Mineraal van de Maand: Kwarts


"Waarom kwarts als mineraal van de maand?", zult u misschien denken; "was er niet een interessanter mineraal te bedenken"? Op de afgelopen, succesvolle, GEA-beurs was er de tentoonstelling "bergkristal, rookkwarts, amethyst, 't is allemaal kwarts". Mensen die de tentoonstelling hebben bekeken, waren het er allemaal over eens: "Het is maar kwarts, maar wat een schoonheid en vormenrijkdom". Voor hen die de tentoonstelling gemist hebben, heb ik een aantal foto's en wat informatie bij elkaar gezocht over een van de meest voorkomende mineralen van de aarde.

Kwarts heeft een eenvoudige chemische samenstelling; twee delen zuurstof en één deel silicium, SiO2. Van het mineraal kwarts bestaan meer dan 20 variëteiten. Bergkristal en amethyst zijn wel de meeste bekende kwarts variëteiten. Ook mensen die geen mineralen verzamelen, kennen deze namen. Bergkristal is de kleurloze en meest bekende variant van kwarts. De naam kristal is afkomstig van het Griekse krystallos, (ijs). In het oude Griekenland dacht men dat bergkristal ijs was dat niet meer kon smelten. Ook amethyst, de paarse variant van kwarts, ontleent zijn naam aan de Grieken en is afgeleid van amethystos (niet bedwelmend). Het zou de drager van de steen beschermen tegen het dronken worden.

Bergkristal
bergkristal sichuan
1) Bergkristal. Sichuãn, China. Collectie: MIM museum Beirut, Libanon
bergkristal
2) Bergkristal. Minas de Panasqueira, Covilhã, Portugal. Collectie: MIM museum, Beirut, Libanon
bergkristal
3) Bergkristal. Waziristan, Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan. Collectie: MIM museum, Beirut, Libanon
kwarts stiepelman
4) Japanse tweelingen vormen een gevlochten netwerk van kristallen. Dit wordt de Stiepelmannsche vorm genoemd. ± 6 cm. Collectie en foto: H. van Dennebroek

Rookkwarts
rookkwarts met schorl
5) Rookkwarts met schorl, Erongo gebergte, Namibië. Collectie en foto: H. van Dennebroek
rookkwarts gwindel
6) Rookkwarts. Gwindel vorm. Herkomst onbekend. Collectie: Mim museum, Beirut, Libanon

Kleur

Chemisch zuivere kwarts, puur SiO2, zonder insluitsels is kleurloos en doorzichtig: deze verschijningsvorm van kwarts wordt bergkristal genoemd. Er zijn heel veel kwartsvariëteiten met ook heel veel verschillende kleuren. De kleur van kwartsen kan door twee verschillende mechanismen worden veroorzaakt: a) door insluitsels en b) door kleurcentra. Rookkwarts (lichtbruin, donkerbruin tot zwart; deze laatste wordt morion genoemd) en amethyst (paars) en ook citrien (geel tot bruin) worden gekleurd door een kleurcentra. Voor het ontstaan van kleur in kwarts door kleurcentra moet aan twee voorwaarden worden voldaan: de aanwezigheid van andere elementen dan silicium (op de plaats van de siliciumatomen in het kristalrooster en/of er tussen) en blootstelling aan ioniserende (radioactieve) straling of warmte. Rookkwarts dankt zijn kleur aan geringe verontreiniging van het element aluminium waarbij radioactieve straling het kleuringsproces veroorzaakt. Indien rookkwarts verhit wordt tot ca. 200° C verdwijnt de bruine kleur. Door bestraling kan de kleur weer terug keren.

Amethyst dankt zijn kleur aan een geringe verontreiniging van het element ijzer. Ook hierbij is radio actieve straling nodig om het kleuringsproces tot stand te brengen. Verhitten van amethyst tot even boven de 300° C laat de paarse kleur verdwijnen. Bestralen brengt de paarse kleur weer terug. Amethyst die verhit wordt tot 450° - 500° C wordt geel tot bruin of roodgeel van kleur. Deze behandelde amethyst heet feitelijk "gebrande amethyst" maar wordt in de handel vaak als citrien aangeboden. Gebrande amethyst behoudt zijn kleur en kan door bestraling niet meer terugkeren naar zijn paarse kleur. Echte natuurlijk citrien reageert op verwarming en bestraling ongeveer hetzelfde als rookkwarts. Melkkwarts, de witte kleur die veel kwartsen vertonen en vaak ook in de delen van bergkristal aanwezig is, wordt veroorzaakt door minuscule kleine vloeistof insluitsels en of minuscule barstjes.

