Il quarzo

ll quarzo (diossido di silicio, SiO2, dal tedesco Quarz) è il secondo
minerale più abbondante nella crosta terrestre (circa il 12% del suo
volume) dopo i feldspati.
Etimologia
L'etimologia del nome non è certa, ma le origini si fanno risalire al termine
medievale tvurdu che in Antico slavo ecclesiastico significava duro, come
twarc in Alto tedesco medio, e gli analoghi termini presenti in altre lingue
slave come il Ceco tvrdý e il polacco twardy. Terminologie simili come
quarz, quärz o querze nel linguaggio dei minatori in Alto tedesco medio
indicavano la ghiaia e nel XVI secolo parole come quaterz o quaderz
stavano a indicare una roccia di scarsa qualità; nel linguaggio dei
montanari della Sassonia Querklufterz indicava un'escrescenza della
roccia.
Il termine in italiano sembra derivare da una cattiva traduzione di un
testo latino fatta nel 1550 a Venezia; tale testo affermava che le rocce
quarzose venivano chiamate in Germania col termine di 'querz erz'
(letteralmente 'minerale che attraversa la roccia'). Nella traduzione in
italiano, ad opera dello stampatore Michele Tramezzino, il termine querz
fu trascritto come 'quarzo'.
Cenni storici
Per gli antichi greci il quarzo veniva definito cristallo (dal greco
κρύσταλλος, krýstallos, ghiaccio). Essi, infatti, ritenevano tale minerale
una varietà di ghiaccio fredda al punto da non poter essere più disciolta.
A trarli in inganno, la struttura apparentemente esagonale, simile a quella
dei fiocchi di neve, e la sensazione di freddo al tatto causata dalla
conducibilità termica.
Tra le varietà del quarzo, l'ametista (vedi poi) merita un'attenzione
storico-mitologica. Ametista era infatti una ninfa del corteo di Diana, dea
particolarmente sensibile al tema della castità. Di tale ninfa, in un
momento di estasi etilica, si invaghì Bacco che iniziò così ad inseguirla per
possederla. La ninfa chiese aiuto alla sua signora la quale per proteggere,
non tanto la vita, quanto la castità della ninfa, la trasformò in gelido
cristallo di quarzo.
Rinsavito dalla sbornia, Bacco si commosse della fine della ninfa e così le
dette il colore del vino e la proprietà di preservare dei ed umani dagli
eccessi delle ubriacature. Ametista deriva infatti dal greco ἀ-μέθυστος
(oppure ἀ-μεθυσμένος) che significa sostanzialmente non-ubriaco.
Tra i ricchi (soprattutto nella Roma imperiale) comparve quindi il vezzo di
immergere un anello di ametista nel bicchiere di vino prima di bere. Dato
che all'epoca tale gemma era rara e preziosa, e questa usanza era in voga
solo tra i potenti, l'anello di ametista, venne visto pian piano come un
simbolo di potere.
L'usanza che i potenti di Roma avessero un anello di ametista si radicò
così tanto tra il popolino che tale simbolo venne utilizzato più tardi dalla
chiesa cattolica romana per esprimere autorità. Ancor oggi tale anello fa
parte del corredo vescovile.
Sempre dal punto di vista storico, va anche ricordato che sette delle
dodici gemme del «Razionale» (un pettorale sacro portato dagli antichi
sacerdoti ebraici) ognuna delle quali rappresentava una qualità del Dio,
erano varietà di quarzo: la sardonica, il citrino, il diaspro, la corniola,
l'ametista e l'onice.
Infine, la famosa sfera di cristallo che permette ai "maghi" di vedere il
futuro, immagine tipica nella cultura popolare, ha le sue origini in Cina.
Spesso infatti i notabili di quel paese (ne fa cenno anche Marco Polo)
erano soliti rinfrescarsi le mani posandole su una sfera di quarzo. Le vesti
sontuose e colorate, la lingua un po' oscura, quasi arcana e la fantasia
hanno trasformato così, nel tempo, i notabili in questione nel prototipo del
mago.
Abito cristallino
Il quarzo presenta una struttura cristallina trigonale costituita da
tetraedri silicio-ossigeno uniti tra loro per i 4 vertici a formare delle
spirali ad andamento destro o sinistro. In alcuni cristalli le parti
cristalline destre o sinistre coesistono a formare i geminati. La durezza è
7 sulla scala di Mohs. L'habitus (la forma) è quello di un prisma esagonale
con, ai vertici, le facce di due romboedri disposte in modo tale da
simulare una bipiramide esagonale.
Il quarzo è solo una delle 19 fasi cristalline della silice e cristallizza
secondo due impalcature atomiche distinte, conosciute come quarzo-α e
quarzo-β.
Quello comunemente rinvenuto è sempre quarzo alfa perché a
temperatura e pressione ambiente anche il quarzo beta si trasforma in
alfa (per riorganizzazione del reticolo). I cristalli di quarzo alfa,
mancando del centro di simmetria, presentano individui destri e sinistri.
