Křemen: Tvorba, Geologie a Odrody
Linas JuozenasSdílet
Tvorba, geologie a odrůdy
Křemen: Příběh křemíku zapsaný v krystalu, písku, žíle a achátu
Křemen je krystalický křemík, SiO2, a jeden z nejtrvalejších minerálních záznamů Země. Krystalizuje z tavenin, roste z hydrotermálních tekutin, přežívá zvětrávání jako písek, cementuje sedimenty, vyplňuje geody a znovu se objevuje jako achát, jaspis, chalcedon, ametyst, záhněda, růženín a mnoho dalších projevů cyklu křemíku.
Cyklus křemíku: Proč je křemen všude
Křemen je stabilní krystalická forma křemíku nejznámější na povrchu Země. Objevuje se na konci mnoha geologických cest, protože křemík je hojně dostupný, pohyblivý v tekutinách za správných podmínek a odolný po krystalizaci.
V zemské kůře se křemík pohybuje magmaty, hydrotermálními tekutinami, podzemní vodou, sedimentárními systémy, cykly zvětrávání a metamorfovanými horninami. Výsledkem je rodina materiálů, které mohou vypadat dramaticky odlišně, přesto jsou postaveny ze stejné základní formule, SiO2.
Alfa křemen
Při pokojové teplotě má křemen tvar trojklonný a je chirální. Je to známý křemen krystalů, žil, písků a většiny geologických vzorků.
Beta křemen
Nad přibližně 573 °C při běžném tlaku se křemen přeměňuje na beta křemen. Při ochlazení se vrací na alfa křemen, často zachovávající stopy v texturách a tvaru krystalu.
Chalcedon, achát a jaspis
Mnoho kompaktních křemičitých materiálů jsou vláknité nebo kryptokrystalické propleteniny křemene a moganitu, vzniklé z gelů bohatých na křemík a nízkoteplotních tekutin.
Opál ke křemenu
Křemík se může nejprve objevit jako opál-A nebo opál-CT, poté během diageneze a dlouhodobých geologických změn dozrává směrem ke chalcedonu a křemenu.
Kde se tvoří křemen
Křemen se tvoří v mnoha geologických prostředích, protože křemík může být koncentrován taveninami, tekutinami, zvětráváním a tlakem. Každé prostředí vytváří jiný styl krystalu, textury nebo mikrokřemičitého tělesa.
| Prostředí | Proces | Co běžně vytváří |
|---|---|---|
| Felsické magmatické horniny | Krystalizace pozdní fáze ze systémů bohatých na křemen v žule a ryolitu. | Křemenná zrna v žule, grafické žulové textury, krystaly v miarolitických dutinách a zonovaný křemen v sopečných dutinách. |
| Pegmatity | Zbytkové taveniny bohaté na těkavé látky krystalizují pomalu v otevřených dutinách. | Velké krystaly, průzračné hroty, záhněda, žezla, kosterní tvary a asociace s živcem, slídou, turmalínem, berylem a dalšími minerály pozdní fáze. |
| Hydrotermální žíly | Horké křemíkem bohaté tekutiny ukládají křemen podél trhlin a otevřených prostor. | Hřebenový křemen, páskované žíly, drúzové výstelky, fantomy, alpské štěrbinové krystaly a asociace s uhličitany, sulfidy, fluorit, chlorit nebo železné oxidy. |
| Dutiny a geody | Křemíkem bohaté tekutiny vstupují do pórů, dutin a trhlin. | Pásky agátu a chalcedonu, centra křemenných drúz, ametystové geody a vrstvené křemíkové výplně v sopečných nebo sedimentárních horninách. |
| Metamorfované horniny | Přetváření, tlakové rozpouštění a proudění tekutin během deformace a zahřívání. | Křemenec, páskový křemen, žilný křemen, vlnité vymizení v deformovaných zrnech a štěrbinové krystaly v alpských typech prostředí. |
| Sedimentární a diagenetické systémy | Křemíkové cementování, stárnutí křemíkových gelů, náhrada a srážení podzemní vody. | Křemenec, pazourek, zkamenělé dřevo, agatizované fosilie, křemenné přerůstání na zrnech písku a uzlíky v vápencích nebo břidlicích. |
Jak prostředí mění vzhled
- Otevřené dutiny umožňují volný růst ostrých euhedrálních krystalů do prostoru.
