Voor de mens is kwarts misschien wel het belangrijkste mineraal dat er bestaat. Kwarts staat helemaal aan het begin van onze technologische ontwikkeling. Vuursteen, een vorm van kwarts, was het materiaal waarvan onze voorouders al miljoenen jaren geleden werktuigen maakten, maar ze konden er ook een vuurtje mee maken. Ook in computerchips, het voorlopige eindpunt van techniek, is kwarts onmisbaar. Gelukkig bestaat maar liefst 12% van de aardkorst uit dit mineraal dus er is genoeg! Ook in Nederland is er genoeg: wanneer je over het strand loopt, loop je eigenlijk over een grote vlakte van kwartskorreltjes.
|
|
Kwarts is een mineraal dat in verschillende hoedanigheden voorkomt. Bergkristal, amethist, melkkwarts, tijgeroog, agaat, chrysopraas en vuursteen zijn allemaal voorbeelden van kwarts. Wat ze gemeen hebben is de samenstelling: alle kwarts is opgebouwd uit een verbinding van silicium en zuurstof (SiO2) en heeft dezelfde kristalstructuur. Kwarts kan doorzichtig zijn (bergkristal), maar ook volledig ondoorzichtig (vuursteen) en het kan vele verschillende kleuren hebben. Kwartskristallen zijn herkenbaar aan de zeshoekige vorm met piramides aan de uiteinden.
Kwarts heeft een hardheid 7, waarmee het glas en staal kan krassen. De hardheid van kwarts wordt dan ook benut in schuurmiddelen. Omdat het zo hard is, is kwarts slijtvaster is dan veel andere mineralen. Daardoor bestaat bijvoorbeeld ons strand voornamelijk uit kwarts. De rest van de mineralen die ooit het vaste gesteente van gebergtes elders in Europa vormden, zijn tijdens het transport via rivieren naar de kust helemaal weggesleten, terwijl de kwartskorrels overbleven.
De herkomst van de naam is niet helemaal duidelijk. Het zou kunnen dat kwarts (engels = quartz) afkomstig is van het Duitse Quarz, dat weer afgeleid is van quaderz dat slecht erts betekent. Het kan ook afgeleid zijn van het Slavische kwady, dat hard betekent, of van het Oud-Saksische querklufterz dat geaderd erts betekent. Kwarts komt namelijk vaak voor in aders waar allerlei ertsmineralen in voorkomen.
De kleurloze variant van kwarts, bergkristal, is het bekendst. De naam kristal komt van het Griekse krystallos, dat ijs betekent. De oude Grieken dachten namelijk dat bergkristal ooit ijs is geweest dat niet meer kan smelten, omdat het extreem koud is geweest. Een andere bekende variant van kwarts is het paarse amethist, waarvan de naam ook is afgeleid uit het Grieks. Amethist betekent niet bedwelmend; de Grieken dachten dat dit mineraal dronkenschap zou verhelpen en zelfs tegen zou gaan.
|
|
Het meeste kwarts in Nederland zit in zandpakketten. Zand bestaat voor een groot deel uit kwartskorrels. Andere mineralen zijn vaak niet of maar weinig aanwezig. Die mineralen zijn door erosie vergaan tijdens het transport via rivieren vanuit de bergen naar Nederland. Kwarts is dan nog niet vergaan, omdat het veel harder is en daardoor beter bestand tegen de slijtende werking van het riviertransport. Wanneer er lagen zand bedolven worden en dieper in de grond komen te liggen neemt de druk op de kwartskorrels toe. Door die druk is het mogelijk dat de kwartskorrels op de plekken waar ze elkaar raken een beetje 'oplossen'. Hierdoor kitten alle korrels aan elkaar en ontstaat er zandsteen. In de Heimansgroeve bij Epen in Zuid-Limburg komt zandsteen aan het oppervlak van ongeveer 325 miljoen jaar oud. Het is daarmee het oudste oppervlaktegesteente in Nederland.
