El quars és un mineral molt comú, el més abundant que es pot trobar a la superfície terrestre. És un compost químic de silici i oxigen (diòxid de silici o sílice) amb fórmula SiO₂. Segons la classificació de Nickel-Strunz pertany a la classe dels òxids, mentre que a la classificació de Dana, és considerat un tectosilicat. El quars és un mineral que pot presentar diferents colors depenent molt de les impureses i d'alguns defectes en l'estructura cristal·lina (centres de color).
Es creu que el seu nom prové de l'alt alemany twarc. La seva duresa és de 7 en l'escala de Mohs i presenta una densitat de 2,65 g/cm³. El quars sovint presenta macles i l'exfoliació és molt rarament visible. El quars és conegut per les seves propietats piezomètriques i abrasives, propietats que han fet del quars un mineral àmpliament utilitzat durant la història però sobretot els darrers anys. El quars és un dels minerals amb més varietats; aquestes varietats es poden dividir en varietats macrocristal·lines (cristalls visibles a ull nu) i varietats microcristal·lines (cristalls no visibles a ull nu). De les varietats macrocristal·lines, els espècimens més coneguts són el cristall de roca, el quars fumat, el quars rosa, l'ametista, la citrina, el quars blau, el jacint de Compostel·la i l'ull de tigre. De les varietats microcristal·lines destaquen la calcedònia, l'àgata (una subvarietat de calcedònia), l'ònix, el jaspi i l'aventurina.
Etimologia L'origen de la paraula quars no és obvi. La hipòtesi més estesa diu que deriva de la paraula alemanya quarz i de la seva predecessora en l'alt alemany twarc, que probablement es va originar de l'eslau. Els grecs l'anomenaven krystallos (en grec: κρύσταλλος), i Sèneca, Plini el Vell o Paracels donaven per bona la idea que el quars era aigua gelada comprimida i convertida en roca; de fet, l'arrel grega κρύοσ significa fred, mentre que στέλλειυ significa contraure's o solidificar-se. El primer document imprès que utilitza la paraula quertz va ser publicat anònimament l'any 1505, i va ser atribuït a un físic de la ciutat de Freiberg, Alemanya anomenat Ulrich Rühlein von Kalbe. Georgius Agricola utilitzava per a referir-se al quars els termes quertze, crystallum, silicum, silex i silice. L'any 1941 es va proposar un origen etimològic per a la paraula quars. Segons aquesta proposta, els miners de Saxònia anomenaven les vetes grans gänge i a les més petites querklüfte; el nom erz o ertz s'utilitzava per a denominar les menes. És possible que la unió de querklüfte i ertz donés origen al terme querkluftertz.
Classificació Segons la classificació de Nickel-Strunz el quars forma part del grup 4.DA.05 (4 per a òxids; D per a "Metall:Oxigen = 1:2"; A per "amb cations petits: família de la sílice" i 05 per la posició que ocupa el quars dins del grup), per tant es pot dir que segons aquesta classificació el quars és un òxid amb cations petits (família de la sílice) que presenta una relació entre metall i oxigen d'1 a 2. Comparteix el grup 4.DA amb altres minerals com: l'òpal, la tridimita, la cristobalita, la moganita, la melanoflogita, la lechatelierita, la coesita, la stishovita i la seifertita. Segons la classificació de Dana el quars forma part del grup 75.1.3.1 (75 per als tectosilicats; 1 per al sílice en coordinació tetraèdrica i 3.1 per la posició del quars dins del grup), per tant segons Dana el quars és un tectosilicat amb silici tetraèdric.