- Žíly a trhliny podporují pásky, hřebenové textury, fantomy a drúzové výstelky.
- Sopečné bubliny a sedimentární dutiny podporují vznik agátu, chalcedonu, křemenných drúz a geod.
- Metamorfóza přetváří křemen do mozaik, pásků, žil a těles křemence.
Od taveniny k minerálu: časová osa vzniku
Křemen může vstoupit do geologického záznamu v několika fázích. Jeho trvanlivost znamená, že stejný křemík může krystalizovat, erodovat, cestovat, rozpouštět se a znovu se objevit v novém geologickém prostředí.
Magmatická fáze
Felsické magmatu se obohacují o křemík, jakmile krystalizují dřívější minerály. Křemen se objevuje, když podmínky podporují nasycení křemíkem.
Fáze dutin
Těkavé látky a pozdní taveniny vytvářejí dutiny, kde křemen, živce, slídy a další minerály rostou do volného prostoru.
Hydrotermální fáze
Chladnoucí tekutiny pronikají trhlinami a ukládají křemen jako žíly, pásy, hřebenové textury, žezla, fantomy a drúzové povlaky.
Fáze zvětrávání
Křemen odolává chemickému a mechanickému zvětrávání lépe než mnoho minerálů, stává se pískem, jílem a odolnými detritickými zrny.
Diagenetická fáze
Křemíkové gely a podzemní voda vyplňují dutiny, cementují sedimenty, tvoří křemenec, páskované agáty a nahrazují organické materiály jako dřevo nebo lastury.
Metamorfní fáze
Teplo, tlak a tekutiny přetvářejí křemen na křemence, páskové textury a nové žíly vzniklé tlakem a opětovným usazováním.
Formy růstu a textury
Struktura křemene zaznamenává prostor růstu, chemii tekutin, teplotu, deformaci a pozdější změny. Krystalový hrot, pás agátu, křemenný uzlík a křemenný štěrk jsou různé stránky stejného příběhu křemíku.
Klasický makrokrystalický křemen
Dobře vytvořené krystaly obvykle vykazují šestihranné hranoly, rhomboedrické zakončení a vodorovné rýhy. Dvojitě zakončené krystaly vznikají, když křemen roste volně bez připojení k ploše matrice.
Růst v pulzech
Sceptry vznikají, když pozdější generace křemene přerůstá starší krystal. Fenster nebo skeletový křemen zaznamenává rychlý, nerovnoměrný nebo bohatý na těkavé látky růst podél hran a ploch.
Viditelná krystalová symetrie
Japan-law dvojčata se setkávají pod charakteristickým úhlem, zatímco alpské gwindely se kroutí do stupňovitých forem ceněných pro důkazy neobvyklých podmínek růstu a deformace.
Mikrokrystaly na površích
Drúzový křemen tvoří třpytivé koberce malých krystalů na vnitřních stranách geod, středech achátů, žilách a plochách matrice. Povrch může barvit nebo závojit oxidy železa, chlorit nebo jiné povlaky.
Starší krystaly uvnitř pozdějších krystalů
Když růst ustane a povrch je pokryt chloritem, hematitem, jílem nebo jiným materiálem, pozdější křemen může tento povrch uzavřít jako duchovitý vnitřní obrys.
Deformace v tenkém řezu
Pod polarizovaným světlem mohou deformovaná zrna křemene zhasínat nerovnoměrně, což odhaluje historii napětí, tlakové rozpouštění a rekrystalizaci v metamorfovaných nebo tektonizovaných horninách.