Kwarts komt in Nederland ook voor als kleine kristallen in de Carboonafzettingen in Limburg. De kwartsmineralen waren aanvankelijk opgelost in heet onderaards water. Het hete water stroomde omhoog door spleten in de aardkorst en bij afkoeling werden mineralen op de wanden van deze spleten gevormd. Kristallen die zo zijn gevormd, zijn vaak wittig en ondoorzichtig of mat-doorschijnend; er zitten allemaal kleine scheurtjes en veel vloeistofinsluitsels in die invallend licht verspreiden en verstrooien.
De mooiste kristallen ontstaan wanneer kwarts in magma heel geleidelijjk afkoelt. Kwarts kan dan in veel verschillende kleuren voorkomen, waarvan een aantal hun eigen naam hebben gekregen. Deze kleurverschillen kunnen ontstaan door menging met andere stoffen als ijzer (paars, amethist), mangaan (roze, roze kwarts), of door radioactieve straling (zwartbruin, rookkwarts).
|
|
Meer dan 12% van de aardkorst bestaat uit kwarts en dat is maar goed ook, want we gebruiken er veel van. Dat kwarts zo veel voorkomt en dat het een hard, erosiebestendig materiaal is maakt kwartszand ideaal als 'vulling' in beton, als remzand in trams en treinen en als strooimiddel op gladde wegen. De hardheid maakt kwartszand ook ideaal als schuurmiddel in wasmiddelen, tandpasta en schuurpapier (in het Engels heet schuurpapier sandpaper). Kwartszand dat heel zuiver en doorzichtig is, zogenaamd zilverzand, wordt gebruikt voor de productie van glas.
Kwarts als kristal heeft een bijzondere eigenschap: het is piëzo-elektrisch. Dat wil zeggen dat het een elektrische spanning afgeeft wanneer er druk op uitgeoefend wordt. In een elektrische aansteker zitten twee kleine kwartskristallen die tegen elkaar slaan wanneer het knopje van de aansteker wordt ingedrukt. Er ontstaat dan een vonk die het gas doet ontbranden. Als je een kwartskristal onder elektrische spanning zet, gaat het kristal trillen. Deze eigenschap wordt in horloges gebruikt: er is namelijk een constant aantal trillingen van het kwartskristal per seconde. Een kwartshorloge kan daardoor zeer nauwkeurig de tijd aangeven.
|
|
Zoals al eerder vermeld komt het meeste kwarts van Nederland voor als zand. Zand ligt in grote delen van Nederland aan het oppervlak; natuurlijk op het strand, in de duinstrook en in de provincies Utrecht, Overijssel, Drenthe, Noord-Brabant en Limburg. Het zuivere zilverzand wordt gewonnen in groeve Beaujean nabij Heerlen.
Voor mooi gevormde kwartskristallen moet je in de storthopen van de nu gesloten steenkoolmijnen van Zuid-Limburg kijken. Kwartskristallen zitten namelijk in de ertsgangen in de Carboonafzettingen en zijn tijdens de winning van steenkool als waardeloos puin naar storthopen meegevoerd.
Vuursteen is ook een vorm van kwarts. Het ziet eruit als een harde donkergrijze tot bruine steen met een typische schelpvormige manier van breken. Vuursteen komt veel voor in de Limburgse krijtkalken, waar het in lagen of knollen (concreties) tussen de kalksteenbanken zit. In 1881 is daar een prehistorisch vuursteenmijnenveld uit het Neolithicum (4000-2500 voor Chr.) ontdekt tussen Rijckholt en Sint Geertruid. De mijngangen beslaan een gebied van vijftien hectare en tellen 66 schachten. Er werd in het Neolithicum vuursteen gewonnen om er werktuigen zoals priemen, mesjes en bijlen van te maken. De Rijckholtse vuursteen is al in de prehistorie geëxporteerd naar buurlanden als België, Frankrijk en Duitsland.
Gans, W. de & H. Bunk, 2006. Geologieboek Nederland. - ANWB, Den Haag. 160p.
Hurlburt, C.S., 1970. Minerals and Man. - Thames & Hudson, London. 304p.
Kouřimskỳ, J., F. Tvrz & H. Bijl, 1980. Mineralen in woord en beeld. - U.M. Holland, Haarlem. 351p.
Nijland, T. G., J. C. Zwaan, D. Visser & J. Leloux, 2007. De mineralen van Nederland. - Nationaal Natuurhistorisch Museum Naturalis, Leiden. 104p.