Diagnòstic De visu El quars és un mineral fàcilment identificable de visu, tot i que la gran quantitat de varietats i el gran nombre de colors que pot presentar poden comportar algun problema a l'hora de diferenciar-lo d'alguns altres minerals. El quars pot presentar una gran quantitat de colors (rosa, vermell, groc, taronja, verd, blau...) o pot ser incolor. El quars es diferencia de la resta de minerals perquè mai presenta alteració ni exfoliació; la seva duresa és de 7 en l'escala de Mohs (ratlla el vidre i l'acer) i sovint presenta macles. Si es troba formant cristalls idiomòrfics, sovint presenta hàbit prismàtic de base hexagonal; els prismes són acabats en una o dues piràmides (una per cantó).
Amb microscopi Llum transmesa Quan s'observa el quars en un microscopi òptic amb llum transmesa, es pot fer de dues maneres diferents: amb llum normal i amb llum polaritzada creuada. Si s'observa amb llum normal el quars apareix incolor (deixa passar la llum); i amb un índex de refracció n = 1,54. Depenent del tipus de roca que analitzem amb el microscopi, els grans de quars presentaran diferent aspecte (idiomòrfics, al·lotriomorfs...). El quars sol presentar un relleu baix en comparació amb els altres minerals. Es poden observar les fractures concoidals però mai l'exfoliació ni les macles. Quan s'observa amb llum polaritzada creuada, el quars presenta colors d'interferència (aquests varien segons el gruix de la làmina). Aquests colors solen ser tons grisos (gris de primer ordre) i blancs (blanc de primer ordre), tot i que també poden ser ocres o pastel. Presenta habitualment una extinció recta (cada 90 graus), tot i que a vegades pot presentar extinció ondulant; en aquest cas, es pot observar com un mateix cristall de quars s'extingeix per zones, és a dir, que primer s'extingeix una zona i després una altra (ho podeu comprovar en el GIF que trobareu en aquesta secció). L'extinció ondulant sovint és indicativa que el mineral ha sofert certa deformació. El quars presenta una birefringència baixa i un caràcter òptic uniaxial positiu (+). Es pot confondre amb altres minerals com la cordierita o els feldespats. De la cordierita es diferencia perquè el quars mai presenta alteració, i la seva superfície és neta, mentre que la de la cordierita no; dels feldespats es diferencia perquè aquests últims, al contrari que el quars, solen presentar zonació, macles i alteracions.
Morfologia Formes bàsiques miniatura|Morfologia del quars (part inferior de la imatge) amb les formes bàsiques (part superior de la imatge) Els cristalls de quars ben formats (idiomòrfics) poden presentar formes diferents segons variïn les seves condicions de formació. Les morfologies sovint poden donar nom a algunes varietats; en aquest apartat s'expliquen algunes de les formes més freqüents i característiques del quars així com el perquè d'aquestes. Per a entendre les formes més complexes del quars és necessari comprendre primer les més bàsiques, ja que a partir de la combinació d'aquestes es formen les altres. Les figures bàsiques a partir de les quals es desenvolupa la morfologia del quars sónː els romboedres positiu i negatiu, el prisma hexagonal, el pinacoide basal, la bipiràmide trigonal, el trapezoedre positiu i el romboedre escarpat (vegeu la taula). Aquestes figures bàsiques es combinen per a donar lloc a la morfologia del cristall, tot formant les cares d'aquest.
Els romboedres (tant negatiu com positiu) són presents en la pràctica totalitat dels cristalls de quars; les cares que conformen són anomenades cara r (positiu) i cara z (negatiu). La geometria d'ambdues formes és idèntica, les dues presenten morfologia cúbica, però els angles de les cantonades dels paral·lelepípedes són 85,2° i 94,8° i no pas 90°. Una simple combinació de les dues formes, la positiva i la negativa, genera una figura molt similar a una pirita o galena maclada, tot i que aquesta combinació no genera macles, i en el quars no se n'observen amb aquesta forma. La intersecció dels dos romboedres correspon al volum que aquests dos ocupen, i per tant, si eliminem qualsevol volum que només pertany a un romboedre (que no es troba compartit amb l'altre) observarem una bipiràmide hexagonal.
