Piidioksidimineraalien liukoisuus
Piidioksidimineraalien liukoisuus luonnollisiin liuoksiin ja kaasuihin on erittäin tärkeää. Kaikkien piidioksidimineraalien liukoisuus kasvaa säännöllisesti lämpötilan ja paineen kasvaessa lukuun ottamatta aluetta 340-550 °C ja 0-600 baaria, jossa tapahtuu taantuvaa liukoisuutta veden fysikaalisessa tilassa tapahtuvien muutosten vuoksi. Piidioksidin liukoisuus kasvaa, kun läsnä on anioneja, kuten OH- ja CO2-/3, jotka muodostavat sen kanssa kemiallisia komplekseja.
Kvartsi on huoneenlämmössä vähiten liukeneva piidioksidin muodoista. Puhtaaseen veteen sen liukoisuus 25 °C:ssa on noin 6 miljoonasosaa, kun taas lasimaiseen piidioksidiin liukoisuus on vähintään 10 kertaa suurempi. Tyypillinen lauhkean ilmaston jokivesi sisältää 14 miljoonasosaa piidioksidia, ja valtavia määriä piidioksidia kulkeutuu vuosittain liuenneena pois sään vaikutuksesta syntyvistä kivistä ja maaperästä. Näin poistunut määrä voi vastata monissa ilmastoissa mekaanisesti kuljetettua määrää. Liikkuvaan pohjaveteen liuennut piidioksidi voi osittain täyttää onttoja sferoideja ja saostaa kiteitä muodostaen geodeja, tai se voi liimata löyhiä hiekanjyviä toisiinsa muodostaen konkretioita ja kyhmyjä tai jopa kokonaisia sedimenttikerroksia hiekkakiveksi, jotka, kun metamorfoosin aikana tapahtuvan valikoivan liukenemisen ja lähellä tapahtuvan laskeutumisen seurauksena kaikki huokostila häviää, muodostavat sitkeän huokosettoman kvartsiitin.
Jäähtyvistä magmakivistä tai syvistä halkeamista purkautuvat kaasut tai liuokset ovat yleensä kyllästyneet piidioksidilla ja muilla yhdisteillä, jotka jäähtyessään saostavat kvartsia kanaviensa varrella muodostaen suonia. Kvartsi voi olla hienorakeista (kuten kalcedoni), massiivirakeista tai jopa kymmenien tonnien kokoisina karkeina kiteinä. Useimmat luonnolliset värittömät kvartsikiteet, ”vuorikristallit”, ovat muodostuneet tällä tavoin.
Kuumennettujen piidioksidipitoisten liuosten nousu pinnalle johtaa nopeaan jäähtymiseen ja kompleksin muodostavien anionien häviämiseen. Hienorakeisen piidioksidin nopea saostuminen johtaa piipitoisen sintterin tai geyseriitin muodostumiseen, kuten Mammoth Hot Springsissä Yellowstonen kansallispuistossa läntisissä Yhdysvalloissa.
Kvartsi on mekaanisesti kestävää ja kemiallisesti suhteellisen inerttiä kallioperän sään aikana lauhkeissa ja kylmissä ilmastoissa. Näin ollen se rikastuu joki-, järvi- ja rantasedimenteissä, jotka sisältävät yleisesti yli puolet painosta kvartsia. Jotkin kerrostumat koostuvat lähes kokonaan kvartsista laajoilla sivusuuntaisilla etäisyyksillä ja kymmenien tai satojen metrien paksuudelta. Näitä kerrostumia kutsutaan lasihiekoiksi, ja ne ovat tärkeitä taloudellisia piidioksidin lähteitä lasi- ja kemianteollisuudelle. Kvartsipitoisia kerrostumia esiintyy runsaasti metamorfisissa maastoissa. Vapaan piidioksidin uudelleenmuodostuminen kompleksisiksi silikaateiksi ja piidioksidin liukeneminen ja uudelleen laskeutuminen suoniksi on tyypillistä tällaisille maastoille.