Křemen, všudybyl nerostné říše

Křemen je chemicky oxid křemičitý SiO2. Krystaluje v klencové soustavě. Jeho tvrdost na Mohsově stupnici je 7. Hustota 2,6528 g/cm3. Křemen vyniká mastným nebo skelným leskem, je bez štěpnosti, má lasturnatý, nerovný lom a je dosti křehký.

kremen-co-je-to

Na foto: Výběr z odrůd křemene, zleva doprava ametyst, avanturín, citrín, železitý křemen, hvězdnatý křemen, záhněda, achát, růženín a křišťál

Výskyt křemene

Křemen patří mezi nejrozšířenější nerosty. Zemská kůra obsahuje plných 12 % tohoto nerostu, k tomu je v nejrůznějších solích (křemičitanech - hlavní horninotvorné nerosty) něco přes 47 % oxidu křemičitého. Křemen je také nedílnou složkou mnohých vyvřelých i přeměněných hornin.

Jen když si uvědomíme, kolik je písku a pískovcových skal.

kremen-pisek-poust-duny

Trefně popisuje křemen A. Z. Hnízdo v knize Barevné poklady země: Inu skutečný všudybyl nerostné říše.

Vznik 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. Pěkné krystaly, mnohdy gigantických rozměrů, bývají spojeny s pegmatity, v jejichž dutinách měl křemen příznivé podmínky ke krystalizaci.

geoda s krystaly

Jako nerost je křemen velmi odolný vůči větrání a rozkladu. Nacházíme křemen krystalovaný, zrnitý a kusový. Krystaly křemene jsou šesterečné hranoly zakončené dvěma klenci, které někdy bývají v rovnováze, jindy převažuje jeden nad druhým. Vnější úhel hran hranolových ploch je vždy 60 stupňů, ať je krystal seberůzněji vyvinut. Mnohem vzácnější jsou na křemenu jiné tvary.

Typy krystalů křemene

Na obr. 1 - bipyramida (šesterečný dvojjehlan), 2 - sloupcovitý krystal s charakteristickým rýhováním, 3, 4 - nestejnoměrně vyvinuté sloupcovité krystaly (autor prof. Jan Petránek)

V případě, že jsou oba klence v naprosté rovnováze, vzniká vlastně šesterečný dvojjehlan a souměrnost křemene přechází na šesterečnou. Takové krystaly nacházíme v některých porfyrech, kde křemen vykrystaloval za teploty vyšší než 573 °C a zachoval si i po poklesu teploty vnější omezení vyššího křemene.

Různé typy krystalů vyššího křemene

Na obr. Různé typy krystalů vyššího křemene podle Ježka (1932)

Nižší a vyšší křemen

Křemen může existovat ve dvou základních modifikacích:

  • Křemen nižší (alfa křemen)
  • Křemen vyšší (beta křemen)

Nižší (α) křemen má klencová soustavu, zatímco vyšší (β) křemen má šesterečnou soustavu. Nižší křemen se vyskytuje při teplotách do 573 °C a je obecně označován jako křemen.

Vyšší (β) křemen se vytváří při teplotách mezi 573 °C a 870 °C. Za běžných podmínek je však nestálý a při poklesu teploty se změní zpět na nižší α-křemen, ale zachovává si vnější omezení křemene vyššího (paramorfóza).

Všechny krystaly ve sbírkách a nabídkách obchodů nazývané jako "vyšší nebo beta křemeny" jsou tedy ve skutečnosti paramorfy nižšího (α) křemene po vyšším (β) křemenu.

Beta křemen, krystaly vyšších křemenů

Na foto: Volné hexagonální dipyramidy paramorfů alfa křemene po beta křemeni; Rozměry: cca 12 mm; Lokalita: Indonésie

Při vyšších teplotách vznikají další modifikace SiO2. Z vyššího (beta) křemene vzniká při teplotě nad 870°C tridymit a ten se při 1 470°C se mění v cristobalit.

Modifikace křemene v závislosti na teplotě a tlaku - graf

Na obr.: Pole stálosti různých forem SiO2 v závislosti na tlaku a teplotě. Coesit (jednoklonný) a čtverečný stišovit (stishovit) se vyskytují především v impaktitech a jejich vznik je možný jen za velice vysokých tlaků (autor prof. Jan Petránek)

Křemen hvězdový - 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. Vzorky hvězdovce z této lokality si našly místo ve všech velkých sbírkách nerostů v muzeích celého světa.

Hvězdový křemen - hvězdovec z Peřimova ČR o velikosti cca 7cm.

Na foto: Hvězdovec, Peřimov ČR - křemen hvězdový - 7 cm

Hvězdnatý křemen byl nalezen v 50. tých letech minulého století badatelem Emilem Porthem, který v Podkrkonoší pátral po rudních ložiskách. 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. Křemeny hvězdicovitě vyvinuté známe i z cizích nalezišť hlavně v Německu (Freiberg, Schneeberg aj.) Žádné z těchto nalezišť neposkytlo však tak dokonalé ukázky jako Strážník u Jilemnice.

