Кварц вообще очень дешев; стоимость тонны чистейшего кварцевого песка, используемого в стекольном деле, не превышает нескольких рублей, тогда как один кристалл, пригодный для ювелирных изделий, стоит 10 руб. и более. Поэтому уже в прошлом столетии начались опыты по синтезу кристаллов кварца, но первое время успехи были совершенно ничтожны.

В 1905 г. итальянскому минералогу Г. Специя удалось получить первые кварцевые кристаллы, а в 1908 г. он вырастил искусственный кристалл кварца размером 2,5 см. В трудах того времени по минералогии приводилась фотография этого кристалла. Пожалуй, наиболее впечатляло то, что внутри кристалла виднелась проволочка, которой была обвязана затравка — кусок кристалла. На ней потом вырос синтетический кристалл. Концы проволоки выходили наружу, убедительно свидетельствуя об искусственности кристалла.

Свой кристалл Специя растил в стальном цилиндре — автоклаве, выдерживавшем большие давления. Он заполнил автоклав водой с раствором силиката натрия (растворимого стекла) и соли, затравку поместил в нижнюю часть, более холодную, а кусок стекла — в верхнюю, более горячую. Кристалл выращивался 199 дней. На стенках автоклава и на самом кристалле образовалось много мелких кристаллов.

Когда появилась потребность в пьезокварце и стоимость его поднялась до сотен рублей за килограмм, методом синтеза кварца заинтересовались крупные ученые. Были детально изучены включения растворов в кварце. Исследования показали, что кварцевые кристаллы растут в водных щелочных, главным образом содовых, растворах. Термодинамики установили, что рост кристаллов может идти и за счет кварцевого стекла или кремниевого геля.

Строение кристаллов волынского лабрадора. Снимки сделаны под электронным микроскопом

а — увеличено в 7300 раз; б — в 9000 раз (по Н. К. Крамаренко, 1975)

Строение благородного опала

Снимок сделан под электронным микроскопом (увеличено в 10 000 раз)

Кристаллы кварца, извлеченные из пустоты в скарне

< image l:href="#"/>

Искусственный кристалл кварца

Пластинки уральского «перелифта» — параллельно полосчатого розовато-белого халцедона

Агат из района города Ахалцихе. Белая полоса по краям означает, что агат выделялся на ранее образованных белых цеолитах. Темно-серая и светлая полосы — концентрический халцедон, в середине — кристаллический кварц (зернистая часть внизу) и кальцит (белое в центре); справа виден прозрачный кальцитовый кристалл

Кристалл уральского кварца высотой около 1,5 м (из музея ИГЕМа АН СССР)

Окаменелое дерево, замещенное белым халцедоном — кахолонгом. На годовых кольцах сохранилась примесь графита, подчеркивающая структуру дерева

Агатовая пепельница

Мраморный оникс, хорошо видны слоистые натеки кальцита

< image l:href="#"/>

Камея Гонзага

Декоративные книжки из мрамора. Справа — с обложкой из родонита и корешком из яшмы, в середине — с обложкой из криворожских красных железистых кварцитов и корешком из черного кварцита, слева — с обложкой и корешком из яшмы

Фигурки птиц из просвечивающего офиокальцита

Изделия из тувинского агальматолита

Курильница из агальматолита

В 40—50-х годах англичане супруги Н. и У. Вустеры всего за 4—5 дней вырастили кристаллы до 2 см в поперечнике. В лабораториях телефонной компании Белла были синтезированы кристаллы кварца весом более фунта (450 г) за 70 дней.

У нас в стране работы по кристаллизации кварца очень интенсивно и с большим успехом велись кристаллографами Н. Н. Шефталем и В. П. Бутузовым в Институте кристаллографии.

Сейчас синтетический кварц — отнюдь не редкость. Его научились даже подкрашивать. Сильную окраску кварца иногда вызывает очень незначительная примесь окрашивающего окисла. В 1966 г. американец Вуд показал, что достаточно добавить всего несколько миллионных долей кобальта, чтобы кристалл стал ярко-голубым, причем в решетке кристалла кобальт занимает место кремния.

Природный кварц тоже не безразличен к примесям, он довольно легко захватывает ионы алюминия и железа. Эти примеси не видны, и только после облучения их рентгеновскими лучами кристаллы с алюминием окрашиваются в дымчатый цвет, а с железом — в красновато-фиолетовый, приобретая аметистовую окраску. Ученым удалось искусственно синтезировать многие окрашенные кристаллы кварца. Все они широко используются в ювелирном деле. Дымчатая окраска позволяет судить о степени загрязненности кварца глиноземом. Это открытие породило сейчас целое направление исследования жильного кварца рудных месторождений. Установлено, что кристаллы во многих случаях зональны, отдельные зоны могут быть показателем условий, в которых шел рост кварца.