F). La forma cristalina ideal es un prisma de seis caras que termina en piramide de seis caras en cada extremo. En la naturaleza los cristales de cuarzo son a menudo gemelos (con cristales de cuarzo maclados diestros y zurdos), distorsionados, o tan entrecrecidos con cristales adyacentes de cuarzo u otros minerales que solo muestran parte de esta forma, o carecen totalmente de caras cristalinas obvias y parecen masivos. [ 6 ] ​ [ 7 ] ​ Los cristales bien formados se suelen formar como una drusa (una capa de cristales que recubre un vacio), de la que las geodas de cuarzo son ejemplos particularmente finos. [ 8 ] ​ Los cristales estan unidos por un extremo a la roca que los rodea, y solo hay una piramide de terminacion. Sin embargo, los cristales biterminados se producen donde se desarrollan libremente sin sujecion, por ejemplo, dentro de yeso . [ 9 ] ​

Un par quiral de cuarzo alfa.

El α-cuarzo cristaliza en el sistema cristalino trigonal, grupo espacial P 3 1 21 o P 3 2 21 (grupo espacial 152 o 154 resp.) dependiendo de la quiralidad. Por encima de 573 grados Celsius (846,2 K; 1063,4 °F), el cuarzo α en P 3 1 21 se convierte en el hexagonal mas simetrico P 6 4 22 (grupo espacial 181), y el cuarzo α en P 3 2 21 pasa al grupo espacial P 6 2 22 (no. 180). [ 10 ] ​ Estos grupos espaciales son realmente quirales (cada uno pertenece a los 11 pares enantiomorfos). Tanto el cuarzo α como el cuarzo β son ejemplos de estructuras cristalinas quirales compuestas por bloques de construccion quirales (tetraedros de SiO 4 en este caso). La transformacion entre α- y β-cuarzo solo implica una rotacion comparativamente menor de los tetraedros entre si, sin un cambio en la forma en que estan unidos. [ 6 ] ​ [ 11 ] ​ Sin embargo, hay un cambio significativo en el volumen durante esta transicion, y esto puede provocar una microfractura significativa en la ceramica [ 12 ] ​ y en rocas de la corteza terrestre. [ 13 ] ​

  • Estructura cristalina del α-cuarzo (las bolas rojas son de oxígeno y las grises de silicio)
    Estructura cristalina del α-cuarzo (las bolas rojas son de oxigeno y las grises de silicio)
  • β-cuarzo
    β-cuarzo

Quimica, estructura y propiedades [ editar ]

El cuarzo es oxido de silicio, llamado comunmente silice . Su formula quimica es Si O 2 . Dependiendo del criterio que se considere, quimico o estructural, ocupa diferentes lugares en las clasificaciones. En la clasificacion de Strunz y en la de Hey se atiende al aspecto quimico y se lo considera un oxido. En la clasificacion de Dana se atiende a su estructura y se lo considera un tectosilicato. [ 14 ] ​ Puede contener como impurezas diversos elementos, especialmente aluminio, litio , sodio , potasio , hierro o titanio . [ 3 ] ​ Su fractura es concoidea y no tiene exfoliacion . [ 15 ] ​ Tiene una dureza de grado 7 en la escala de Mohs , de manera que puede rayar el vidrio y los aceros comunes. [ 16 ] ​ [ 17 ] ​

Existen dos formas de cuarzo segun su estructura: cuarzo-α y cuarzo-β . [ 16 ] ​ El cuarzo-α o bajo cuarzo tiene estructura trigonal y puede existir hasta una temperatura de 573 °C. [ 16 ] ​ Por encima de ella se transforma en cuarzo-β o alto cuarzo que es de estructura hexagonal . [ 16 ] ​ [ 18 ] ​ A temperaturas sobre 867 °C, el cuarzo-β se transforma lentamente en tridimita , otro mineral de silice. [ 3 ] ​El cuarzo-β solamente puede formarse a temperaturas superiores a 573 °C, por lo que aparece solamente en materiales de origen magmatico, no hidrotermales. Su estructura cristalina es inestable, y al contrario que en el caso de la tridimita y de la cristobalita , no puede mantenerse al enfriarse, por lo que todos los ejemplares visibles en yacimientos naturales son realmente pseudomorfosis formadas por cuarzo-α. Morfologicamente se diferencian porque los cristales de cuarzo-β tienen el prisma muy corto o inexistente, y las terminaciones son realmente piramides, no combinacion de dos romboedros . [ 19 ] ​

El cuarzo posee propiedades piezoelectricas , cuando se le aplica presion o tension , [ 3 ] ​ ademas de propiedades piroelectricas . [ 15 ] ​

Variedades (segun el color) [ editar ]

Cristal de cuarzo que muestra transparencia

El cuarzo puro, tradicionalmente llamado cristal de roca o cuarzo claro, es incoloro y transparente o translucido y se ha utilizado a menudo para talla en piedra dura , como el Cristal de Lotario . Entre las variedades de color mas comunes se encuentran el citrino, el cuarzo rosa, la amatista, el cuarzo ahumado, el cuarzo lechoso y otros. [ 20 ] ​ Estas diferenciaciones de color surgen de la presencia de impurezas que cambian los orbitales moleculares, provocando que algunas transiciones electronicas tengan lugar en el espectro visible causando colores.

