Kvarts

Länkar i texten öppnas i nya fönster.

Mineralet är ofta gråvitt och halvgenomskinligt men kan förekomma i ett flertal färgvarianter. Ibland förekommer kvarts som glasklar s.k. bergkristall, violett ametist, gul citrin, vit mjölkkvarts, röd rosenkvarts eller svartbrun rökkvarts eller "röktopas".

Eftersom färgerna varierar är bedömningen efter färg vansklig. Vid mineralbestämning används därför andra egenskaper som t.ex. hårdheten där kvarts utgör ett indexmineral för hårdheten 7 i Mohs hårdhetsskala och det kan ej repas med kniv. Kvarts är dock tillräckligt hårt för att repa fönsterglas.

Kristallbyggnaden hos kvarts gör att spaltning utefter bestämda kristallytor ej uppkommer vid slag mot mineralet. Istället splittras det hårda mineralet i hårda, vassa, flisiga fragment karakteriserat som mussligt eller konkoidalt brott.

Vid systematisk behandling av mineralrikets mångfald klassificeras mineralen vanligen efter den kemiska sammansättningen. De grupper som då används är i) genuina element, ii) sulfider iii) oxider och hydroxider iv) halogenider (salter) v) karbonater, nitrater, borater, vi) sulfater, kromater, molybdater, volframater, vii) fosfater, arsenater, vanadater samt Klass VIII, silikater, där kvarts hör hemma. Silikatgruppen är den med störst mångfald.

Med hänsyn till ett mer praktiskt system där mineralen utgör byggnadselement i våra bergarter används ett system där uppdelningen inskränks till två grupper, nämligen huvudmineral och accessoriska mineral. Den förstnämnda gruppen omfattar de kvantitativt viktigaste mineralen, vilka dessutom har betydelse för systematiken av bergarter. För närmare information se t.ex. Bengt Lobergs lärobok GEOLOGI. De accessoriska mineralen kan bl.a. på grund av att de utgör så liten del av mineralinnehållet i en bergart (< 5 vol.-%) av praktiska skäl inte ha funktionen som bas för bergartssystematiken.

Malmer och industrimineral representeras däremot ofta genom lokala ansamlingar ur gruppen accessoriska mineral som ur ekonomisk synvinkel kan vara brytvärda.

Kvarts är ett av de mineral som karakteriserar bergarterna i vårt kristallina urberg. Vårt urberg består i stor utsträckning av sådana bergarter som graniter, porfyrer, gnejser och leptiter.

Kvarts vittrar sällan i de olika slags klimat, som normalt är förhärskande på jordytan. Kvartsen finns kvar när de andra vanliga bergartsbildande mineralen sprängts sönder av värme och köld, när de nötts till stoft eller lösts upp av sura ämnen i luft och vatten. Därför är kvarts den viktigaste och ofta nära nog enda beståndsdelen i sedimentära bergarter såsom sandstenar och härav omvandlade bergarter såsom kvartsiter.

Huvuddelen av den kvarts som förekommer i våra bergarter och jordar har ursprungligen bildats genom kristallisation ur heta lösningar som emanerat ur magmor. Kvarts kan dock även bildas ur geléartade fällningar i kiselsyrehaltigt vatten. Sådan kvarts är ytterst finkristallinisk som i mineralen kalcedon, agat, opal, jaspis m.fl.

För att vederlägga den utbredda missuppfattningen att s.k. sura bergarter i en jordart ger upphov till en sur jord bör det betonas att just kvarts ligger bakom det geologiska begreppet sur bergart. Innebörden av sur står då för en hög kiselsyrehalt (SiO₂-halten > 65 %). Detta begrepp får således ej användas synonymt med eller förväxlas med den surhet som anges som pH < 7. I det senare fallet kan man med hjälp av en pH-elektrod bestämma vätejonaktiviteten i en lösning eller suspension och uttrycka den såsom den negativa logaritmen för vätejonaktiviteten. Vid försök med att krossa pegmatit (mineralogiskt en grovkornig granit) och sedan bestämma vätejonaktiviteten i en vattensuspension uppnåddes värden på pH överstigande 9 enheter trots att inga s.k. mörka eller mafiska mineral förekom.

Då kiselsyrehalten understiger 65 vikt-% minskar förutsättningarna för att fri kvarts skall kunna utkristallisera ur en magma då denna svalnar och kristallina bergarter bildas. Istället bildas då s.k. basiska bergarter där fri kvarts saknas.

Våra moränjordars innehåll av kvarts beror dock på sammansättningen av de vittringsrester och bergartsfragment som täckt vårt territorium innan de kvartära nedisningarna bearbetade landet och avlagrade materialet i form av moräner och isälvsavlagringar.

Kvarts i den svenska berggrunden

Jämför man fördelningen av kvarts hos den kontinentala jordskorpan, som ej helt kan jämställas med den svenska berggrunden, erhåller man storleksordningen 11 volym-% kvarts för jordskorpan. Den svenska berggrunden kan anses bestå till 75 % av kvartshaltiga bergarter där kvartsinnehållet kan variera mellan 20 - 45 %. Då de bergartsbildande mineralens densitet ligger i ett relativt snävt intervall mellan 2,65 g/cm³ för kvarts till ca 2,8 g/cm³ för de kalciumrika plagioklaserna kan man ungefärligen jämställa begreppen volym-% och vikt-%.

Kvartsinnehållet i den svenska berggrunden kan uppskattas till 15 - 35 %. Jämför man detta värde med medelvärdet på 40 % för kvartsinnehållet i våra moränmarker, inser man att kvartsinnehållet är överrepresenterat i moränen, jämfört med våra allra kvartsrikaste magmatiska bergarter.

