Opløselighed af silica mineraler

Opløseligheden af silica mineraler i naturlige opløsninger og gasser er af stor betydning. Opløseligheden af alle siliciummineraler stiger regelmæssigt med stigende temperatur og tryk undtagen i området 340-550 °C og 0-600 bar, hvor der forekommer retrograd opløselighed på grund af ændringer i vandets fysiske tilstand. Opløseligheden af silica øges ved tilstedeværelse af anioner som OH- og CO2-/3, som danner kemiske komplekser med det.

Kartz er den mindst opløselige af silicaformerne ved stuetemperatur. I rent vand er dets opløselighed ved 25 °C ca. 6 dele pr. million, mens opløseligheden for glasagtig silica er mindst 10 gange større. Typisk flodvand i tempererede klimaer indeholder 14 dele pr. million af silica, og enorme mængder silica bliver årligt ført bort i opløsning fra forvitrende klipper og jordbund. Den mængde, der fjernes på denne måde, kan svare til den mængde, der transporteres mekanisk i mange klimaer. Silica opløst i bevægende grundvand kan delvis fylde hule kugler og udfælde krystaller og danne geoder, eller det kan cementere løse sandkorn sammen og danne konkretioner og knuder eller endog hele sedimentære lag til sandsten, som, når alt porelokal er fjernet ved selektiv opløsning og nærliggende aflejring under metamorfismen, danner hård, poreløs kvartsit.

Gasser eller opløsninger, der undslipper fra afkølende magmatiske bjergarter eller dybe brud, er almindeligvis mættet med silica og andre forbindelser, der, når de afkøles, udfælder kvarts langs deres kanalveje og danner årer. Det kan være finkornet (som chalcedon), massivt granulært eller i grove krystaller så store som titusindvis af tons. De fleste naturlige farveløse kvartskrystaller, “bjergkrystal”, er dannet på denne måde.

Udgangen af opvarmede kiselholdige opløsninger på overfladen resulterer i hurtig afkøling og tab af kompleksdannende anioner. Hurtig udfældning af finkornet silica resulterer i dannelse af kiselsinter eller geyserit, som ved Mammoth Hot Springs i Yellowstone National Park i det vestlige USA.

Kvarts er mekanisk modstandsdygtig og relativt inert kemisk under forvitring af sten i tempererede og kolde klimaer. Derfor bliver det beriget i flod-, sø- og strandsedimenter, som almindeligvis indeholder mere end halvdelen af kvarts i vægt. Nogle lag består næsten udelukkende af kvarts over store laterale afstande og i titusinder eller hundreder af meter i tykkelse. Disse lag, der er kendt som glassand, er vigtige økonomiske kilder til silica til glas- og kemiske industrier. Kvartsholdige lag er hyppigt forekommende i metamorfe terræner. Reinkorporering af fri silica til komplekse silicater og opløsning og genaflejring af silica i årer er karakteristisk for sådanne terræner.