This post is also available in: Néerlandais Anglais Allemand Italien Polonais Portugais - du Portugal Espagnol

Qu’est-ce que Quartz?

Le quartz est un composé chimique composé d’une partie de silicium et de deux parties d’oxygène. C’est du dioxyde de silicium_(SiO2). C’est le minéral le plus abondant à la surface de la Terre, et ses propriétés uniques en font l’une des substances naturelles les plus utiles.

Quartz cristal de roche: Quartz transparent « cristal de roche ». Cet échantillon montre la fracture conchoïdale (fracture qui produit des surfaces courbes) qui est caractéristique du minéral. Le spécimen mesure environ quatre pouces (dix centimètres) de diamètre et provient de Minas Gerais, au Brésil.

Où trouve-t-on le quartz?

Le quartz est le minéral le plus abondant et le plus largement distribué à la surface de la Terre. Il est présent et abondant dans toutes les parties du monde. Il se forme à toutes les températures. Il est abondant dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. Il est très résistant aux intempéries mécaniques et chimiques. Cette durabilité en fait le minéral dominant des sommets des montagnes et le principal constituant du sable de plage, de rivière et du désert. Le quartz est omniprésent, abondant et durable. Les gisements minables se trouvent dans le monde entier.

Quartz d’améthyste: Le quartz cristallin violet est connu sous le nom d’« améthyste ». Lorsqu’il est transparent et de haute qualité, il est souvent taillé comme une pierre précieuse. Ce spécimen mesure environ quatre pouces (dix centimètres) de diamètre et provient de Guanajuato, au Mexique.

Propriétés physiques du quartz

Classification chimique	Silicate
Couleur	Le quartz se produit dans pratiquement toutes les couleurs. Les couleurs courantes sont claires, blanches, grises, violettes, jaunes, brunes, noires, roses, vertes, rouges.
Strie	Incolore (plus dur que la plaque de stries)
Lustre	Vitreux
Diaphanéité	Transparent à translucide
Clivage	Aucun – se rompt généralement avec une fracture conchoïdale
Dureté mohs	7
Densité	2,6 à 2,7
Propriétés de diagnostic	Fracture conchoïdale, lustre vitreux, dureté
Composition chimique	SiO2
Système cristallin	Hexagonal
Les usages	Fabrication de verre, abrasif, sable de fonderie, proppant de fracturation hydraulique, pierres précieuses

Silex: Le silex est une variété de quartz microcristallin ou cryptocristallin. Il se présente sous forme de nodules et de masses concrétionnaires et moins fréquemment sous forme de dépôt stratifié. Il se brise de manière constante avec une fracture conchoïdale et a été l’un des premiers matériaux utilisés pour fabriquer des outils par les premiers peuples. Ils l’utilisaient pour fabriquer des outils de coupe. Après des milliers d’années, les gens continuent à l’utiliser. Il est actuellement utilisé comme tranchant dans certains des meilleurs outils chirurgicaux. Ce spécimen mesure environ dix centimètres (quatre pouces) de diamètre et provient de Dover Cliffs, en Angleterre.

Pointes de flèches en silex de quartz: L’une des premières utilisations du quartz, sous forme de silex, a été la production d’objets tranchants tels que des lames de couteaux, des grattoirs et des pointes de projectiles telles que les pointes de flèches montrées ci-dessus. Copyright de l’image iStockphoto / Leslie Banks.

Quelles sont les utilisations du quartz?

Le quartz est l’un des matériaux naturels les plus utiles. Son utilité peut être liée à ses propriétés physiques et chimiques. Il a une dureté de sept sur l’échelle de Mohs, ce qui le rend très durable. Il est chimiquement inerte au contact de la plupart des substances. Il a des propriétés électriques et une résistance à la chaleur qui le rendent précieux dans les produits électroniques. Son lustre, sa couleur et sa diaphanéité le rendent utile comme pierre précieuse et aussi dans la fabrication du verre.

Utilisations du quartz dans la fabrication du verre

Les processus géologiques ont parfois déposé des sables composés de presque 100% de grains de quartz. Ces gisements ont été identifiés et produits comme sources de sable de silice de haute pureté. Ces sables sont utilisés dans l’industrie verrière. Le sable de quartz est utilisé dans la production de verre d’emballage, de verre plat, de verre de spécialité et de fibre de verre.

Fenêtres en verre de quartz: La fabrication du verre est l’une des principales utilisations du quartz. Copyright de l’image iStockphoto / Chinaface.