Els cristalls de quars acostumen a desenvolupar-se una mica més ràpid en les cares z que en les cares r. Amb aquesta afirmació caldria pensar que les cares z són més extenses que les r, però és totalment a la inversa. El creixement esdevé perpendicular a les cares, motiu pel qual si una de les cares creix més ràpidament la seva superfície es redueix. Les cares r solen ser més grosses i fins i tot, a vegades, les cares z són absents. La intersecció entre les formes r i z no és sempre una bipiràmide hexagonal però si que sempre presenta simetria trigonal.
miniatura|Formes bàsiques del quars (A: romboedre positiu; B: romboedre negatiu; C: combinació de A i B; D: prisma hexagonal; E:bipiràmide trigonal; F: trapezoedre (x).
En el cas del prisma hexagonal (m), es troba present en la majoria de cristalls de quars que creixen lliurement. Degut al seu patró de creixement característic, els cristalls de quars que es formen en geodes o druses volcàniques sovint no presenten hàbits formats amb prisma hexagonal (no presenten cares m). El prisma hexagonal és una forma que consisteix bàsicament en les parets del prisma, anomenades cares m. Aquestes cares són paral·leles a les parets de la cel·la unitat. Les cares m sovint presenten una estriació horitzontal (perpendicular a l'eix c); aquestes estries conformen una característica important del quars, tot i que no sempre són presents. Les estries no són exclusives del quars, sinó que són presents en molts altres minerals com la pirita o la turmalina. Hi ha certa controvèrsia sobre l'origen d'aquestes estries. Mentre alguns científics defensen que són degudes a alteracions ambientals durant la formació dels cristalls, altres defensen que són degudes a canvis de ritme de creixement de les cares.
El pinacoide basal és una forma freqüent en molt minerals, la seva cara corresponent (cara c) és molt rara en el quars. La seva presència sovint s'associa a processos corrosius.
La bipiràmide trigonal és una forma remarcable, ja que és una forma constituïda per triangles, tot i que en els cristalls es troba present tot formant rombes perfectes; s'anomena cara s. No és tant freqüent com les cares r, z o m i en alguns ambients de formació mai es manifesta. No s'acostuma a trobar en ametista, quars ferruginós, rosa o lletós. A vegades la cara s només s'observa com una línia prima, com passa amb els diamants d'Herkimer (vegeu l'apartat varietats en aquest mateix article).
El trapezoedre és una figura complicada d'entendre a simple vista. Es troba formada per sis quadrangles iguals. El trapezoedre positiu és el que reflecteix les propietats de simetria del quars. La presència d'aquesta forma fa que el quars es trobi dins la classe de cristalls amb simetria trigonal-trapezoèdrica, amb el símbol de Hermann-Maugin 3 2. Les cares que genera es coneixen com a cares x. Les cares x són les millors cares dels cristalls per a poder saber amb certesa si el cristall presenta maclat, és dextre o senestre.
El romboedre escarpat és similar als romboedres r i z, però aquest presenta una elongació en l'eix c. Els romboedres escarpats que s'orienten com els romboedres r s'anomenen positius, i els que s'orienten com z s'anomenen negatius. Normalment a les cares que formen no se'ls hi assigna una lletra, a vegades s'anomenen com M o Ψ (psi).
Hàbit miniatura|Hàbits del quars De la combinació de les diferents formes bàsiques es forma un cristall de quars que presentarà diferents cares com a producte d'aquesta combinació. Depenent de les formes bàsiques que es combinin i de les cares que siguin presents en el cristall, es poden generar diferents hàbits amb diferents simetries. L'hàbit del cristall sol reflectir les condicions de formació d'aquest. Tot i que s'han dut a terme diversos estudis al respecte, encara no se sap amb certesa la relació entre l'hàbit dels cristalls i les condicions de formació. L'hàbit més freqüent és l'hàbit prismàtic. En aquest cas, els cristalls presenten les cares r i z ben desenvolupades, així com el prisma hexagonal.