Kremeň

Kremeň
Kryštály kremeňa z Tibetu
SiO2
Všeobecné informácie
Trieda	Oxidy a hydroxidy
Zaradenie	IV/D.01-10
Rok objavenia	starovek
Pôvod názvu	z nem. quarz
IMA status	prijatý (1959)
Kryštalografia
Kryšt. sústava	trigonálna - nízkoteplotný a hexagonálna - vysokoteplotný
Bodová grupa	32
Priestorová grupa	P312, P322
Mriežkové param.	a=4,9133 Å c=5,4053 Å V=113,00 Z=3
Morfológia
Habitus	dobre vyvinuté kryštály s plochami {1010}, {1011}, {0111}, drúzy, kusový, mikrokryštalický
Zrasty	podľa Dauphiného zákona {0001}, brazílskeho zákona {1120}, japonského zákona {1122}
Optické vlastnosti
Farba(y)	bezfarebný, biely, žltý, ružový, zelený, fialový, hnedý
Farba vrypu	biely
Lesk	sklený
Priesvitnosť	priehľadný až priesvitný
Indexy lomu	nε=1,552-1,554 nω=1,543-1,545
Fyzikálne vlastnosti
Tvrdosť (Mohs)	7 (referenčný minerál)
Hustota	2,6-2,65 kg.dm−3
Štiepateľnosť	zlá na ploche {0110}
Lom	lastúrnatý
Ostatné
Rozpustnosť	v kys. fluorovodíkovej
Elektrické vlast.	piezoelektrický a pyroelektrický
Odrody a variety
achát, ametyst, avanturín, citrín, heliotrop, chalcedón, chryzopras, jaspis, karneol, krištáľ, mačacie oko, machový achát, mliečny kremeň, modrý kremeň, morión, ónyx, prazém, ruženín, sardónyx, sokolie oko, tigrie oko, záhneda
Pozri aj portál Vedy o Zemi zoznam minerálov

Kremeň je minerál kryštalizujúci v trigonálnej sústave, chemicky oxid kremičitý - SiO₂. Odhaduje sa, že tvorí asi 12% objemu zemskej kôry. Jeho názov pravdepodobne pochádza z germánskeho slova „Quarz“. Po prvýkrát sa názov kremeň uvádza v dielach Georgiusa Agricolu v roku 1530.

Kremeň patrí k najrozšírenejším minerálom. Vytvára prizmatické kryštály zakončené plochami klenca alebo dipyramídy. Kryštálové plochy bývajú často ryhované. Kryštály môžu byť zdvojčatené a rozlične deformované. Tento minerál máva celistvú, zrnitú alebo kryptokryštalickú podobu, prípadne sa vyskytuje v konkréciách. Jeho farba je rôznorodá - môže byť biely, sivý, červený, purpurový, ružový, žltý, zelený, hnedý, čierny ale aj bezfarebný; vryp má biely. Mnohé z jeho odrôd patria k polodrahokamom. Kremeň je priehľadný až priesvitný minerál so skleným leskom na čerstvom povrchu. Odroda ametyst je typická fialovým sfarbením.

Charakteristika

Zaraďuje sa k oxidom (kysličníkom), pretože jeho chemický názov je oxid kremičitý. Môže obsahovať prímesy hliníka, lítia, bóru, železa, horčíka, vápnika, titánu, draslíka a rubídia.

Fyzikálne vlastnosti

V Mohsovej stupnici tvrdosti má tvrdosť presne 7, ale je krehký. Jeho hustota je 2,65 g/cm³, ale udáva sa v rozsahu od 2,6 do 2,7 g/cm³. Kremeň nemá štiepateľnosť, lom má lastúrový, trieštivý, niekedy nerovný. Kremeň je známy piezoelektrickými vlastnosťami, čiže schopnosťou generovať elektrické napätie po mechanickom stlačení.

Optické vlastnosti

Farba býva rozmanitá, od bezfarebných odrôd (krištáľ) cez bielu, mliečnobielu, žltú, hnedú, čiernu, ružovú, fialovú až po zelenkavú až modravú. Môže mať rôzne farby podľa inklúzií a vrastlíc, alebo pseudomorfózy (železitý kremeň, tigrie a sokolie oko a pod.). Vyskytujú sa zvláštne farebné efekty ako asterizmus, efekt oka, vzácne i aventuresencia. Kremeň je priehľadný, priesvitný i nepriehľadný, jeho lesk je sklený alebo matný. Plechromizmus, čiže odlišná absorpcia svetla vo vzťahu k optickým osiam, je slabý. Luminiscencia býva niekedy žltá, krémová, oranžová a zelenkavá.