Bergartstyper där kvarts utgör ett av huvudmineralen är de följande:

Granit, är en jämnkornig och massformig bergart där mineralkornen är ungefärligen lika stora och utan orientering. Graniterna tillhör de magmatiska djupbergarterna. Granit är jämte gnejs jordskorpans vanligaste bergart och uppträder i en mångfald former. Många färgvarianter förekommer och graniterna namnges ofta efter någon typlokalitet där de förekommer.

Pegmatit, kan sägas vara granit i gångform som slår igenom berggrunden. Pegmatit har mycket stora mineralindivider. Gråblå eller vit-röd-färgade är de vanligast förekommande beroende på fältspaternas sammansättning och färg.

Porfyrer, karakteriseras av större mineralindivider (kristaller) i finkornigare till tät mellanmassa. De uppträder ofta i gångform men utgör trots det berggrundsytan inom vida områden. Färgerna varierar mellan grå, bruna eller röda, som är den vanligaste typen. Porfyrerna benämns kvartsporfyrer eller fältspatporfyrer beroende på bildningsbetingelserna och mineralsammansättningen. De tillhör de magmatiska gång- eller ytbergarterna.

Porfyrer finns i flera delar av Sverige men främst i Västsverige från Dalsland i söder till Lappland i norr. Mest kända är Dalaporfyr, Åmålsporfyr, Arvidsjaurporfyr och Kirunaporfyr. även i sydligaste Östergötland och östra Småland förekommer mycket porfyr (Smålandsporfyr), liksom på Östersjöns botten (Östersjöporfyr).

Kvartsit, utgörs av hårda kvartsrika bergarter som bildats ur sandiga sedimentavlagringar. Denna bergartstyp är mycket motståndskraftig mot kemisk vittring. Uppträder även som glimmerhaltiga kvartsiter. Kvartsiterna ingår i de metamorfa bergarterna.

Glimmerskiffer, glimmerrik, kvartsrik strimmig eller fläckig bergart, ofta med andra färgade mineral beroende på den kemiska sammansättningen hos ursprungsmaterialet. Tillhör de metamorfa bergarterna.

När lerskiffer genom tektoniska processer (rörelser i jordskorpan) förts djupt ner i jordskorpan, omvandlas bergarten av värme och tryck. Lerskifferns mineral har nämligen bildats på jordytan och är bara beständiga där. De har luckra skiktstrukturer och innehåller mycket vatten. De håller därför inte mot stora tryck, som strävar att bygga om dem till kompaktare mineral. De håller ej heller mot stark värme, som vill driva ut vattnet ur deras kristallstruktur. Därför ersätts de först av kvarts och glimmer, sedan av kvarts, glimmer och fältspat. ännu starkare omvandling ger upphov till mineral sådana som granat, kordierit och sillimanit.

Vanlig glimmerskiffer domineras av kvarts och muskovit, men lermineralens halter av magnesium och järn medför att en del biotit också förekommer. Lera är alltid rik på aluminium och ofta så rik, att särskilda aluminiummineral bildats, t.ex. aluminiumsilikatet andalusit.

Glimmerskiffer kan även uppstå ur förskiffrade granitbergarter genom påverkan av kiselsyrerika magmatiska lösningar.

Gnejs, kan vara en grov, vit-svart eller röd-vit-svart, randig, veckad eller skivig, strimmig bergart. Kornstorleken kan variera från grovkorniga åder- eller ögongnejser till finkorniga leptitgnejser. Tillhör de metamorfa bergarterna.

Gnejs och gnejsgranit är Sveriges vanligaste bergarter. Medan gnejsgraniterna alltid bildats ur granitbergarter (granit, granodiorit, tonalit) genom förskiffring, har gnejserna skiftande härkomst. Bland de olika typerna kan nämnas homogengnejs, bandgnejs, slirgnejs, ådergnejs och granatgnejs.

Sandsten, är en sockerkornig bergart uppbyggd av sandpartiklar som konsoliderats till bergart. Färgerna varierar men företrädesvis förekommer röda, gula, rödgulfläckiga, gulaktiga och gråblå typer. Sandstenarna tillhör de sedimentära bergarterna men kan ha utsatts för metamorfos eller omvandling varvid de antager ett kvartsitiskt utseende samt större hållfasthet än den ursprungliga sedimentära bergarten.

De flesta sandstenarna domineras av kvarts. De har bildats ur vad man kallar mogna sediment, sådana som bildats genom mekanisk och kemisk vittring i samverkan. Men det finns också mycket sandsten, som är rik på fältspat och som kan innehålla glimmer. Här har den mekaniska nedbrytningen av moderbergarterna dominerat eller övervägt på den kemiska vittringens bekostnad och s.k. omogna sediment har bildats. Exempel på sådana bergarter är arkoser eller sparagmiter.

Sandsten är ofta tydligt skiktad, särskilt när den består av olika mineral. Skiktningen kan vara rak och jämn. Då har avlagringen skett i lugnt vatten. Den kan även vara ojämn, med skikt som vinklar mot varann. I sådana fall har vattnet strömmat och man talar om kors- eller strömskiktning (diskordansskiktning).

Kartbilden här över skogsjordarnas kvartsinnehåll bygger på en matematisk beräkning eller modell där kiselsyrehalten som blir över efter att de andra silikatmineralen bestämts förutsätts tillhöra kvarts. Den rikliga förekomsten av kvarts i västra Dalarna kan förklaras genom det betydande inslaget av dalasandsten och porfyrer.