Křemen a jeho výskyt v přírodě

Křemen je přírodní oxid křemičitý SiO2, jedná se o jednu z nejhojnějších složek zemské kůry. Struktura křemene je tvořena sítí tetraedrů SiO4, které jsou spojeny svými vrcholy a každý křemík tak sdílí se sousedy kyslíky. Křemeny v přírodě tvoří krystaly a ty jsou velmi rozšířené po celém světě. Křemeny tvoří přibližně 60% zemského povrchu a pokud se vám to zdá poněkud hodně, uvedu typický příklad křemene, zrnko písku.

Chemické a fyzikální vlastnosti křemene

Chemický vzorec křemene je všem známý vzoreček SiO2 neboli oxid křemičitý. Tento oxid je i součástí dalších minerálů, které obecně nazýváme křemenné skupiny. Tyto křemenné skupiny tvoří velmi vzácné minerály, které jsou vzácné svojí strukturou, i když mají podobné chemické složení. Křemen je chemicky oxid křemičitý SiO2. Krystalizuje v klencové soustavě. Jeho tvrdost na Mohsově stupnici je 7. Hustota 2,6528 g/cm3. Lom křemene je lasturnatý, někdy až tříštivý.

Kromě vysoké mechanické odolnosti je křemen také velice odolný proti působení chemikálií, dobře se rozpouští pouze v kyselině fluorovodíkové (HF). Krystaly mají piezoelektrické vlastnosti.

Vznik a výskyt křemene

Křemen vzniká v přírodě nejrozmanitějšími způsoby. Krystaluje v rozmezí od nejvyšších teplot sopečného magmatu až k obyčejným teplotám dnešního povrchu, z horkých roztoků i z roztoků poměrně chladných. Jeho krystaly vyplňují dutiny vyvřelých hornin, je součástí mnohých rudných žil a současně vytváří samostatné křemenné žíly.

Křemen může vznikat do 870 oC při různých tlacích, vyskytuje se ve většině světlých magmatických hornin. Při teplotách nad 573 oC krystalizuje z magmatu hexagonální β-křemen (vyšší křemen). Za nižších teplot vzniká trigonální α-křemen (nižší křemen), který může vznikat i dlouhodobou vnitřní rekrystalizací vyššího křemene. Nižší křemen je mnohem běžnější, prakticky všechny pěkné dutinové krystaly náleží nižšímu křemeni.

Čtěte také: Přírodní zdroje vodíku

Druhým typickým způsobem vzniku křemene je krystalizace či vysrážení z vodních (hydrotermálních) roztoků. Za běžných povrchových podmínek je samozřejmě rozpustnost křemene ve vodě velmi malá, hlouběji v zemské kůře však díky vyššímu tlaku, teplotě i přítomnosti dalších látek výrazně roste. Z podobných roztoků vznikají jak klasické křemenné žíly, tak rudní žíly s křemenem a karbonáty, fluorit-barytové žíly s křemenem a řada dalších typů. Za nižších teplot a tlaků pak vznikají také alpské žíly, které jsou speciálním typem hydrotermálního procesu. Většina druhů žil je vázána na zlomy a další tektonické poruchy, kde mohou roztoky snadno proudit. Na hydrotermálních a zejména alpských žilách často vznikají nádherné ukázky krystalovaných křemenů.

Křemen vytváří dlouze sloupcovité šestiboké krystaly, odborně se jedná o hexagonální prizma (šestiboký hranol) ukončené romboedry (pravé a levé klence). Plochy prizmatu bývají téměř vždy příčně rýhované. Podle orientace klenců se krystal křemene označuje jako levý anebo pravý. Mezi další typické tvary patří kostrovitý vývoj krystalů, hypoparalelní srůsty a zejména sběratelsky vyhledávané žezlové (holubníkové) křemeny, kdy na původní tenký krystal narůstá mladší a větší. Další specialitou jsou tzv. fantomy, kdy na starším menším krystalu naroste větší.

