Solubilitatea mineralelor de siliciu
Solubilitatea mineralelor de siliciu în soluții și gaze naturale este de mare importanță. Solubilitatea tuturor mineralelor de silice crește în mod regulat odată cu creșterea temperaturii și a presiunii, cu excepția regiunii 340-550 °C și 0-600 bari, unde are loc o solubilitate retrogradă din cauza schimbărilor în starea fizică a apei. Solubilitatea siliciului crește în prezența anionilor, cum ar fi OH- și CO2-/3, care formează complexe chimice cu acesta.
Cuarțul este cea mai puțin solubilă dintre formele de siliciu la temperatura camerei. În apă pură, solubilitatea sa la 25 °C este de aproximativ 6 părți la milion, cea a siliciului vitros fiind de cel puțin 10 ori mai mare. Apa tipică a râurilor din climatele temperate conține 14 părți pe milion de siliciu, iar anual, tone enorme de siliciu sunt antrenate în soluție din rocile și solurile care se descompun. Cantitatea astfel îndepărtată poate fi echivalentă cu cea transportată mecanic în multe climate. Siliciul dizolvat în apele subterane în mișcare poate umple parțial sferoidele goale și poate precipita cristale pentru a forma geode, sau poate cimenta grăunțe de nisip libere împreună pentru a forma concrețiuni și noduli sau chiar paturi sedimentare întregi în gresie, care, atunci când tot spațiul poros este eliminat prin dizolvare selectivă și depunere apropiată în timpul metamorfismului, formează cuarțit dur, fără pori.
Gazele sau soluțiile care scapă din rocile ígnee care se răcesc sau din fracturile profunde sunt de obicei saturate cu siliciu și alți compuși care, pe măsură ce se răcesc, precipită cuarțul de-a lungul canalelor lor pentru a forma filonii. Acesta poate fi cu granulație fină (ca și calcedonia), masiv granulară sau în cristale grosiere de până la zeci de tone. Majoritatea cristalelor naturale de cuarț incolor, „cristal de stâncă”, s-au format în acest mod.
Emergența soluțiilor încălzite purtătoare de siliciu la suprafață duce la o răcire rapidă și la pierderea anionilor complexanți. Precipitarea rapidă a siliciului cu granulație fină are ca rezultat formarea sinterului silicios sau a geyseritului, ca la Mammoth Hot Springs din Parcul Național Yellowstone din vestul Statelor Unite.
Cartzul este rezistent din punct de vedere mecanic și relativ inert din punct de vedere chimic în timpul alterării rocilor în climatele temperate și reci. Astfel, se îmbogățește în sedimentele râurilor, lacurilor și plajelor, care conțin în mod obișnuit mai mult de jumătate de cuarț în greutate. Unele straturi constau aproape în întregime din cuarț pe distanțe laterale mari și pe zeci sau sute de metri în grosime. Cunoscute sub numele de nisipuri de sticlă, aceste straturi sunt surse economice importante de siliciu pentru industria sticlei și industria chimică. Stratele care conțin cuarț sunt abundente în terenurile metamorfice. Reincorporarea siliciului liber în silicați complecși, precum și dizolvarea și redepunerea siliciului în filoane sunt caracteristice acestor terenuri.