Kremeň

Charakteristika

Zaraďuje sa k oxidom, jeho chemický názov je oxid kremičitý. Môže obsahovať prímesi 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

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 vo svete

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 rozdeľuje kremeň na dve základné skupiny: