Rozpuszczalność minerałów krzemionkowych

Rozpuszczalność minerałów krzemionkowych w roztworach naturalnych i gazach ma duże znaczenie. Rozpuszczalność wszystkich minerałów krzemionki regularnie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia, z wyjątkiem obszaru 340-550 °C i 0-600 barów, gdzie występuje rozpuszczalność wsteczna spowodowana zmianami stanu fizycznego wody. Rozpuszczalność krzemionki wzrasta w obecności anionów, takich jak OH- i CO2-/3, które tworzą z nią kompleksy chemiczne.

Kwarc jest najmniej rozpuszczalną z form krzemionki w temperaturze pokojowej. W czystej wodzie jego rozpuszczalność w 25 °C wynosi około 6 części na milion, przy czym rozpuszczalność krzemionki szklistej jest co najmniej 10 razy większa. Typowa woda rzeczna w klimacie umiarkowanym zawiera 14 części na milion krzemionki, a ogromne ilości krzemionki są corocznie przenoszone w roztworze ze skał i gleb wietrzejących. Ilość usuniętej w ten sposób krzemionki może być równa ilości transportowanej mechanicznie w wielu klimatach. Krzemionka rozpuszczona w ruchomych wodach gruntowych może częściowo wypełniać wydrążone sferoidy i wytrącać kryształy tworząc geody, lub może cementować luźne ziarna piasku tworząc konkrecje i guzki, a nawet całe pokłady osadowe w piaskowcu, które, gdy cała przestrzeń porowa zostanie wyeliminowana przez selektywne roztwarzanie i pobliskie osadzanie podczas metamorfizmu, tworzą twardy, pozbawiony porów kwarcyt.

Gazy lub roztwory wydostające się z chłodzących się skał iglastych lub głębokich szczelin są powszechnie nasycone krzemionką i innymi związkami, które po ochłodzeniu wytrącają kwarc wzdłuż ich kanałów, tworząc żyły. Może on być drobnoziarnisty (jak chalcedon), masywny ziarnisty lub w grubych kryształach o wielkości dziesiątków ton. Większość naturalnych bezbarwnych kryształów kwarcu, „kryształów skalnych”, powstała w ten sposób.

Wystąpienie na powierzchnię ogrzanych roztworów krzemionkowych powoduje szybkie schłodzenie i utratę anionów kompleksujących. Gwałtowne wytrącanie się drobnoziarnistej krzemionki powoduje powstawanie spieków krzemionkowych lub gejzerytów, jak w Mammoth Hot Springs w Parku Narodowym Yellowstone w zachodnich Stanach Zjednoczonych.

Kwarc jest odporny mechanicznie i stosunkowo obojętny chemicznie podczas wietrzenia skał w klimacie umiarkowanym i zimnym. W ten sposób staje się wzbogacony w rzece, jeziorze i osadach plażowych, które powszechnie zawierają więcej niż jedną połowę kwarcu wagowo. Niektóre warstwy składają się prawie w całości z kwarcu na dużych odległościach poprzecznych i mają dziesiątki lub setki metrów grubości. Warstwy te, znane jako piaski szklarskie, są ważnym gospodarczym źródłem krzemionki dla przemysłu szklarskiego i chemicznego. Warstwy kwarconośne występują obficie na terenach metamorficznych. Charakterystyczna dla takich terenów jest reinkorporacja wolnej krzemionki w złożone krzemiany oraz rozpuszczanie i ponowne osadzanie krzemionki w żyłach.