Odrůdy křemene: barva, zvyk a historie růstu
Většina odrůd křemene nejsou samostatné minerální druhy. Jsou to křemeny tvarované stopovými prvky, barevnými centry, inkluzemi, vláknitými texturami nebo mikrokrystalickým růstem.
| Odroda | Vzhled | Příčina nebo geologický kontext | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Křišťál | Bezbarvý, průhledný makrokrystalický křemen. | Nízký obsah nečistot a otevřený růst v žilách, pegmatitech, alpských puklinách nebo geodách. | Užitečný pro pozorování krystalového zvyku, rýh, inkluzí a optické čistoty. |
| Ametyst | Fialový křemen, běžně zonovaný od světle fialové po tmavě fialovou. | Barevná centra související s železem aktivovaná přirozeným ozářením. | Teplo může upravit některé ametysty směrem k žlutým, oranžovým, hnědým nebo nazelenalým tónům v závislosti na materiálu a podmínkách. |
| Kouřový křemen | Šampaňské, šedohnědé, koňakové, tmavě hnědé nebo téměř černé morion. | Barevná centra související s hliníkem vzniklá ozářením. | Prosvětlení často odhaluje zonaci, čiré jádro, kouřové okraje a fantomy. |
| Citrín | Žlutý až oranžový křemen. | Může být přírodní, ale většina komerčního citrínu je vyrobena tepelným ošetřením ametystu nebo kouřového křemene. | Přírodní citrín je poměrně vzácný; je důležité uvádět ošetření, pokud je známo. |
| Růžový křemen | Jemně růžový, obvykle masivní a průsvitný. | Běžný růžový křemen je spojen s mikroskopickými vláknitými inkluzemi a efekty barevných center; vzácný krystalický růžový křemen má odlišný způsob výskytu. | Některý materiál může při správném výbrusu en cabochon vykazovat asterismus. |
| Mléčný křemen | Bílý až zakalený křemen. | Mikroskopické inkluze tekutin, inkluze plynů nebo narušení růstu rozptylují světlo. | Běžný v žilách a masivních ložiscích; může zachovat historii deformace a hydrotermální historii. |
| Inkluzivní křemen | Čirý nebo průsvitný křemen obsahující viditelné minerály, tekutiny, fantomy nebo filmy. | Křemen prorůstá nebo zachycuje rutil, turmalín, chlorit, hematit, jíly, tekuté inkluze nebo jiné hosty během růstu a hojení. | Orientace může v vhodných kabošonech vytvářet chatoyanci nebo asterismus. |
| Aventurínový křemen | Třpytivý křemen s jiskřivými destičkami. | Fuchsit, hematit, goethit nebo jiné deskovité inkluze vytvářejí aventurescenci. | Nejznámější jako zelený aventurín, ale vyskytují se i oranžové, hnědé a jiné barvy. |
| Prasiolit | Zelený křemen. | Vzácné v přírodě; často vzniká tepelnou úpravou nebo ozářením plus zahříváním vhodného ametystu nebo křemene. | Přesné označení by mělo oddělit přírodní výskyt od materiálu vzniklého úpravou, pokud je to známo. |
Rodina mikrokrystalického křemene: chalcedon, agát a jaspis
Mikrokrystalický křemen vzniká v měřítku příliš jemném na to, aby oko rozlišilo jednotlivé krystaly křemene. Tyto materiály často rostou z křemíkových gelů a nízkoteplotních kapalin, běžně vyplňují dutiny, nahrazují organický materiál nebo tvoří uzlíky a pásy.
Pruhovaný chalcedon
Agát vzniká jako vrstvený chalcedon v dutinách, žilách a bublinách. Jeho kruhy, obranné vzory, oči a pásy odrážejí rytmické změny v dodávce křemíku, chemii, nečistotách a podmínkách růstu.
Voskový, průsvitný mikrokrystalický křemen
Chalcedon je obvykle jednotný a průsvitný s voskovým leskem. Může tvořit botryoidní povlaky, stalaktitové masy, hladké žíly nebo výstelky dutin.
Neprůhledný, nečistotami bohatý mikrokrystalický křemen
Jaspis obsahuje dostatek oxidů železa, jílů a dalších nečistot, aby byl neprůhledný a vzorovaný. Jeho barvy a scenické vzory často zaznamenávají sedimentární, sopečné nebo hydrotermální prostředí.
