Kiseldioxidmineralers löslighet

Kiseldioxidmineralers löslighet i naturliga lösningar och gaser är av stor betydelse. Lösligheten hos alla kiseldioxidmineraler ökar regelbundet med ökande temperatur och tryck utom i området 340-550 °C och 0-600 bar, där retrograd löslighet uppstår på grund av förändringar i vattnets fysikaliska tillstånd. Kiseldioxidens löslighet ökar i närvaro av anjoner som OH- och CO2-/3, som bildar kemiska komplex med den.

Kiseldioxid är den minst lösliga av kiseldioxidformerna vid rumstemperatur. I rent vatten är dess löslighet vid 25 °C cirka 6 delar per miljon, medan den för glasartad kiseldioxid är minst 10 gånger större. Typiskt flodvatten i tempererat klimat innehåller 14 delar per miljon av kiseldioxid, och enorma mängder kiseldioxid transporteras årligen bort i lösning från vittrande stenar och jordar. Den mängd som avlägsnas på detta sätt kan motsvara den mängd som transporteras mekaniskt i många klimat. Kiseldioxid löst i rörligt grundvatten kan delvis fylla ihåliga sfäroider och fällas ut i kristaller för att bilda geoder, eller så kan det cementera ihop lösa sandkorn för att bilda konkretioner och knölar eller till och med hela sedimentlager till sandsten, som, när allt porutrymme elimineras genom selektiv lösning och närliggande avlagring under metamorfism, bildar hård, porfri kvartsit.

Gaser eller lösningar som flyr från avkylande magmatiska bergarter eller djupa sprickor är vanligen mättade med kiseldioxid och andra föreningar som, när de svalnar, fäller ut kvarts längs sina kanaler och bildar ådror. Det kan vara finkornigt (som kalcedon), massivt granulärt eller i grova kristaller så stora som tiotals ton. De flesta naturliga färglösa kvartskristaller, ”bergkristall”, har bildats på detta sätt.

Uppkomsten av upphettade kiselhaltiga lösningar på ytan resulterar i snabb avkylning och förlust av komplexbildande anjoner. Snabb utfällning av finkornig kiseldioxid resulterar i bildandet av kiselhaltig sinter eller geyserit, som vid Mammoth Hot Springs i Yellowstone National Park i västra USA.

Kvarts är mekaniskt motståndskraftig och relativt inert kemiskt under stenförvittring i tempererat och kallt klimat. Därför blir den anrikad i flod-, sjö- och strandsediment, som vanligen innehåller mer än hälften kvarts i vikt. Vissa lager består nästan helt av kvarts över stora sidoavstånd och tiotals eller hundratals meter i tjocklek. Dessa lager, som kallas glassand, är viktiga ekonomiska källor till kiseldioxid för glas- och kemisk industri. Kvartshaltiga lager förekommer rikligt i metamorfa terrängen. Återinkorporering av fri kiseldioxid till komplexa silikater och upplösning och omlagring av kiseldioxid i ådror är karakteristiska för sådan terräng.