Il senso del cristallo è spesso individuabile dalla presenza di una piccola
faccetta trapezoedrica situata tra il prisma esagono e il romboedro della
piramide esagonale.
Ad alta pressione il quarzo si trasforma in coesite, un minerale con la
stessa composizione ma con un reticolo atomico più compatto; a pressioni
ulteriori la stessa tridimite si trasforma in stishovite che rappresenta il
termine estremo di compattazione della silice (è nota quasi
esclusivamente in crateri generati da meteoriti).
Il quarzo può essere di forma prismatica allungata.
Origine e giacitura
Il quarzo è un costituente comune delle rocce magmatiche intrusive acide
dette in passato rocce sialiche, tra le quali il più conosciuto è il granito; è
abbondante anche come componente delle rocce sedimentarie,
preferenzialmente nelle arenarie a causa della sua elevata resistenza alla
degradazione chimica da parte degli agenti atmosferici ed alla sua
insolubilità all'acqua e nelle rocce metamorfiche.
Forma in cui si presenta in natura
Essendo uno dei minerali della crosta terrestre più comuni, il quarzo ha un
gran numero di varietà differenti. Una prima, importante, distinzione va
fatta tra le varietà macrocristallina (cristalli individuali visibili ad occhio
nudo) e la microcristallina (aggregati di cristalli visibili solo al
microscopio) o criptocristallina (aggregati di cristalli non visibili al
microscopio).
Calcedonio è un termine generico per il quarzo criptocristallino. Le varietà
criptocristalline sono sia traslucide che, per lo più, opache, mentre le
varietà trasparenti tendono ad essere macrocristalline.
Sebbene molti dei nomi delle varietà provengano storicamente dai colori
del minerale, gli attuali schemi di denominazione scientifica fanno
riferimento in primo luogo alla microstruttura del minerale.
Il colore è un identificatore secondario per i minerali criptocristallini e
primario per le varietà macrocristalline. Questo, comunque, non è sempre
vero.
Oltre al quarzo ialino, perfettamente incolore e limpido,[3] vi sono
numerose altre varietà di quarzo:
Varietà
Calcedoni
o
Agata
Agata
muschiat
a
Crisopras
io
Cromocalcedoni
o
Onice
Sarda
Corniola
Corniolaagata
Sardonic
e
Diaspro
Eliotropi
o
Enidro
Avventur
ina
Occhio di
Descrizione
Ogni quarzo criptocristallino, sebbene usato generalmente solo per il ma
Negli altri casi si usano nomi più specifici.
Calcedonio a bande di diverso colore legate ad impurità presenti nel reti
Trattasi di un calcedonio incolore con delle inclusioni di orneblenda verd
simil-muschio. Se la pietra viene scaldata parte del ferro dell'orneblend
pietra una colorazione bruno rossiccia a chiazze. La pietra può essere ta
coppe. I falsi vengono creati unendo due pezzi di calcedonio con in mezz
Calcedonio dalla colorazione verde per via di sali idrati di nichel
Simile al crisoprasio, ma la tinta è dovuta al cromo anziché al nichel; oss
di silice, a differenza del crisoprasio, appare rossa
Varietà di Agata dove le bande di accrescimento sono diritte, parallele a
È una silice scura, da taluni considerata un tipo di corniola ma meno lumi
colorazione bruna
Calcedonio arancio rossastro, traslucente;
Rispetto alla classica corniola ha un solo colore dominante e guardandola
ammirare la struttura dell'agata
Ha il colore della sarda ma la struttura è dell'onice
Calcedonio opaco per la presenza di impurità e, usualmente, fortemente
Tipo di calcedonio opaco verde scuro con delle chiazze di ferro rosso sa
Calcedonio che contiene grandi quantità di acqua. Tipico dell'Uruguay.
Quarzo traslucido con piccole inclusioni (normalmente miche o cloriti) ch
brillante e riflettono la luce causando il fenomeno dell'avventurescenza;
Quarzo a struttura fibrosa, giallo con un effetto particolare detto gatt
tigre
Occhio di
gatto
Occhio di
bue
Occhio di
falco
Cristallo
di rocca
o Quarzo
ialino
della crocidolite gialla con gli atomi ferro tutti trivalenti ed alla formaz
Simile al precedente ma con gatteggiamento dovuto ad intrusioni di anfi
orneblenda[13];
È simile all'occhio di tigre tranne per il colore che in questo caso è rosso
crocidolite rosse quasi come il mogano, si può ottenere anche artificialm
Simile all'occhio di gatto ed all'occhio di tigre, il gatteggiamento è dovu
bivalente e trivalente
Trasparente, incolore e limpido;
(Dal greco "contro l'ubriachezza") Violetto, più o meno trasparente, anch
Ametista
colore alla presenza di piccole concentrazioni di ferro bivalente; riscald
Ametrino Fusione fra il quarzo citrino e l'ametista, quindi di colore giallastro e vio
Quarzo
Giallo, giallo verdastro, raramente in campioni ben cristallizzati; si form
citrino
dell'ametista[1] per ossidazione del ferro.
