Кварц — Si02. Широко распространенный минерал на Украине. В качестве породообразующего или второстепенного минерала он установлен почти во всех осадочных, метаморфических и магматических породах, из них основные кварцсодержащие — пески, песчаники, кварциты, гнейсы, граниты, пегматиты. Кварц — ведущий минерал многих жильных образований.
Горный хрусталь встречается в гидротермальных кварцевых жилах Криворожского бассейна, занорышевых пегматитах Волыни, в гидротермальных кварцевых жилах Донбасса.
Мармарошский «диамант» — двухголовые кристаллы горного хрусталя, характеризующиеся прекрасной огранкой, небольшими размерами (от 1…2 мм до 11,5 см), сильным блеском граней, скелетным строением многих индивидов, наличием углеводородных включений минералообразующей среды. Встречается преимущественно в прожилках в осадочных породах обширных районов Карпат, Крыма, Донбасса.
Молочный кварц в больших массах содержится в гидротермальных кварцевых жилах, центральных частях пегматитов многих районов Украины.
Аметист встречается в виде друз в железистых кварцитах Криворожского бассейна, занорышевых пегматитах Волыни, жеодах среди туфогенных пород «серого» девона и гидротермальных кварцевых жилах осадочно-метаморфизованных пород Донбасса и особенно зоны сочленения его с Приазовьем, вулканических породах Горного Крыма, Западной Волыни и Закарпатья.
Цитрин установлен в центральных частях кристаллов из занорышевых пегматитов Волыни, при этом желтоватая окраска обычно слабо проявлена и затушевана дымчатой; составляет центральную часть фантом-кристаллов из кварцевой жилы ур. Макорты (долина р. Саксагань, Криворожский бассейн).
Розовый кварц изредка встречается в кристаллах из занорышевых пегматитов Волыни. Розовая окраска проявлена слабо и приурочена к центральным частям крупных кристаллов. Нередко кварц ядра пегматитов также имеет розовую окраску, которая со временем исчезает. Значительные жильные скопления светло-розового и розового кварца наблюдаются на Шолоховском месторождении (долина р. Базавлук, Днепропетровская область).
Дымчатый кварц широко распространен в пегматитах и гранитах, связанных с пегматитами и, в первую очередь, занорышевыми (Коростенский и Корсунь-Новомиргородский плутоны). Зоны дымчатой окраски отмечаются в кристаллах из кварцевых жил Криворожского бассейна, Донбасса; они встречаются в кварце типа мармарошского «диаманта».
Морион в занорышевых пегматитах Волыни образует кристаллы целиком или их периферийные зоны.
Сотовый кварц имеет характерную густую сеть залеченной тре-щиноватости, напоминающей рисунок пчелиных сот, часто встречается в кристаллах из занорышевых пегматитов Волыни и отмечен в пегматитах Корсунь-Новомиргородского плутона.
Тигровый и кошачий глаз встречаются в сланцах и роговиках Криворожского бассейна. Тигровый глаз камерных пегматитов Волыни по минеральному составу отличается от криворожского. В нем, помимо гетита и редкого сидерита, около 70 % объема занято халцедоном, вследствие чего он хорошо полируется и устойчив к механическому и химическому воздействиям.
Соколиный глаз отмечен в Криворожском бассейне.
Маршалит (мучнистый кварц) широко распространен в окисленных железистых роговиках и богатых рудах Криворожского бассейна. Существуют и другие разновидности кварца, имеющие местные названия.
Халцедон, кварцин, лютецит образуют плотные натечные агрегаты, корки, жеоды: а) одноцветные — собственно халцедон (серый, серовато-белый), кахолонг (белый), сердолик (розовый), сардер (красный); б) зональные — агат (концентрически-полосчатый), оникс (параллельно-слоистый), моховый агат (молочно-белый халцедон с дендритными выделениями оксидов Мп, Fe). Выделения халцедона приурочены к базальтам Волыни, вулканическим породам Закарпатья, Крыма и другим образованиям. Известны псевдоморфозы халцедона (с опалом и фосфатным веществом) по дереву. Окаменелое дерево встречается в осадочных породах Приднестровья, Побужья, Крыма, Донбасса. В Роздольском серном месторождении лютецит образует псевдоморфозы по кристаллам целестина, гауэрита. Халцедон образуется из низкотемпературных гидротермальных растворов, коллоидов.
