Все о минерале кварц.

Наиболее достоверное значение удельного веса (2.65074 ± 0,00001) приведено Дана (Dana, 1962) для произвольно выбранного бесцветного кристалла природного кварца; оно получено в вакууме при 0°С по отношению к воде при 4°С. Абсолютная плотность ниже приблизительно на 0,00007.

Различные типы кварца охватывают очень широкий интервал окрасок, хотя ни одна их них не является наиболее чистой из возможных для данного цвета. Существуют красные кварцы, но ни один из них не достигает чистоты красного цвета рубина; любой зеленый кварц трудно принять за изумруд. В случае рубина и изумруда окраска вызывается присутствием хрома, который входит в кристаллическую решетку, замещая в ней алюминий. Хром поглощает свет в видимой части спектра таким образом, что остающиеся цвета чисты и эстетически привлекательны. Кварц не только имеет более спокойный цвет, но и обладает менее яркой окраской по сравнению с другими драгоценными камнями. Отчасти это связано с его меньшей твердостью, а отчасти с относительно низким показателем преломления; обе эти причины приводят лишь к умеренной силе отраженного света.

Между аметистами, выращенными щелочным и фторидным методами, имеется не только внешнее, но и внутреннее различие. Для всех пирамид роста характерен аметистовый цвет. Участки роста тригональных дипирамид и тригональных призм лишены какой-либо окраски. Когда кристаллы нагревают до 600-700°С, цвет исчезает; наблюдается помутнение и, как следствие, молочно-беловатый цвет. По данным инфракрасной спектроскопии этот эффект отчасти обусловлен абсорбированной водой.

Не существует метода, позволяющего отличить природный аметист от синтетического, если пользоваться обычными испытаниями, проводимыми специалистами по драгоценным камням. Как природные, так и синтетические аметисты дают полосы поглощения с максимумами при 950, 540, 360 и 270 нм. Кристаллы аметиста, выращенные в сильнощелочных калиевых растворах, проявляют аномальный плеохроизм. Красновато-фиолетовый цвет сменяется бледно-фиолетовым при наблюдении под различными углами. Полагают, что это связано с неравномерностью заселения позиций атомами трехвалентного железа. Как и природный, синтетический аметист обладает способностью терять окраску при нагревании. Под действием ионизирующих излучений этот цвет полностью восстанавливается. Плотность окраски кристаллов, выращенных в сильнощелочных растворах, несколько уменьшается, когда температура нагрева поднимается до 200°С. Максимальная скорость потери цвета наблюдается при температурах около 450°С. Окраска кристаллов, выращенных из почти нейтральных фторидных растворов, более устойчива. Если выдержать кристаллы в течение 160 сут при 330°С, то они частично сохраняют свой цвет, хотя интенсивность его становится значительно меньше (приблизительно вдвое).

Как для природного аметиста, так и для кристаллов, выращенных в сильнощелочных растворах, можно наблюдать широкую полосу поглощения в инфракрасном спектре. Существование этой полосы с серединой около 3400 см-1 (2941 нм) связано с присутствием молекулярной воды.

Нагреватель и нагреваемая плита должна создавать температурный градиент около 40"С. Тогда в нижней части сосуда будет образовываться насыщенный кварцем раствор; происходящее при этом повышение плотности компенсируется увеличением температуры, вызывающим термическое расширение и снижение плотности. Различие в плотности приводит к образованию конвекционных потоков и заставляет насыщенный раствор подыматься кверху. При достижении верхней части сосуда этот раствор уже не может удержать весь содержащийся в нем кварц, и избыточное количество кварца осаждается на затравочных пластинках. Охлажденный раствор вновь спускается вниз, и процесс повторяется.

Чтобы достичь более быстрого роста нижних затравочных пластин и обеспечить равномерное отложение кварца, между нижней и верхней частями сосуда помещается перегородка. Она имеет форму пластинки с многочисленными отверстиями. Ее назначение регулировать конвекцию. Скорость роста варьирует в значительных пределах в соответствии с условиями роста и требованиями к кристаллу; однако для получения высококачественных кристаллов оптимальная скорость роста около 1 мм в сутки.