Oplosbaarheid van silicamineralen
De oplosbaarheid van silicamineralen in natuurlijke oplossingen en gassen is van groot belang. De oplosbaarheid van alle silicamineralen neemt regelmatig toe met toenemende temperatuur en druk, behalve in het gebied van 340-550 °C en 0-600 bar, waar retrograde oplosbaarheid optreedt als gevolg van veranderingen in de fysische toestand van water. De oplosbaarheid van silica neemt toe in de aanwezigheid van anionen zoals OH- en CO2-/3, die er chemische complexen mee vormen.
Quartz is de minst oplosbare van de vormen van silica bij kamertemperatuur. In zuiver water is zijn oplosbaarheid bij 25 °C ongeveer 6 delen per miljoen, die van glasachtig kiezelzuur is minstens 10 keer groter. Typisch rivierwater in een gematigd klimaat bevat 14 delen siliciumdioxide per miljoen, en jaarlijks worden enorme tonnages siliciumdioxide in oplossing afgevoerd uit verwerend gesteente en bodems. De hoeveelheid die op deze manier wordt verwijderd kan gelijk zijn aan de hoeveelheid die in veel klimaten mechanisch wordt getransporteerd. Silica opgelost in bewegend grondwater kan holle bollen gedeeltelijk opvullen en kristallen laten neerslaan om geodes te vormen, of het kan losse zandkorrels aan elkaar cementeren om concreties en knobbels te vormen of zelfs hele sedimentaire bedden in zandsteen, die, wanneer alle poriënruimte is geëlimineerd door selectieve oplossing en nabije afzetting tijdens metamorfisme, taai, poriënvrij kwartsiet vormen.
Gassen of oplossingen die uit afkoelende stollingsgesteenten of diepe breuken ontsnappen, zijn vaak verzadigd met silica en andere verbindingen die, als ze afkoelen, kwarts laten neerslaan langs hun kanalen om aders te vormen. Het kan fijnkorrelig zijn (als chalcedoon), massief korrelig, of in grove kristallen van tientallen tonnen groot. De meeste natuurlijke kleurloze kwartskristallen, “bergkristal”, zijn op deze manier gevormd.
Het aan de oppervlakte komen van verhitte siliciumhoudende oplossingen leidt tot een snelle afkoeling en het verlies van complexvormende anionen. Snelle neerslag van fijnkorrelige silica resulteert in de vorming van kiezelhoudende sinter of geyseriet, zoals bij Mammoth Hot Springs in Yellowstone National Park in het westen van de Verenigde Staten.
Quartz is mechanisch resistent en relatief inert chemisch tijdens de verwering van gesteente in gematigde en koude klimaten. Zo wordt het verrijkt in rivier-, meer-, en strandsedimenten, die gewoonlijk meer dan de helft kwarts in gewicht bevatten. Sommige lagen bestaan bijna volledig uit kwarts over grote laterale afstanden en tientallen of honderden meters in dikte. Deze lagen, die bekend staan als glaszand, zijn belangrijke economische bronnen van kiezelzuur voor de glas- en chemische industrie. Kwartshoudende lagen zijn overvloedig aanwezig in metamorfe terreinen. De reïncorporatie van vrij silica in complexe silicaten en de oplossing en repositie van silica in aders is kenmerkend voor dergelijke terreinen.