Barevné variety křemene

Barva křemene je velmi proměnlivá, nejčastěji našedlá či bílá. Existuje však i řada variet, které jsou zbarvené díky defektům ve struktuře či mikroskopickým příměsím dalších minerálů. Běžná je čirá (křišťál). Fialová (ametyst). Hnědá (záhněda). Žlutá (citrín). Růžová (růženín). Zelená (prasem a avanturín). Neprůhledná jasně červená a žlutá (železité křemeny).

Křišťál

Nejrozšířenější křemen je křišťál, který má čirou barvu, a největší naleziště na světě jsou na Madagaskaru, v Brazílii, USA, ve Švýcarsku, Rusku i v České republice. Čiré křemeny se označují jako křišťál, často se vyskytují jako prizmatické krystaly na hydrotermálních žilách. Může jít o výše teplotní čistě křemenné žíly, nízkoteplotní alpské žíly anebo rudní žíly s křemenem. Nádherné křišťály pochází především z Velké Kraše, Červené Vody, Vernířovic a Korálových jam v Jeseníkách. Menší krystaly křišťálu pochází také z řady hydrotermálních žil, například z Příbrami, Ratibořských Hor, Krupky a dalších.

Ametyst

Fialový Ametyst se nejvíce těží v Brazílii, odkud je známý Ametyst ve formě geod, což jsou vejčité útvary s krystaly směřujícími dovnitř, opravdu kvalitní Ametysty jsou z Uruguaje. Ametysty mají fialovou barvu, která vzniká díky přirozené radiaci z okolních hornin a přítomnosti Fe ve struktuře. Zahřátím se barva mění na žlutooranžovou, což je mezi obchodníky oblíbený způsob výroby citrínů a ametrínů. Většina ametystů na denním světle časem bledne.

Čtěte také: Vše o olivínu: výskyt, vlastnosti, využití

Záhněda

Hnědé a kouřové křemeny se označují jako záhněda. Barva záhněd souvisí s nepatrnou příměsí hliníku ve struktuře a vzniká zřejmě až dlouho po vykrystalování křemene vlivem přirozené radiace. U přírodních záhněd jejich barva mizí při teplotách nad 200 oC. Extrémně tmavé záhnědy, obvykle prakticky neprůhledné a černé, se označují jako morion. Přírodní moriony jsou poměrně vzácné, lze na ně narazit v pegmatitech, mnohem běžnější jsou například v Hostákově na křemenných žilách nebo na Cínovci.

Růženín

Růžové křemeny se česky označují jako růženín, ovšem v němčině i angličtině existují dvě variety růžového křemene. První je běžný růženín, který se nejčastěji vyskytuje v jádrech pegmatitů. O původu zbarvení se doposud vedou spory a zřejmě neexistuje pouze jedna univerzální příčina.

Citrin

Žluté křemeny se označují jako citríny, u některých mohou krystaly vypadat hnědé anebo hnědozelené a výrazně žluté jsou až při prosvícení. Přírodní citríny jsou poměrně vzácné, jejich zbarvení má zřejmě víc příčin. Skoro všechny citríny na trhu jsou přepálené ametysty.

Další variety křemene

Zmínku si zaslouží i křemen železitý, který je znám z některých ložisek železných rud u Hořovic, Rokycan a Řevnic. Železité křemeny jsou skupinou křemenů, jejichž zbarvení je způsobené oxidy železa. Mikrokrystalickou odrůdou křemene je všem dobře známý achát a chalcedon. Chalcedon je nejčastěji šedomodrý, šedý, šedohnědý. Červeně zbarvený chalcedon je nazýván karneol, světle zeleně zbarvený chrysopras, tmavě zelený plasma, zelený okrový a červený jaspis, zelený s červenými skvrnami heliotrop. Kulovité agregáty tvořené vrstvičkami chalcedonu se nazývají acháty. Další skupinu křemenů tvoří tzv. tygří, sokolí, kočičí a býčí oko. Tygří oko je zlatavě medově žluté až hnědé, sokolí oko šedavěmodré až černo modré, kočičí šedozelené a býčí oko je červené.