Kryštalografia

Kryštalická sústava je trigonálna (trojuholníková), alebo, pri vysokoteplotných kremeňoch, hexagonálna (šesťuholníková). Trigonálne kremene majú pseudohexagonálny habitus. Kremeň sa vyskytuje v podobe kryštálov, ďalej zrnitých a masívnych agregátov. Podľa niektorých charakteristických kryštalických typov a agregátov sa rozlišuje kremeň hviezdový – hviezdovec, kremeň čapičkový – kapový, alebo kremeň žezlovitý. Tvary kryštálov sú prizmatické, dipyramidálne, pseudokubické, časté sú zákonité zrasty kryštálov (dauphinésky zákon - (pravý + pravý alebo ľavý + ľavý jedinec , brazílsky zákon – pravý + ľavý jedinec, japonský zákon - vertikály zrastajúcich jedincov zvierajú uhol 84°33´).

Mechanické vlastnosti

Suchý kremeň nepodlieha ľahko mechanickej deformácii (potrebné teploty od 1300 °C a tlaky okolo 1GPa), keďže trojrozmerné väzby medzi Si - O sú kovalentné a veľmi pevné. V prírode sa bežne deformuje aj pri nižších teplotách v dôsledku prítomnosti vody (tzv. hydraulické oslabenie), ktorá znižuje jeho teplotnú odolnosť na 300 °C pri tlaku okolo 100 MPa. Príčinou tohto javu je fakt, že aj malé množstvo vody narúša väzby Si - O.

Typickou nízkoteplotnou deformáciou kremeňa pri teplotách od 250-400 °C dochádza k dislokačnému sklzu podľa bazálnej plochy {0001}. Pri teplotách v rozmedzí 400-600/700 °C sa uplatňuje prizmatický podľa plôch {1010} a rombický sklz podľa plôch {1011} a {0111}.

Vznik

Tento minerál sa vyskytuje zvyčajne vo vyvretých, premenených a usadených horninách. Vzniká v magmatitoch, pegmatitoch (niekedy prerastený so živcami), hydrotermálnych žilách, v žilách alpského typu. Sú známe paragenézy kremeňa so živcami, sľudami a v menšej miere amfibolmi. S olivínmi a pyroxénmi sa vyskytuje zriedkavo, pretože s nimi nekoexistuje v tavenine. V prírode je rozšírený, ako dôležitý horninotvorný minerál. V kyslých vyvretých horninách je kremeň vždy podstatnou súčasťou (nad 20 %). V kremencoch je takmer monominerálnou zložkou. Bežne je možné ho nájsť na rudných žilách. Bežný je kremeň žilný, odolný proti zvetrávaniu (preto kremenné žily morfologicky vystupujú nad okolitý terén), a je hojný v náplavoch (obliaky).. V hydrotermálnych žilách kremeň niekedy tvorí až 90% výplne. Známe sú kryštály s hmotnosťou rádovo desiatky ton, napríklad 40 tonové kryštály z Brazílie, alebo 70 tonové kryštály z Kazachstanu.

Poznávanie

Animácia undulózneho zhášania zrna kremeňa pozorovaného v ortorule pri skrížených nikoloch.

Kremeň sa rozpúšťa iba v kyseline fluorovodíkovej. Kremeň rýpe do skla. V polarizačnom mikroskope býva väčšinou alotrimorfný, nemá ohraničenie a má slabý reliéf. Je veľmi podobný ortoklasu. Pri skrížených nikoloch môže mať typické undulózne zhášanie, čo je typické najmä pre kremeň metamorfného pôvodu.

Lokality

Lokality vo svete

Mliečny kremeň zo zbierok USGS

Okrem Brazílie a Kazachstanu sa hojne vyskytuje aj v Poľsku, Taliansku, Rusku, Ukrajine, Švajčiarsku, Rakúsku, na Madagaskare, v Kanade a USA.

Na Slovensku

Jeden z najbežnejších minerálov. Pekne vyvinuté kryštály pochádzajú z Banskej Štiavnice, Banskej Belej, Kremnice, kusová záhneda sa vyskytuje v okolí Málinca (okres Poltár). Býva hlavnou zložkou nerudnej žiloviny takmer všetkých hydrotermálnych ložísk, hlavná zložka pegmatitov.