Amethyst
amethyst
7) Amethyst. Mina Anahi, Columbia. Collectie: MIM museum, Beirut, Libanon
amethyst waaier
8) Amethyst, roset vormig. Irai, Rio Grande do Sul, Brazilië. Collectie en foto M. Visser.
amethyst
9) Amethyst. Gobobeseb gebergte, Namibië. Collectie: MIM museum, Beirut, Libanon
uruquai amethyst
10) Amethyst. Vermoedelijk Artigas, Uruguay. Collectie en foto S. Visser

bergkristal
11) Bergkristal, scepter vorm. Shãnbão, Leiyang, prov. Húnán, China. Collectie: MIM museum, Beirut, Libanon

Scepterkristallen

Een scepterkristal is een kristal waarop een tweede en breder kristal is gegroeid (in het verlengde van het eerste), zodat het geheel lijkt op een koninklijke scepter. Dit verschijnsel komt in het bijzonder voor bij kwarts, maar ook wel eens bij andere mineralen. Er treden diverse typen van scepters op: kristallen met een kleine knop; een dunne 'stengel' met een korte dikke kop; een kristal waarop vele kleine kristallen zijn gegroeid; het tweede kristal langs maar één kant gegroeid. Als een kristal na een onderbreking opnieuw begint te groeien gebeurt het wel eens dat het 'aangroeisel' kleiner en dunner is dan het 'moederkristal'. Men spreekt dan van een antiscepter of negatieve scepter.

Gwindels

Zeer speciaal zijn de kristallen uit alpiene spleten die afgeplat en gedraaid zijn loodrecht op de lengte as. Men onderscheid 'gesloten' respectievelijk 'open' Gwindels half open/half gesloten Gwindel. De afbeelding hierboven is een voorbeeld van een open Gwindel. Alle kristal individuen zijn nog apart zichtbaar. Bij een gesloten Gwindel zijn de kristallen naadloos aan elkaar gegroeid en kun je de Gwindel vorm alleen nog maar herkennen omdat het oppervlak enigszins hol of bol staat.

gwindel
12) Rookkwarts, Gwindel vorm. Val Giuf, Graubunden, Zwitserland. Collectie en foto H. van Dennebroek
gwindel open
13) Schematische voorstelling van een open Gwindel.

Geheelde kristallen

Door tektonische werking (aardbevingen; gebergte vorming) kunnen eerder gevormde kwartskristallen breken. Als de stukken bij elkaar blijven liggen kunnen die vervolgens weer aan elkaar groeien, met als gevolg een kristal met een bocht erin. Zoiets heet een 'geheeld' kristal. Dit proces kan zich soms meerdere keren herhalen waardoor een soort uitgerekte S vorm ontstaat.

dubbel gebogen kristal
14) Kwartskristal, op twee plaatsen geheeld. Brazilië. Collectie en foto: T. Elsten

De naam ametrien is een samentrekking van de namen amethyst en citrien. Amethyst is een paarse kwarts variëteit en citrien is een gele variëteit. Op een beperkt aantal vindplaatsen in de wereld komt een kwarts voor die gedeeltelijk amethyst kleurig (paars) en gedeeltelijk citrien kleurig (geel) is.

ametrien
15) Ametrien. Anahí mijn, Bolivia. Collectie en foto S. Visser

Meer weten?

Over de oorzaak van kleur bij amethyst, rookkwarts en citrien heeft Ernst Burke in de Gea uitgave van september 1997 een uitgebreid artikel geschreven. Je kunt het artikel vinden in de Natuurtijdschriften repository. De bewuste Gea is nog steeds te bestellen via de GEA boekenservice.

Over de kristallografie van kwarts is o.a. op de volgende sites het een en ander te vinden:
  • De pagina van SMORF crystals met 3D modellen.
  • Op Crystal Shapes Facebook worden diverse kristal modellen van kwarts getoond. Ook wordt er verwezen naar SMORF Crystal Drawing.

crystal shapes
smorf crystal drawing