Solubilidade de sílica mineral
A solubilidade de sílica mineral em soluções naturais e gases é de grande importância. A solubilidade de todos os minerais de sílica aumenta regularmente com o aumento da temperatura e pressão, exceto na região de 340-550 °C e 0-600 bar, onde a solubilidade retrógrada ocorre devido a mudanças no estado físico da água. A solubilidade da sílica aumenta na presença de ânions como OH- e CO2-/3, que com ela formam complexos químicos.
Quartzo é a menos solúvel das formas de sílica à temperatura ambiente. Em água pura a sua solubilidade a 25 °C é cerca de 6 partes por milhão, sendo a de sílica vítrea pelo menos 10 vezes maior. A água típica do rio de clima temperado contém 14 partes por milhão de sílica, e enormes tonelagens de sílica são transportadas anualmente em solução das rochas e solos que se desgastam. A quantidade assim removida pode ser equivalente àquela transportada mecanicamente em muitos climas. A sílica dissolvida em águas subterrâneas em movimento pode encher parcialmente esferóides ocos e precipitar cristais para formar geodos, ou pode cimentar grãos de areia soltos juntos para formar concreções e nódulos ou mesmo leitos sedimentares inteiros em arenito, que, quando todo o espaço poroso é eliminado por solução seletiva e deposição próxima durante o metamorfismo, formam quartzitos resistentes e sem poros.
Gases ou soluções que escapam do resfriamento de rochas ígneas ou fraturas profundas geralmente são saturados com sílica e outros compostos que, ao resfriarem, precipitam o quartzo ao longo de suas canaletas para formar veias. Pode ser granulado fino (como calcedônia), granular maciço, ou em cristais grosseiros tão grandes quanto dezenas de toneladas. A maioria dos cristais de quartzo incolores naturais, “cristal de rocha”, foram formados desta forma.
O aparecimento de soluções aquecidas de sílica sobre a superfície resulta em resfriamento rápido e na perda de ânions complexantes. A rápida precipitação de sílica de grão fino resulta na formação de sínter silicioso ou gerite, como em Mammoth Hot Springs no Parque Nacional de Yellowstone no oeste dos Estados Unidos.
O quartzo é mecanicamente resistente e relativamente inerte quimicamente durante a intempérie rochosa em climas temperados e frios. Assim, ele se enriquece em sedimentos de rios, lagos e praias, que geralmente contêm mais de meio quartzo por peso. Alguns estratos consistem quase inteiramente de quartzo em grandes distâncias laterais e dezenas ou centenas de metros de espessura. Conhecidos como areias de vidro, esses estratos são importantes fontes econômicas de sílica para as indústrias de vidro e química. Os estratos que contêm quartzo são abundantes em terrenos metamórficos. A reincorporação de sílica livre em silicatos complexos e a solução e a redefinição da sílica em veias é característica de tais terrenos.