La distincion mas importante entre tipos de cuarzo es la de macrocristalino (cristales individuales visibles a simple vista) y las variedades microcristalino o criptocristalino ( agregados de cristales visibles solo con gran aumento). Las variedades criptocristalinas son translucidas o mayoritariamente opacas, mientras que las variedades transparentes tienden a ser macrocristalinas. La calcedonia es una forma criptocristalina de silice formada por finos intercrecimientos tanto de cuarzo como de su monoclinico polimorfo moganita . [ 21 ] ​ Otras variedades de gemas opacas de cuarzo, o rocas mixtas que incluyen cuarzo, que a menudo incluyen bandas o patrones de color contrastados, son agata , cornalina o sardonica, onice , heliotropo , y jaspe . [ 6 ] ​

Yacimientos y paragenesis [ editar ]

Cristales de cuarzo de Minas Gerais , Brasil .

Es el mineral mas comun de la corteza terrestre . [ 15 ] ​ Esta presente en una gran cantidad de rocas igneas , metamorficas y sedimentarias . [ 3 ] ​ Suele aparecer en vetas epitermales . [ 22 ] ​ En algunas vetas ocurre junto a calcita y minerales de mena . [ 23 ] ​ Es el mineral tipico y mayoritario de algunas rocas magmaticas, como el granito , las dioritas y la andesita, de rocas filonianas como las pegmatitas , y debido a su dureza y resistencia a la meteorizacion se encuentra en las rocas sedimentarias que proceden de aquellas, como la arenisca , [ 3 ] ​ y en rocas metamorficas como la cuarcita . [ 22 ] ​ La arena de playa puede llegar a estar compuesta de mas de un 95 % de cuarzo, y el granito tiene de 20 % a 60 % de cuarzo. [ 16 ] ​ En las rocas sedimentarias el cuarzo puede solubilizarse y recristalizar de nuevo, cementando dichas rocas. A ese cuarzo removilizado se le llama cuarzo secundario. [ 3 ] ​

Tambien es comun en depositos metaliferos hidrotermales y en rocas carbonatadas . [ 22 ] ​ El cuarzo no puede estar en equilibrio quimico con olivino en un magma ya que el cuarzo o su constituyente (el dioxido de silicio) reacciona con el olivino formando enstatita . [ 24 ] ​ Dicha situacion se expresa en la siguiente reaccion quimica: [ 24 ] ​

Mg 2 SiO 4 (olivino) + SiO 2 → Mg 2 Si 2 O 6 (enstatita)

Tratamientos sinteticos y artificiales [ editar ]

Cristal de cuarzo sintetico cultivado por el metodo hidrotermico , de unos 19 cm de largo y unos 127 gramos de peso

No todas las variedades de cuarzo son naturales. Algunos cristales de cuarzo transparente pueden tratarse mediante calor o irradiacion gamma para inducir el color donde no se habria producido de forma natural. La susceptibilidad a tales tratamientos depende del lugar de donde se extrajo el cuarzo y de la presencia de elementos en forma de trazas. [ 25 ] ​.

La prasiolita , un material de color oliva, se produce mediante tratamiento termico, [ 26 ] ​ aunque tambien se ha observado prasiolita natural en la Baja Silesia en Polonia. [ 27 ] ​ Aunque el citrino se da de forma natural, la mayoria es el resultado del tratamiento termico de la amatista o del cuarzo ahumado. [ 26 ] ​ La cornalina ha sido tratada termicamente para profundizar su color desde tiempos prehistoricos, y muchas agatas se colorean artificialmente. [ 28 ] ​

Debido a que el cuarzo natural es a menudo maclado , el cuarzo sintetico se produce para su uso en la industria. Los cristales individuales, grandes y sin defectos, se sintetizan en un autoclave mediante un proceso hidrotermal . [ 29 ] ​ [ 6 ] ​ [ 30 ] ​Al igual que otros cristales, el cuarzo puede ser recubierto con vapores metalicos para darle un brillo atractivo. [ 31 ] ​ [ 32 ] ​

Variedades [ editar ]

Imagen de un cuarzo citrino tallado.