Křemík v sedimentárních horninách
Křemenec a křemen se vyskytují jako uzlíky, vrstvy a náhrady, často v vápencích nebo jiných sedimentárních prostředích, kde byl křemík mobilizován a znovu vysrážen.
Praktické rozlišení: agát je obvykle pruhovaný, chalcedon je většinou průsvitný a jednotný, a jaspis je neprůhledný a bohatý na nečistoty. V obchodě mohou být hranice mezi těmito názvy flexibilní.
Náhrady a pseudomorfy
Křemen může zachovat tvar něčeho, co už není křemen, není organické nebo už vůbec není přítomné. Tyto náhrady patří mezi nejsilnější geologické záznamy křemíku.
- Zkamenělé dřevo: organická tkáň je nahrazena chalcedonem nebo křemenem, přičemž se zachovává buněčná struktura a textury růstu v křemíku.
- Tygří oko: křemen nahrazuje nebo prorůstá vláknitý materiál související s crocidolitem, čímž zachovává texturu, která vytváří chatoyanci.
- Křemen po kalcitu, fluorit nebo jiných minerálech: křemen může nahradit nebo odlévat dřívější krystaly, přičemž zachovává vnější tvar a mění minerální identitu.
- Agatizované fosílie: ulity, kosti a jiné fosilní materiály mohou být silifikovány, čímž se zachová biologický tvar a mezery se vyplní chalcedonem, agátem nebo křemenem.
- Nárůsty křemene na zrnech písku: v pískovcích může křemenný cement růst v optické kontinuitě kolem původních křemenných zrn, což posiluje horninu a zaznamenává diagenezní podmínky.
Syntetický a upravený křemen
Křemen může být přírodní, syntetický, upravený, barvený, povrchově upravený nebo sestavený do ozdobných forem. Žádná z těchto kategorií není automaticky horší, ale přesná identifikace a zveřejnění jsou důležité, protože se mění geologický příběh.
| Materiál nebo proces | Co to znamená | Jak to pečlivě popsat |
|---|---|---|
| Hydrotermální syntetický křemen | Křemen pěstovaný v kontrolovaných nádobách z roztoků obsahujících křemík, široce používaný v technologii a někdy i v drahokamech. | Nazývejte to syntetický křemen, ne přírodní křemen. Růstové znaky se liší od geologických krystalů. |
| Tepelně upravený ametyst nebo kouřový křemen | Zahřívání může změnit barevná centra, čímž vznikají žluté, oranžové, hnědé, nazelenalé nebo světlejší odstíny v závislosti na zdroji. | Uveďte tepelnou úpravu, pokud je známa, zejména u barev podobných citrínu nebo prasiolitu. |
| Ozařovaný křemen | Záření může ztmavit vhodný křemen nebo pomoci vytvořit kouřové tóny, pokud jsou přítomna defektní místa. | Uveďte ozáření, pokud je známo; samotný vzhled nemusí prokázat přírodní barvu. |
| Barvený achát | Pórovitý nebo pruhovaný chalcedon může přijímat barviva, která zesilují nebo mění barvu. | Jasné nepřirozené barvy by měly být označeny jako barvené, pokud jsou upravené. |
| Aura upravený křemen | Na křemen se nanáší tenká kovová vrstva vakuovým napařováním, která vytváří irizující povrchovou barvu. | Popište jako upravený nebo povrchově upravený křemen s povrchovou úpravou, ne jako přírodní barevnou odrůdu. |
| Materiál vyplněný pryskyřicí nebo stabilizovaný | Prasklý, pórovitý nebo slabý materiál může být vyplněn nebo stabilizován pro zlepšení odolnosti nebo leštění. | Uveďte vyplnění nebo stabilizaci, pokud je známo, zejména u šperků nebo kusů s častým kontaktem. |
Péče a vystavení
Křemen je dostatečně odolný pro časté manipulace, ale je stále křehký a může se odštípnout na špičkách, hranách a tenkých zakončeních. Péče závisí na formě: pevný valoun, jemný shluk, barvený plátek achátu a aura upravený krystal by se neměly zacházet stejným způsobem.