Габитус и облик кристаллов и зерен, морфология граней и внутреннее строение минерала из гидротермальных жил Донецкого и Криворожского бассейнов, камерных пегматитов Волыни отражены в многочисленных работах. Отметим, что в занорышевых пегматитах встречены кристаллы-гиганты весом 7 и 10 т. Длина последнего по тройной оси 2,7 м. Особое значение имеет изучение морфологии зерен, в природе резко превалирующих над кристаллами кварца, для восстановления условий образования геологических объектов и определения технологических свойств.
Кварц содержит очень мало изоморфных примесей. Однако применение новых физических методов исследования вещества позволяет выявить довольно существенные различия в его составе и свойствах. Основные результаты такого изучения его кристаллов и зернистых агрегатов из пегматитов, гранитов УЩ, гидротермальных жил Донбасса, Кривбасса и других районов Украины. Многие особенности состава и физических свойств кварца используются в качестве типоморфных и применяются в геологической практике.
Своеобразен кварц, претерпевший ударный метаморфизм. В породах астроблем УЩ он характеризуется наличием систем пленарных элементов и пониженными показателями преломления, вплоть до перехода в диаплектовое кварцевое стекло с показателем преломления 1,462. Существует взаимосвязь показателей преломления диа-плектового кварца и ориентировки пленарных элементов от величины импульсного давления.
Кварц устойчив практически во всем диапазоне геологических условий и сохраняет следы былых процессов образования и преобразования в виде разнообразных флюидных включений. Они используются для восстановления Т, Р, химического состава и других параметров минералообразующей среды, принимавшей участие в формировании геологических образований. Поэтому определенные разновидности кварца можно рассматривать в качестве типоморфных. Особенности включений (форма, размер, наполнение, химический состав, температура образования) используются также в геологической практике.
Ниже остановимся более детально на кварцскелетных кристаллах с включениями углеводородов (мармарошских «диамантах») и сотовом кварце. Первые — это небольшие (до 11,5 см) преимущественно двухголовые хорошо ограненные кристаллы. Под действием ионизирующего излучения усиливается лишь плотность дымчатой окраски и почти не изменяются бесцветные участки. Содержание структурного А1 в необлученных кристаллах составляют 0,0 п %. После облучения содержание А1 — О—центров несколько увеличивается. В темно-дымчатых участках оно составляет 12…14 отн. ед. (до облучения 10…11 отн. ед.), в неокрашенных — 2…3 отн. ед. ИКспектры описываемого кварца свидетельствуют о незначительном количестве или полном отсутствии водородных (в виде ОН) дефектов, наличии С-Н связей в структуре минерала. В образцах из Донбасса резко преобладает литий-алюминиевый центр захвата. В связи с этой особенностью конституции минерала находятся и другие его свойства: высокая прозрачность, сильный блеск, интенсивная термолюминесценция (на несколько порядков выше обычного кварца) с максимумом при Т = 280 °С. Специфика внутреннего строения кристаллов и включений минералообразующих флюидов свидетельствует о росте их в движущемся гетерогенном водно-метановом потоке. В минерале обнаружены растресканные жидкие существенно метановые включения. Так как плоскости разрыва залечены раствором растресканного включения, то возможна кристаллизация и самого мармарошского «диаманта» из углеводородного флюида, т. е. и в случае потока гомогенного метанового раствора. Этот вывод подтверждается и конституционными особенностями минерала: отсутствием водородных дефектов (ОН-, Н20), наличием С-Н связей (полоса поглощения в области 2800…3000 см-1 на ИК-спектрах). Встречены кристаллы, в которых нет включений водного раствора, а есть лишь углеводородный, при этом встречены и углеводороды типа нефти. Миграция углеводородных и угле-водородно-водных смесей при образовании мармарошских «диамантов» происходила в диапазоне Т от 75…85 до 200 °С и при Р от более 100 до 30…32 МПа. Особенности формирования мармарошских «диамантов» — источник информации об условиях формирования нефтегазовых залежей, времени их образования, составе углеводородов при их миграции в земной коре. Находки таких кварцев могут быть использованы в практике поисков залежей нефти и газа; они свидетельствуют о том, что в районах их распространения при наличии соответствующих ловушек возможны газоконденсатные и нефтяные залежи.
Сотовый кварц — параморфоза низкотемпературной (а) модификации по высокотемпературной (Р). Форма его выделения в зональных кристаллах разнообразна. Она отображает зависимость а — р-превращения кварца от его состава. Так как: р-переход кварца обратимый (энантиотропный), то наличие залеченной инверсионной трещиноватости открывает возможность использования сотового кварца в качестве минералогического термометра. Считалось, что сотовый кварц возник в результате Р -> а-перехода при резком охлаждении (температурный шок). В дальнейшем оказалось, что трещиноватость сотового кварца возникает вследствие -перехода при медленном охлаждении. Решающий фактор проявления трещиноватости — большая скорость полиморфного превращения кварца, чему способствует его переход из метастабильного состояния. Так как величина гистерезиса мала (очевидно, менее 1 °С), то РГ-параметры точки пересечения изохоры раствора включения, залечивающего инверсионную трещиноватость, с линией равновесия а — Р-кварца будут отвечать или меньше Т и Р минералообразующего флюида, существовавшего в период а — р-превращения кварца. В первом случае минерал в момент поражения трещиноватостью находился лишь под давлением минералообразующего раствора, а во втором (Р2, Т2) — на него воздействовало и литостатическое давление Р2. Таким образом, сотовый кварц — очень точный минералогический термобарометр, правда, с узкой, строго определенной, областью действия.
Широко и разнообразно использование кварца: для получения тонкой керамики, кремния, силикосплавов, ферросилиция, варки кварцевого стекла, выращивания синтетических кристаллов; в разнообразных приборах и устройствах, основу которых составляют кварцевые пьезоэлектрические излучатели и приемники ультразвука, фокусирующие линзы, фильтры и стабилизаторы частоты, датчики и др. В строительной промышленности широко используются кварцит и песчаник — в качестве строительного камня, изготовление динаса (огнеупорного кирпича), песок в строительном растворе, наполнитель бетона. Горный хрусталь, дымчатый кварц, морион занорышевых пегматитов Волыни применяются в ювелирной промышленности. Друзы кристаллов кварца с микроклином, альбитом (кле-веландитом), топазом из пегматитов Волыни — украшение многих коллекций минералов. Мармарошские «диаманты», тигровый и соколиный глаз — коллекционный и декоративный материал, ювелирно-поделочное сырье. Особо декоративен тигровый глаз из занорышевых пегматитов Волыни.
Кристобалит — Si02. Относительно редкий минерал на Украине. Образует две полиморфные модификации: низкотемпературную (тетрагональную или псевдокубическую) и высокотемпературную
(кубическую). Редко встречается в песчаниках Приазовья, в железистых роговиках карьера в Криворожье, в осадочных породах и продуктах горения терриконов угольных шахт Донбасса,, в эффузивах и некоторых метасоматических породах Закарпатья. Кристобалит рентгенометрически установлен в сеноманском трепеле Приднепровья. Наблюдается в виде сферолитов, шариков, мелкозернистого и волокнистого агрегатов. Цвет белый. Под микроскопом заметно его строение из тонколучистых агрегатов. Низкотемпературный кристобалит Криворожья имеет положительное удлинение и слабый плеохроизм (по Ng — желтовато-серый, по Np — буровато-желтый); ng = 1,504; пр = 1,499. Изотропный кристобалит в эффузивах Закарпатья имеет показатель преломления 1,485.
