Quarzo

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Introduzione

Quarzo Minerale costituito da biossido di silicio, o silice, di formula SiO₂. Diffuso in tutto il mondo, sia all'interno di formazioni rocciose sia in forma di depositi puri, il quarzo è un componente essenziale di rocce ignee contenenti un eccesso di silice, come il granito, la riolite e le pegmatiti. È pure tra i componenti principali di rocce metamorfiche, come gneiss e scisti; in alcune rocce sedimentarie, come i calcari o l'arenaria, forma invece vene e noduli, spesso associato a quantità apprezzabili di metalli preziosi.

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Proprietà

Il quarzo solidifica nel sistema trigonale, formando cristalli di dimensioni estremamente variabili: da esemplari del peso di una tonnellata alle minuscole particelle che brillano sulle superfici di frattura delle rocce. Il minerale ha durezza 7, densità 2,65 e lucentezza in alcuni casi vetrosa, in altri grassa o splendente. Si trovano campioni trasparenti o traslucidi, variamente colorati a causa della presenza di impurità o inclusioni.

I cristalli di quarzo mostrano un'elevata piezoelettricità: producono cioè una differenza di potenziale se sottoposti a pressione lungo determinate direzioni e per questo motivo vengono impiegati per la fabbricazione di dispositivi elettronici. Il quarzo ha anche la proprietà ottica di far ruotare il piano della luce polarizzata (vedi Attività ottica), ed è pertanto usato nei microscopi polarizzatori.

I cristalli di quarzo subiscono trasformazioni strutturali quando sono sottoposti a cambiamenti di temperatura: al di sopra dei 573 °C il quarzo ordinario, o quarzo alfa, si trasforma in quarzo beta, un minerale con struttura cristallina e proprietà fisiche differenti, che ritorna comunque nella modificazione alfa se viene raffreddato. Il quarzo esiste nella forma tridimite tra gli 870 °C e i 1470 °C, mentre al di sopra di questa temperatura è stabile una forma che prende il nome di cristobalite. A circa 1710 °C, il minerale fonde.

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Varietà

Esistono diverse varietà macrocristalline di quarzo, in generale tutte trasparenti e lucenti. Il cosiddetto 'cristallo di rocca' è una varietà incolore di quarzo, che si trova di solito in cristalli distinti. Il quarzo rosa si presenta anch'esso in grossi cristalli, ma privi di abito cristallino ben definito, e presenta una caratteristica colorazione rosa che spesso tende a sbiadire in seguito a esposizione alla luce. Il quarzo affumicato, o cairngorm, forma cristalli che vanno dal giallo fumo al bruno scuro. L'ametista, infine, è una varietà semipreziosa di quarzo di colore viola intenso o rosso-violaceo.

Nelle varietà cristalline di quarzo sono spesso presenti inclusioni di altri minerali: ad esempio il quarzo rutilato contiene fini aghi di rutilo, e l'avventurina è una varietà contenente scaglie brillanti di ematite o mica. Sono possibili pure minute inclusioni liquide o gassose, come nel caso del quarzo latteo.

Le varietà criptocristalline di quarzo vengono divise in due classi generali: fibrose e granulari; le prime, che comprendono agata, corniola, eliotropio, onice e crisoprasio, sono tutte forme di calcedonio, mentre le seconde comprendono selce, diaspro e prasio.

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Usi

Le diverse forme di calcedonio e molte delle varietà di quarzo cristallino vengono apprezzate come gemme e usate, in generale, per scopi ornamentali. Il puro cristallo di rocca è utilizzato in dispositivi ottici ed elettronici, mentre grandi quantità di sabbia di quarzo sono usate per la fabbricazione del vetro, di mattoni silicei e nella composizione del cemento. Come abrasivo, il quarzo è impiegato nel taglio delle pietre e nella sabbiatura dei metalli. Quasi tutto il quarzo ad alto grado di purezza, materia prima per l'industria elettronica, viene estratto in Brasile, ma grossi cristalli possono essere prodotti anche per via sintetica.