Hvězdnatý křemen (hvězdovec)

Za velkou českou vzácnost je považován křemen hvězdnatý, někdy nazýván hvězdovec. Jedná se o tvarově velmi zajímavou ukázku krystalovaného křemene. Jediné a světově známé naleziště se nachází u nás v České republice, a to západně od Jilemnice v Podkrkonoší, nedaleko vrcholu Strážník nad Peřimovem. Hvězdovec je složen z paprsčitě uspořádaných klínovitých krystalů křemene barvy bílé, slabě žlutavé nebo šedohnědé, které ční do dutin krystalovými špičkami. Některé z hvězdic jsou značně velké a dosahují až 16 cm v průměru, zpravidla jsou však menší, a vždy velmi úhledně seskupeny. Zvláště krásné jsou ukázky hvězdovce, povlečené vrstvičkou oranžového hnědele.

Čtěte také: Více o aminokyselinách

Využití křemene

Křemen je důležitou průmyslovou surovinou. Má významnou roli také ve stavebnictví. V hutnictví se křemenný písek používá jako struskotvorná přísada, na přípravu licích forem a jader. Krystaly křišťálu se využívají pro výrobu optických segmentů přístrojů, jako jsou například objektivy. Drahokamové křišťály, záhnědy, citríny a ametysty se hojně využívají ve šperkařství.

Křemen je běžnou součástí stavebních hmot, v písku a štěrku. Čisté křemenné písky se používají zejména ve sklářství, keramickém průmyslu a hutnictví. Křemen také slouží jako plnivo a abrazivo. Vysoce čistý křemen je zdrojem Si pro výrobu polovodičů.

Křemičité písky našly svoje uplatnění v mnoha odvětvích průmyslu, bez kterých bychom se v dnešní době neobešli. Největší použití písku je samozřejmě ve stavebnictví jako součást stavebních materiálů, dále ve sklářském průmyslu, kde se tzv. sklářské písky taví na výrobu skla, a dále ve slévačském průmyslu, kde se písek používá jako nezbytná složka při výrobě forem na slévání rozžhavených hmot.

V zahradní architektuře se křemen vyskytuje ve většině druhů světlých hornin - v pegmatitech, granitech, ryolitech, rulách či jako výplň žilných těles a různých dutin při hydrotermální mineralizaci. Vyznačuje se se vysokou tvrdostí a odolností vůči erozi.

Rula a žula jsou nejběžnější dekorativní horniny, ve kterých křemen významně dominuje. Metamorfovanou rulu tvoří živce, slídy a křemen. Magmatická hornina z hlubin naší planety ve formě oblázků, drtě a lámaných kamenů, přináší do zahrad diverzitu a přírodní krásu.

Prané říční oblázky jsou dalším dokladem významu křemene v zahradním designu. Díky své čistotě a estetické hodnotě je tento materiál vyhledáván pro vytváření působivých a funkčních zahradních prvků. Jeho hlavní složkou je křemen.

Křemičitý písek tvoří silně zaoblená zrnka bílého křemene, která se nahromadila na dávných mořských plážích. Používá se především pro jeho schopnost odvodnění a zlepšení vlastností těžkých jílovitých půd. Je vhodný i jako stabilní podklad pod dlaždice, kamenné cesty a další projekty. Jeho filtrující vlastnosti jsou také ceněny v oblasti pískových filtrů pro čištění vody v zahradních jezírkách a bazénech, kde přispívá k udržení čisté a zdravé vody.

Jeho odolnost proti povětrnostním vlivům a minimální potřeba údržby znamenají, že zahradní prvky z něj vyrobené vydrží mnohem déle než mnohé jiné materiály. Tím se snižuje potřeba časté výměny nebo oprav.

Přehled odrůd křemene

Následující tabulka shrnuje některé z hlavních odrůd křemene a jejich charakteristické vlastnosti:

tags: #ve #forme #kremene #se #v #prirode

Oblíbené příspěvky:

• Full HD záběry české krajiny
• Přístupy k výuce o přírodě a kultuře
• Proč zanikla mezopotámská civilizace? Ekologie
• Vybavení pro dobrodružství
• Článek o ochraně topolu černého, olše lepkavé a jasanu ztepilého