Existen muchas variedades de cuarzo, varias de las cuales se utilizan como gemas, generalmente de valor relativamente bajo. Las variedades macrocristalinas se clasifican por el color, y las mas abundantes y utilizadas tienen nombres propios: [ 33 ] ​

  • Cristal de roca : incoloro y transparente.
  • Cuarzo lechoso : traslucido o casi opaco por la presencia de microinclusiones de gas o liquidos.
  • Cuarzo ahumado : transparente y de distintos tonos de gris; el color se debe a la presencia de trazas de aluminio junto con la accion de la radiactividad.
  • Cuarzo morion : como el ahumado, pero negro y casi opaco.
  • Cuarzo citrino : de color amarillo hasta anaranjado claro, debido tambien a la presencia de trazas de aluminio.
  • Amatista : de color violeta mas o menos intenso, debido a la presencia de iones ferricos.
  • Cuarzo rosa : de ese color, por microinclusiones de dumortierita o por la presencia de trazas de fosforo y aluminio.

Tambien existen variedades de otros colores, marron, negro, azul, verde, etc, por la presencia de inclusiones de otros minerales.

El cuarzo criptocristalino y microcristalino tambien recibe diversos nombres, dependiendo de su color.

  • Calcedonia : variedad microfibrosa, traslucida.
  • Cornalina : calcedonia de color anaranjado intenso o rojo.
  • Agata : calcedonia con bandas de distintos colores.
  • Onice u onix : calcedonia con capas paralelas de color blanco o negro.

Existen tambien materiales siliceos en los que suele predominar el cuarzo, pero que por su heterogeneidad se podrian considerar como rocas: [ 34 ] ​

Meteorizacion [ editar ]

El cuarzo destaca por su resistencia a la meteorizacion y cuando si se meteoriza no forma minerales nuevos. [ 3 ] ​ [ 35 ] ​ Su meteorizacion ocurre mediante disolucion la cual se concentra en fracturas y en sitios de dislocacion del cristal. [ 35 ] ​ La disolucion deja hoyos de ataque quimico con forma triangular con orientacion cristalografica . [ 35 ] ​ En una roca los granos de cuarzo residual que van quedando a medida que progresa la meteorizacion son en general menores a los granos o cristales iniciales. [ 35 ] ​ Hay investigaciones que reportan incrementos en la angularidad del cuarzo producto de la meteorizacion, aunque tambien hay investigaciones que indican lo contrario. [ 35 ] ​

Vease tambien [ editar ]

Referencias [ editar ]

