Kremeň

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, 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

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:

Fanerokryštalické (jasnokryštalické) odrody 
 krištáľ - bezfarebná a priehľadná odroda kremeňa
 Marmarošský 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

Referencie

Pozri aj 
 Zoznam minerálov

Iné projekty 
.

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

Trigonálne minerály
Oxidy a hydroxidy
Bodová grupa 32
Minerály kremíka
Minerály kyslíka
Nerudy
Polodrahokamy
 Kremeň