Perles de jaspe : Le quartz est souvent utilisé dans les bijoux ou comme pierre précieuse. Ces perles de jaspe sont un exemple de quartz utilisé comme pierre précieuse.

Sable de verre de quartz: Grès de quartz de haute pureté adapté à la fabrication de verre de haute qualité. Le « sable de verre » est un grès composé presque entièrement de grains de quartz. Sur la photo, voici un spécimen du grès d’Oriskany de Hancock, en Virginie-Occidentale. Dans quelques endroits, l’Oriskany est composé à plus de 99% de quartz pur. Une grande partie a été utilisée pour le verre d’emballage, mais une partie a été sélectionnée pour être utilisée dans la fabrication de lentilles pour les plus grands télescopes. Le spécimen mesure environ quatre pouces (dix centimètres de diamètre).

Quartz bleu aventurine: L’aventurine est une variété colorée de quartz qui contient d’abondantes inclusions brillantes de minéraux tels que le mica ou l’hématite. Il est souvent taillé et poli pour être utilisé comme pierre ornementale. Les couleurs courantes pour l’aventurine sont le vert, l’orange et le bleu. Ce spécimen mesure environ dix centimètres (quatre pouces) de diamètre et provient de l’Inde.

Utilisations du quartz comme abrasif

La dureté élevée du quartz, sept sur l’échelle de Mohs, le rend plus dur que la plupart des autres substances naturelles. En tant que tel, c’est un excellent matériau abrasif. Les sables de quartz et le sable de silice finement broyé sont utilisés pour le sablage, les nettoyants à récurer, les supports de broyage et le grain pour le ponçage et le sciage.

Utilisations du quartz comme sable de fonderie

Le quartz est très résistant aux produits chimiques et à la chaleur. Il est donc souvent utilisé comme sable de fonderie. Avec une température de fusion plus élevée que la plupart des métaux, il peut être utilisé pour les moules et les noyaux des travaux de fonderie courants. Les briques réfractaires sont souvent faites de sable de quartz en raison de sa résistance élevée à la chaleur. Le sable de quartz est également utilisé comme flux dans la fusion des métaux.

Bois silicifié : Le bois « pétrifié » silicifié se forme lorsque les débris végétaux enfouis sont infiltrés par des eaux minérales qui précipitent le quartz. Ce quartz remplit les cavités à l’intérieur du bois et remplace souvent les tissus ligneux. Ce spécimen mesure environ dix centimètres (quatre pouces) de diamètre et provient du comté de Yuma, en Arizona.

Utilisations dans l’industrie pétrolière

Le sable de quartz a une grande résistance au broyage. Dans l’industrie pétrolière, les boues de sable sont forcées vers les puits de pétrole et de gaz sous des pressions très élevées dans un processus connu sous le nom de fracturation hydraulique. Cette haute pression fracture les roches réservoirs et la boue sablonneuse s’injecte dans les fractures. Les grains de sable durables maintiennent les fractures ouvertes après la libération de la pression. Ces fractures ouvertes facilitent l’écoulement du gaz naturel dans le puits de forage.

La meilleure façon d’en apprendre davantage sur les minéraux est d’étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer leurs propriétés. Des collections minérales peu coûteuses sont disponibles dans le magasin Geology.com.

Chert: Chert est un quartz microcristallin ou cryptocristallin. Il se présente sous forme de nodules et de masses concrétionnaires et moins fréquemment sous forme de dépôt stratifié. Ce spécimen mesure environ dix centimètres (quatre pouces) de diamètre et provient de Joplin, dans le Missouri.

Beaucoup d’autres utilisations de sable de quartz

Le sable de quartz est utilisé comme charge dans la fabrication du caoutchouc, de la peinture et du mastic. Les grains de quartz criblés et lavés et soigneusement dimensionnés sont utilisés comme média filtrant et granulés de toiture. Les sables de quartz sont utilisés pour la traction dans les industries ferroviaires et minières. Ces sables sont également utilisés dans les loisirs sur les terrains de golf, les terrains de volley-ball, les terrains de baseball, les bacs à sable pour enfants et les plages.

Cristal de quartz: Un cristal de quartz Herkimer « Diamond » en dolostone. Ce spécimen mesure environ six pouces (quinze centimètres) de diamètre et provient de Middleville, dans l’État de New York.

Utilisations des cristaux de quartz

L’une des propriétés les plus étonnantes du quartz est la capacité de ses cristaux à vibrer à des fréquences précises. Ces fréquences sont si précises que les cristaux de quartz peuvent être utilisés pour fabriquer des instruments et des équipements de chronométrage extrêmement précis capables de transmettre des signaux de radio et de télévision avec des fréquences précises et stables.

Les minuscules dispositifs utilisés à ces fins sont connus sous le nom d’«oscillateurs à cristal ». Les premiers oscillateurs à cristal ont été développés dans les années 1920, et à peine vingt ans plus tard, des dizaines de millions d’entre eux étaient nécessaires chaque année pour approvisionner l’armée pendant la Seconde Guerre mondiale. Aujourd’hui, des milliards de cristaux de quartz sont utilisés pour fabriquer des oscillateurs pour les montres, les horloges, les radios, les téléviseurs, les jeux électroniques, les ordinateurs, les téléphones cellulaires, les compteurs électroniques et les équipements GPS.

Une grande variété d’utilisations ont également été développées pour les cristaux de quartz de qualité optique. Ils sont utilisés pour fabriquer des lentilles, des fenêtres et des filtres spécialisés utilisés dans les lasers, les microscopes, les télescopes, les capteurs électroniques et les instruments scientifiques. Le matériau du sable de plage est maintenant le matériau des appareils électroniques les plus avancés au monde.

Un besoin de cristaux de quartz synthétiques

Au cours des années 1900, la demande de cristaux de quartz de haute qualité s’est accélérée si rapidement que les opérations minières du monde entier n’ont pas été en mesure de les fournir en quantités suffisantes. Heureusement, ce besoin a été réalisé pendant la Seconde Guerre mondiale, et l’industrie militaire et privée a commencé à travailler sur des méthodes pour cultiver des cristaux de quartz synthétiques afin de répondre aux exigences particulières de l’utilisation optique et électronique.

Aujourd’hui, la plupart des cristaux de quartz utilisés dans les composants électroniques et les instruments optiques sont cultivés dans des laboratoires au lieu d’être produits à partir de mines. La plupart des laboratoires cultivent leurs cristaux en utilisant des méthodes basées sur le processus géologique de l’activité hydrothermale. Les cristaux synthétiques sont cultivés à haute température à partir d’eaux surchauffées riches en silice dissoute. Ces cristaux fabriqués peuvent être cultivés dans des formes, des tailles et des couleurs qui correspondent aux besoins des processus de fabrication. Le coût de la culture des cristaux de quartz synthétiques est compétitif par rapport à l’exploitation minière, et la seule limite à la production est la disponibilité de l’équipement de croissance des cristaux.

Amétrine: Une pierre bicolore combinant citrine dorée et améthyste violette. Cette gemme mesure environ 8×10 mm.

Le quartz comme pierre précieuse

Le quartz est une excellente pierre précieuse. Il est dur, durable et accepte généralement un vernis brillant. Les variétés populaires de quartz qui sont largement utilisées comme pierres précieuses comprennent: l’améthyste, la citrine, le quartz rose, le quartz fumé et l’aventurine. L’agate et le jaspe sont également des variétés de quartz à structure microcristalline.

Quartz rose: Quartz rose translucide à l’état brut.

Perles de quartz rose: Quartz rose translucide – perles coupées et polies. Chaque perle mesure environ dix millimètres de diamètre.

La novaculite est une variété dense et cryptocristalline de quartz à grain fin et à texture très uniforme. En tant que quartz, il a une dureté de 7 (plus dur que l’acier) et est utilisé comme « pierre à aiguiser » pour aiguiser les couteaux.

Utilisations spéciales de la pierre de silice

« Pierre de silice » est un terme industriel pour des matériaux tels que le quartzite, la novaculite et d’autres roches de quartz microcristallines. Ceux-ci sont utilisés pour produire des outils abrasifs, des supports d’ébavurage, des meules, des hones, des pierres à huile, des limes en pierre, des doublures de broyeur à tubes et des pierres à aiguiser.

Tripoli

Tripoli est de la silice cristalline d’une granulométrie extrêmement fine (moins de dix micromètres). Le tripoli commercial est un matériau de silice presque pur qui est utilisé pour une variété d’utilisations abrasives douces qui comprennent: savons, dentifrices, composés de polissage des métaux, composés de polissage des bijoux et composés de polissage. Il peut être utilisé comme poli lors de la fabrication de pierres tombées dans un gobelet de roche. Tripoli est également utilisé dans les produits de friction des freins, les charges dans l’émail, les composés de calfeutrage, le plastique, la peinture, le caoutchouc et les réfractaires.

La source