Solubilidad de los minerales de sílice
La solubilidad de los minerales de sílice en soluciones naturales y gases es de gran importancia. La solubilidad de todos los minerales de sílice aumenta regularmente con el aumento de la temperatura y la presión, excepto en la región de 340-550 °C y 0-600 bares, donde se produce una solubilidad retrógrada debido a los cambios en el estado físico del agua. La solubilidad de la sílice aumenta en presencia de aniones como OH- y CO2-/3, que forman complejos químicos con ella.
El cuarzo es la menos soluble de las formas de sílice a temperatura ambiente. En agua pura su solubilidad a 25 °C es de unas 6 partes por millón, siendo la de la sílice vítrea al menos 10 veces mayor. El agua típica de los ríos de clima templado contiene 14 partes por millón de sílice, y todos los años se arrastran enormes toneladas de sílice en solución desde las rocas y suelos en descomposición. La cantidad así eliminada puede ser equivalente a la transportada mecánicamente en muchos climas. La sílice disuelta en las aguas subterráneas en movimiento puede rellenar parcialmente esferoides huecos y precipitar cristales para formar geodas, o puede cementar granos de arena sueltos para formar concreciones y nódulos o incluso lechos sedimentarios enteros en arenisca, que, cuando todo el espacio de los poros es eliminado por la solución selectiva y la deposición cercana durante el metamorfismo, forman cuarcitas resistentes y sin poros.
Los gases o soluciones que escapan del enfriamiento de las rocas ígneas o de las fracturas profundas suelen estar saturados de sílice y otros compuestos que, al enfriarse, precipitan el cuarzo a lo largo de sus canales para formar vetas. Puede ser de grano fino (como la calcedonia), granular masivo o en cristales gruesos de hasta decenas de toneladas. La mayoría de los cristales naturales de cuarzo incoloro, «cristal de roca», se formaron de esta manera.
La salida a la superficie de soluciones calentadas que contienen sílice provoca un rápido enfriamiento y la pérdida de aniones complejantes. La rápida precipitación de sílice de grano fino da lugar a la formación de sinterización silícea o geiserita, como en Mammoth Hot Springs en el Parque Nacional de Yellowstone en el oeste de Estados Unidos.
El cuarzo es mecánicamente resistente y relativamente inerte químicamente durante la meteorización de las rocas en climas templados y fríos. Por ello, se enriquece en los sedimentos de ríos, lagos y playas, que suelen contener más de la mitad de cuarzo en peso. Algunos estratos están formados casi en su totalidad por cuarzo a lo largo de grandes distancias laterales y con decenas o cientos de metros de espesor. Conocidos como arenas vítreas, estos estratos son importantes fuentes económicas de sílice para las industrias del vidrio y la química. Los estratos con cuarzo son abundantes en los terrenos metamórficos. La reincorporación de sílice libre en silicatos complejos y la disolución y redeposición de sílice en vetas son características de estos terrenos.