  1. ↑ https://www.mindat.org/min-3337.html#autoanchor13
  2. ↑ ≪UCM Unique Quartz≫ .  
  3. ↑ a b c d e f g h i quartz , Encyclopedia Britannica Academic Edition (en ingles). Consultado el 29 de febrero de 2013.
  4. ↑ a b Harper, Douglas. " quartz ". Online Etymology Dictionary .
  5. ↑ Mineral Atlas , Queensland University of Technology. Mineralatlas.com. Revisado el 7 de marzo de 2013.
  6. ↑ a b c d Hurlbut y Klein, 1985 .
  7. ↑ Nesse, 2000 , p. 202-204.
  8. ↑ Sinkankas, John (1964). Mineralogia para aficionados. . Princeton, N.J.: Van Nostrand. pp.  443 -447. ISBN   0442276249 .  
  9. ↑ Tarr, W. A (1929). ≪Cristales de cuarzo biterminados en yeso≫ . American Mineralogist 14 (1): 19-25 . Consultado el 7 de abril de 2021 .  
  10. ↑ Crystal Data, Determinative Tables, ACA Monograph No. 5, American Crystallographic Association, 1963
  11. ↑ Nesse, 2000 , p. 201.
  12. ↑ Knapek, Michal; Hulan, Toma?; Minarik, Peter; Dobro?, Patrik; ?tub?a, Igor; Straska, Jitka; Franti?ek, Franti?ek; Michal et al. (Enero 2016). ≪Estudio de la microfisuracion en ceramicas con base de illita durante la coccion≫. Journal of the European Ceramic Society 36 (1): 221-226.  
  13. ↑ Johnson, Scott E.; Song, Won Joon; Cook, Alden C.; Vel, Senthil S.; Gerbi, Christopher C. (Enero 2021). ≪La transicion de fase cuarzo α↔β: ¿Impulsa el dano y la reaccion en la corteza continental?≫. Earth and Planetary Science Letters 553 : 116622. Bibcode : 2021E&PSL.55316622J . S2CID   225116168 .  
  14. ↑ Quartz , mindat.org
  15. ↑ a b c kvarts Store norske leksikon (en noruego) . Consultado el 30 de enero de 2013.
  16. ↑ a b c d e kvarts Den Store Danske Encyklopædi (en danes). Consultado el 39 de enero de 2013.
  17. ↑ efunda.com (en ingles)
  18. ↑ O'Donoghue, 2006, p. 295.
  19. ↑ Calvo Rebollar, Miguel (2016). Minerales y Minas de Espana, Vol. VIII. Cuarzo y otros minerales de la silice . Escuela Tecnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid. Fundacion Gomez Pardo. p. 29.  
  20. ↑ ≪Quartz: The gemstone Quartz information and pictures≫ . www.minerals.net . Archivado desde el original el 27 de agosto de 2017 . Consultado el 29 de agosto de 2017 .  
  21. ↑ Heaney, Peter J. (1994). org/cgi/content/abstract/29/1/1 ≪Estructura y quimica de los polimorfos de silice de baja presion≫ . Reviews in Mineralogy and Geochemistry 29 (1): 1-40. Archivado desde el original el 24 de julio de 2011 . Consultado el 26 de octubre de 2009 .  
  22. ↑ a b c O'Donoghue, 2006, p. 297.
  23. ↑ Park, R.G. (1989). Foundations of structural Geology (en ingles) . Glasgow y Londres: Blackie. p. 30. ISBN   0-216-92491-X .  
  24. ↑ a b olivine: crystal habit and form , Encyclopedia Britannica Academic Edition (en ingles). Consultado el 29 de febrero de 2013.
  25. ↑ Liccini, Mark, Treating Quartz to Create Color Archivado el 23 de diciembre de 2014 en Wayback Machine ., pagina web de la International Gem Society . Recuperado el 22 de diciembre de 2014
  26. ↑ a b Henn, U.; Schultz-Guttler, R. (2012). ≪Revision de algunas variedades actuales de cuarzo coloreado≫ . J. Gemmol 33 : 29-43 . Consultado el 7 de abril de 2021 .  
  27. ↑ Platonov, Alexej N.; Szuszkiewicz, Adam (1 de junio de 2015). ≪Cuarzo verde a verde azulado de Rakowice Wielkie (Sudetes, suroeste de Polonia) - un nuevo examen de las variedades de color del cuarzo relacionadas con la prasiolita≫. Mineralogia 46 (1-2): 19-28. Bibcode : 2015Miner..46...19P .  
  28. ↑ Groman-Yaroslavski, Iris; Bar-Yosef Mayer, Daniella E. (junio de 2015). ≪Tecnologia lapidaria revelada por el analisis funcional de cuentas de cornalina del yacimiento neolitico temprano de la cueva de Nahal Hemar, sur del Levante≫. Journal of Archaeological Science 58 : 77-88. Bibcode : 2015JArSc..58...77G .  
  29. ↑ Walker, A. C. (Agosto 1953). ≪Sintesis hidrotermal de cristales de cuarzo≫. Journal of the American Ceramic Society 36 (8): 250-256.  
  30. ↑ Buisson, X.; Arnaud, R. (February 1994). ≪Crecimiento hidrotermico de cristales de cuarzo en la industria. Estado actual y evolucion≫ . Le Journal de Physique IV 04 (C2): C2-25-C2-32. S2CID   9636198 .  
  31. ↑ Robert Webster, Michael O'Donoghue (enero de 2006). Gems: Sus fuentes, descripciones e identificacion . ISBN   9780750658560 .  
  32. ↑ ≪¿Como se fabrica el cuarzo arco iris del aura?≫ . Geology In . 2017 . Consultado el 7 de abril de 2021 .  
  33. ↑ Calvo Rebolar, Miguel (2016). Minerales y Minas de Espana. Cuarzo y otros minerales de la silice . Escuela Tecnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid. Fundacion Gomez Pardo. p. 10-18. ISBN   978-84-95063-95-3 .  
  34. ↑ Calvo Rebollar, Miguel (2016). Minerales y Minas de Espana. Cuarzo y otros minerales de la silice . Escuela Tecnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid. Fundacion Gomez Pardo. p. 25-29. ISBN   978-84-95063-95-3 .  
  35. ↑ a b c d e Taylor, G. y Eggleton, R.A. 2001. Regolith Geology and Geomorphology , p 154-155.

Bibliografia [ editar ]

  • Calvo, Miguel. 2015. Minerales y Minas de Espana. Vol. VIII. Cuarzo y otros minerales de la silice Escuela Tecnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid. Fundacion Gomez Pardo
  • Frondel, Cliford. 1962. The System of Mineralogy of J.D. Dana. III. Silica Minerals John Wiley
  • O'Donoghue, Michael (ed.). 2006. Gems . Sexta edicion, Elsevier .
  • Rykart, Rudolf. 1995. Quarz-Monographie . Segunda edicion. Ott Verlag Thun
  • Weise, Christian (ed.). 1992. extraLapis No.3-Bergkristall .Christian Weise Verlag

Enlaces externos [ editar ]

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