- Čištění: většinu pevného křemene lze čistit vlažnou vodou, jemným mýdlem a měkkým hadříkem nebo kartáčem; poté důkladně osušte.
- Jemné exempláře: vyhněte se ultrazvukovému a parnímu čištění u shluků, prasklých krystalů, povrchově upravených kusů, inkluzivních kamenů, vzorků v matrici a starých oprav.
- Světlo: čirý křemen je obecně stabilní, ale některé barevné odrůdy a upravené kameny mohou při dlouhodobém intenzivním světle nebo teple vyblednout nebo změnit barvu.
- Náraz: chraňte špičky, drúzy, žezla, gwindely, vyřezávané hrany a tenké okraje geod před nárazy.
- Chemikálie: vyhněte se agresivním čističům, kyselinám, zásadám a abrazivním sloučeninám; kyselina fluorovodíková je zvláště nebezpečná a rozpouští křemen.
- Uložení: uchovávejte leštěný křemen odděleně od tvrdších drahokamů, kovových hran a jiných křemenných hrotů, které by mohly poškrábat nebo odštípnout povrchy.
Často kladené otázky
Je křemen vždy čirý?
Ne. Čirý křemen je jen jedním projevem. Křemen může být fialový, záhnědový, žlutý, růžový, bílý, zelený, inkluzní, pruhovaný, neprůhledný, drúzový nebo mikrokrystalický, v závislosti na stopové chemii, inkluzích, stylu růstu a pozdějších změnách.
Jaký je rozdíl mezi makrokrystalickým a mikrokrystalickým křemenem?
Makrokrystalický křemen má krystaly dostatečně velké, aby byly viditelné jako jednotlivá zrna nebo hroty. Mikrokrystalický křemen je tvořen extrémně jemnými propleteními křemene a příbuzných křemičitanových fází, což vytváří chalcedon, achát, jaspis, křemenec a křemen.
Jak spolu souvisejí ametyst, záhněda a citrín?
Všechny jsou to odrůdy křemene formované barevnými centry a tepelnou historií. Ametyst je fialový díky železem souvisejícím barevným centrům a ozáření; záhněda je hnědá až černá díky hliníkem souvisejícím barevným centrům a ozáření; citrín je žlutý až oranžový a může být přírodní nebo vzniklý ošetřením.
Proč achát tvoří pruhy?
Pruhy achátu zaznamenávají měnící se chemii, zásobu křemičitanů, nečistoty a podmínky růstu během opakovaného ukládání chalcedonu a mikrokřemičitanů uvnitř dutin nebo trhlin.
Je růženín obvykle krystalický?
Nejčastější růženín je masivní a průsvitný, nikoli jednotlivé hranolové krystaly. Krystalický růženín je vzácný, ale jedná se o zvláštní výskyt, který by měl být popsán odděleně od běžného masivního materiálu.
Co je křemenný fantom?
Fantom je vnitřní duchovní obrys dřívějšího krystalového povrchu. Vzniká, když růst na chvíli ustane, povrch je pokryt nebo označen a pozdější růst křemene uzavře tuto dřívější fázi uvnitř krystalu.
Může křemen nahradit fosílie nebo dřevo?
Ano. Křemičité roztoky mohou nahradit organický materiál nebo vyplnit póry, čímž zachovávají strukturu dřeva, strukturu ulity, texturu kostí nebo jiné fosilní znaky jako chalcedon, achát nebo křemen.
Co by mělo být zveřejněno o ošetřeném křemenu?
Tepelné ošetření, ozáření, barvení, povrchové úpravy, vyplňování pryskyřicí, stabilizace a syntetický růst by měly být zveřejněny, pokud jsou známy. Jasné označení chrání rozdíl mezi geologickou barvou, povrchovou úpravou a lidsky asistovaným vylepšením.