Použitie

Kremeň je dôležitý pre keramický, sklársky a stavebný priemysel, využíva sa v metalurgii, elektrotechnike, optike a klenotníctve. Spočiatku sa prírodný krištáľ používal v elektrických oscilátoroch, v súčasnosti ho nahradili syntetické kryštály. Vďaka dobrým optickým vlastnostiam sa z krištáľu často brúsia šošovky a prizmy. Kremeň vyniká nepatrnou rozťažnosťou a výbornou priepustnosťou pre ultrafialové lúče. Čistý kremeň je základnou surovinou pre výrobu skla a uplatňuje sa tiež ako brúsidlo pri výrobe keramiky a porcelánu. Kremenný piesok a štrk je základnou stavebnou surovinou. Niektoré chalcedóny a acháty sa hodia na výrobu laboratórnych trecích misiek a brúsnych kameňov.

Odrody kremeňa

Väčšina autorov^{[chýba zdroj]} rozdeľuje kremeň na dve základné skupiny:

Fanerokryštalické (jasnokryštalické) odrody

• krištáľ - bezfarebná a priehľadná odroda kremeňa
• Marmošský diamant
• záhneda - hnedý kremeň
• ametyst - fialový kremeň
• citrín - žltý kremeň
• ametrín - rôznofarebný - fialovo/žltý kremeň
• mliečny kremeň - mliečne biely kremeň
• morión - čierny kremeň
• sokolie oko - modrošedý z prekremeneného krokidolitu
• tigrie oko - kremeň/chalcedón prestúpený krokidolitom
• mačacie oko - zelenomodrá odroda kremeňa s azbestom
• avanturín - červenohnedý alebo žltkavý kremeň s primiešanými šupinkami zlatožltej alebo zelenej sľudy
• prazém - špinavo zelený kremeň
• modrý kremeň - modrý kremeň, farba v dôsledku rozptylu svetla na vrastliciach rutilu alebo turmalínu
• rutilový kremeň - kremeň s jemnými vrastlicami rutilu
• ružový kremeň - ružový voľne kryštalizovaný kremeň
• ruženín - ružový kusový kremeň
• turmalínový kremeň - kremeň s jemnými turmalínovými vrastlicami
• zafírový kremeň - amfibolovitý, žltohnedý až modrastý
• železitý kvarcit - hornina najmä z hrdzovohnedého kremeňa

Kryptokryštalické (skrytokryštalické) odrody

• chalcedón - všetky jemnozrnné kremene
• achát - viacfarbene prúžkovaný alebo vrstevnatý nerast tvorený zmesou chalcedónu kremeňa
• chryzopras - jablkovo zelený chalcedón
• ónyx - jemné rôznofarebné vrstvy chalcedónu
• plazma - špinavo zelený chalcedón
• sardónyx - achát s s bielymi a hnedými vrstvičkami
• flint, pazúrik, rohovec - veľmi jemnozrnná hornina/agregát kryptokryštalického kremeňa
• heliotrop - zelený chalcedón s červenými škvrnami
• jaspis - spravidla matný, hrdzavočervený chalcedón
• karneol - žltý až červený chalcedón
• machový achát - chalcedón s dendritmi

Pozri aj: žilný kremeň

Typy kremeňa podľa rastu kryštálu

Existuje 8 typov kremeňa, z toho najdôležitejšie sú:

• žezlovitý kremeň
• okenný kremeň
• vláknový kremeň
• kockovitý kremeň

Skupina kremeňa

Tzv. skupina kremeňa zahŕňa tieto modifikácie kremeňa (čiže rovnaký vzorec, ale odlišné mriežky):

• α-kremeň - nízkoteplotný kremeň, trigonálna sústava
• β-kremeň - vysokoteplotný kremeň, hexagonálna sústava
• α-tridymit - nízkoteplotný tridymit, triklinická, monoklinická, alebo rombická sústava
• β-tridymit - vysokoteplotný tridymit, hexagonálna sústava
• α-cristobalit - nízkoteplotný cristobalit, tetragonálna sústava
• β-cristobalit - vysokoteplotný cristobalit, kubická sústava
• coesit - vysokotlakový kremeň, monoklinická sústava
• stišovit - vysokotlakový kremeň, tetragonálna sústava
• keatit - umelo pripravený vysokotlakový kremeň, tetragonálna sústava
• opál - (niekedy nepovažovaný za člena tejto skupiny), amorfný
• lechatelierit - (niekedy nepovažovaný za člena tejto skupiny), amorfný

Pozri aj

• Zoznam minerálov

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému kremeň.

Externé odkazy

• Mineraly.sk - zdroj, z ktorého pôvodne čiastočne čerpal tento článok
• Kremeň na www.mindat.org