Quarzo
citrinoQuarzo citrino di colore rosso brunastro.
madera
Quarzo
Rosa, usualmente traslucido, raramente in campioni ben cristallizzati; de
rosa
manganese;
Quarzo
Blu e traslucido.
blu
Quarzo
verde e traslucido.
verde
Quarzo
Bianco, da traslucente a opaco;
latteo
Quarzo
affumica Marrone, trasparente. L'opacità è spesso dovuta a danni da radiazione n
to
Morione è così denominata la varietà affumicata particolarmente scura, di colore
Varietà di quarzo con inclusioni aciculari di attinolite, il valore gemmolog
Quarzo
opache vengono tagliate a smeraldo, taluni autori vogliono questa pietra
prasio
difatti essi chiamano prasio un diaspro verde
Quarzo
Varietà di quarzo incolore o quasi incolore con inclusioni di fosfato ferri
cacoxenit cristalli di questa varietà sono di colore simile al rutilo ma hanno la form
e
quelli delle canne di bambù e con terminazioni a lancia. Questi cristalli s
se fitti rendono il minerale simile al quarzo "occhio di tigre".
Contiene dei cristalli di rutilo gialli al suo interno che al profano in crist
Quarzo
biondi o ramati, per questo motivo anche capelli di Venere. La matrice pr
rutilato
quarzo affumicato. Con i quarzi rutilati migliori (senza fessurazioni) si p
sferette per collane[18];
Quarzo
tormalina Simile al precedente ma con tormalina di solito nera ma anche verde, ros
to
Simile ai due precedenti salvo che per il fatto che soluzioni manganesife
Quarzo
possono creare delle forme dendritiche all'interno del quarzo. Tali form
dendritic
all'interno del quarzo per evaporazione del solvente naturale. In genere
o
dendritici sono di colore nero o bruno. Il quarzo dendritico proviene dal
Quando nel quarzo sono presenti inclusioni microscopiche di altri minerali
a simmetria esagonale, si può produrre un effetto di asterismo.
Non tutte le varietà di quarzo sono presenti in natura. La prasiolite, un
materiale di colore olivastro, viene prodotta con l'esposizione al calore.
Sebbene il quarzo citrino sia presente in natura, è facilmente
confondibile con l'ametista che, scaldata, assume un colore giallo-bruno.
La corniola viene frequentemente trattata con il calore per aumentarne
l'intensità del colore.
Dato che i quarzi naturali sono molto spesso geminati e quindi in molti casi
non utilizzabili industrialmente, la maggior parte del quarzo utilizzato
dall'industria è sintetico.
Cristalli di grandi dimensioni, perfetti e non geminati, vengono prodotti in
una autoclave attraverso un processo idrotermale, chiamato metodo
Spezia, dal nome del suo inventore, l'ingegnere ossolano Giorgio Spezia:
anche gli smeraldi sintetici sono prodotti in questo modo.
Proprietà chimico-fisiche
Il quarzo è un materiale dotato di notevole stabilità chimica[ e risulta
inattaccabile dagli acidi eccetto l'acido fluoridrico. Presenta inoltre
elevata durezza, resistenza meccanica e resistenza al calore. Il quarzo
non presenta sfaldatura, in caso di rottura del cristallo è caratterizzato
da fratture concoidi.
Alcune proprietà fisiche dei cristalli di quarzo sono la piezoelettricità e la
piroelettricità (ovvero la capacità di polarizzare elettricamente le facce
opposte del cristallo, in seguito ad una deformazione meccanica come la
compressione o dopo riscaldamento).
Dal punto di vista ottico, il quarzo presenta elevata trasmissibilità nel
visibile e soprattutto nell'ultravioletto.
Usi
Oltre ad essere ampiamente utilizzato come ornamento, il quarzo viene
sfruttato per le sue proprietà chimico-fisiche in molteplici modi, tra cui:
• Per le sue proprietà di piezoelettricità e piroelettricità è impiegato
negli oscillatori al quarzo, utilizzati in moltissime apparecchiature
elettroniche fra le quali gli orologi al quarzo, le radio e praticamente
tutti gli apparecchi digitali. Il quarzo utilizzato per tali applicazioni
(detto anche "quarzo piezoelettico") è in genere il cristallo di
rocca.[1]
• Per le sue proprietà fisico-meccaniche, è ampiamente utilizzato
nell'industria dei rivestimenti, pavimentazioni, piani da lavoro sotto
forma di agglomerato in lastre di spessore variabile.
• Per le sue caratteristiche ottiche, viene usato per realizzare parti
ottiche per usi scientifici e cuvette per spettrofotometri e
spettrofluorimetri.
• Per le sue caratteristiche di resistenza alle alte temperature (oltre che
di trasparenza), viene utilizzato per realizzare i bulbi delle comuni
lampade alogene.
Inoltre il quarzo viene utilizzato sotto forma di sabbia quarzosa come
materia prima per la produzione del vetro.