Тридимит — Si02. Относительно редкий минерал на Украине. Он установлен в третичных глинах, песчаниках и алевролитах Донбасса, бентонитизированных туфах Подольской плиты, широко распространен в андезитах и дацитах Закарпатья. Образует псевдогексагональные пластинки и агрегаты мелких индивидов. Размер кристаллов до 2…3 мм, зерен — 0,1…0,2 мм. Параметры элементарной ячейки: а = 5,24; = 3,02; с = 3,156. Данный тридимит — очевидно, новый шестислойный политип минерала. Цвет белый, серовато-белый, отмечаются бесцветные и прозрачные индивиды; ng = 1,471; пр = 1,469; щ — пр = 0,02 (из туфовых пород Подолии). Под микроскопом обнаруживает секториальное строение. Тридимит из дацитов Закарпатья: ng = 1,481; пт = 1,479; пр = 1,477; 2V = +82°; р = 2,292. Образование тридимита в дацитах Закарпатья обусловлено переотложением Si02 под действием солевых расплавов и газов, Т которых составляла не более 975…1000 °С и Р = 0,2 …0,25 МПа. В опалах а-тридимит имеет гипергенное происхождение.
Опал — Si02 • Н20. Распространенный минерал на Украине. Установлен в осадочных породах Приазовского района, в зоне окисления железных руд и железистых роговиков, коре выветривания гранитов, гнейсов и в составе опок Криворожья, пегматитовых телах и в коре выветривания базальтов Волыни, осадочных породах,, опоках и трепелах Донбасса, песчаниках Волыно-Подольской плиты и в силицитах, где он — породообразующий минерал, в осадочных породах Прикарпатья, алунитовых и каолинит-опаловых рудах Закарпатья, коре выветривания других кристаллических пород УЩ и в осадочных породах его обрамления, где часто представляет собой цементирующий минерал. Опал образует плотные тонкозернистые и стекловатые агрегаты, пленки, натеки, выделения микроглобулярного строения, прожилки, прослои, гнезда, жеоды, конкреции, миндалины, псевдоморфозы по органическим остаткам. Содержание Si02 в опалах изменяется от 96,16 до 66,88 %, количество Н20 от 6,5 до 0,96 %. Постоянно содержит в разных количествах примеси А1203, Fe203, MgO, СаО, Ті02, органическое вещество и др. Варьирует от почти аморфного (наибольшее повышение фона фиксируется около 0,4 нм) до кристобалит-тридимитового типа (отражения 0,428…0,420; 0,413…0,406 и около 0,250 нм). Физические свойства отражают количество Н20 и примесей. Цвет белый, серый, бурый, желтый, коричневый, голубой, реже зеленый, розовый, фиолетовый и черный. Черный опал известен в пегматитах Волыни, и цвет его обусловлен высоким содержанием (до 3,9 %) органического вещества. Газ, полученный при нагреве черного опала Волыни, содержит водород, азот, метан, этан и другие углеводороды, массовые числа которых находятся в пределах 60…115. В нижней части коры выветривания ультраосновных пород массива Каменный Бугор (район г. Славгород Днепропетровской области) также обнаружен черный опал. В Приазовье отмечаются полосчатые опалы со своеобразной игрой цвета, по которой они приближаются в ювелирным разновидностям. Показатели преломления изменяются в пределах 1,425…1,470; р = 1,7…2,1. Опал образуется на конечных этапах поствулканических процессов, из горячих водных растворов, в результате жизнедеятельности организмов. Некоторые разновидности опала Украины могут использоваться в ювелирном деле.
Коусит — Si02. Очень редкий минерал на Украине. Обнаружен в четырех из шести известных на Украине астроблем, Коусит образует агрегаты микрометровых зерен, окруженных оторочкой криптозернистого кварца толщиной 3…4 мкм. Кристаллы коусита имеют форму псевдогексагональных табличек с показателем преломления 1,591 ± 0,002. Образовались они в результате ударного метаморфизма кварцсодержащих пород мишени при импульсном Р около 16…30 ГПА и Т = 700…1000 °С.
Стишовит — Si02. Очень редкий минерал на Украине. Установлен по дебаеграммам нерастворимого остатка диаплектового кварца Терновской астроблемы в Криворожье.