Obecný křemen

Obecný křemen je nejběžnější druh křemene s šedým až šedobílým zbarvením.

křemen

Na foto: Obecný kusový křemen

Křemen mléčný

Mléčný křemen je bíle zakalený od mikroskopických uzavřených vzduchových bublinek. V přírodě se vyskytuje velice často.

Mléčný křemen

Na foto: tromlovaný mléčný křemen

Křišťál

Naprosto čirý a bezbarvý křemen se označuje jako křišťál a jedná se o chemicky nejčistší formu SiO2.

Broušený křišťál z Radenic, Vysočina, cca 2 cm

Na foto: Broušený křišťál z Radenic, Vysočina, cca 2 cm, vzorek ze Světa nerostů, MZM v Brně

Naše nabídka křišťálu.

Barevné odrůdy křemene

Některé křemeny jsou pěkně zbarvené, dají se dobře brousit i leštit, a užívá se jich proto jako polodrahokamů a ozdobných kamenů. Mezi barevné odrůdy křemene patří: ametyst, avanturín, citrín, křišťál, růženín a záhněda (morion).

Ametyst

Při mírném zvýšení teploty, vlivu slabé radiace z horninového masivu a stopovým obohacením o železo vzniká fialová odrůda křemene ametyst.

Ametyst fialová odrůda křemene

Na foto: Ametyst z Uruguaye; Podívejte se na naši nabídku ametystu

Avanturín

Zvláštností je avanturín (z italského "aventura" = náhodou). Jde o kusový křemen s hojnými šupinkami slíd nebo hematitu.

Zelený křemen - avanturín

Na foto: Surový avanturín z Brazílie o hmotnosti 0,6 kg; Naše nabídka avanturínu

Citrín

V případě výrazného zvýšení teploty (i uměle) působícího na ametyst vzniká žlutý citrín, který je ze všech variant křemene jeden z těch vzácnějších (v přírodních podmínkách).

Citrín žlutá odrůda křemene

Na foto: Vypálený ametyst - citrín; Naše nabídka citrínu

Růženín

Růžové zbarvení má varieta růženín. Toto zbarvení pravděpodobně způsobuje příměs TiO2 a vliv zvýšené radiace a teploty (u masivních forem) či příměs hliníku a fosforu v kombinaci s vysokou radioaktivitou u velice vzácné krystalické formy.

Růženín, růžová odrůda křemene

Na foto: Růženín z Brazílie; Naše nabídka surového růženínu

Záhněda - kouřový křemen

Poměrně hojnou variantou je pak záhněda, která vzniká slabým obohacením o hliník a sodík, případně lithium a zároveň po delším vystavení radioaktivního záření.

Krystaly kouřového křemene - záhnědy

Na foto: Krystaly záhnědy z Arkansasu; Naše nabídka záhnědy

Morion

Výrazně tmavý, respektive kompletně černý, křemen vznikající ze záhněd výrazným vlivem radioaktivity či většího obohacení o příměsi, to je varieta morion.

Železitý křemen

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. Vyskytují se v odstínech žluté, hnědé, červené, zelené a dalších.

Křemen železitý, Hrbek ČR

Na foto: Železitý křemen, velikost cca 14 cm; Lokalita: Hrbek (ČR), vzorek z NM Praha.

Další polodrahokamové odrůdy

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. Formou chalcedonu je i pazourek.

Achát - chalcedon

Na foto: Achát - chalcedon, cca 5 cm; lokalita: Byšta (SR)

Prodej achátů.

Prodej chalcedonu.

Ostatní odrůdy křemene

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. U všech druhů při otáčení vyleštěného kamene přebíhá třpytivá světlá linka.

Býčí oko, další skupina křemenů

Zajímavé jsou také křemeny s různými vrostlicemi. Patří sem např. sagenit – Venušiny vlasy, křišťál s turmalínem a další.

Využití křemene

Křemen je důležitou průmyslovou surovinou. Využití nachází ve sklářství, keramice, stavebnictví, elektrotechnice a mnoha dalších oblastech.

  • Křemenný písek je základní surovinou pro výrobu skla.
  • Má významnou roli také ve stavebnictví. Křemenný písek a štěrkopísky jsou jednou ze surovin používaných do malt, betonů a omítek.
  • V hutnictví se křemenný písek používá jako struskotvorná přísada, na přípravu licích forem a jader. Je nezbytný pro výrobu oceli a dalších kovů.
  • V elektrotechnice je křemen hojně využíván pro své piezoelektrické vlastnosti v oscilátorech, hodinách, solárních panelech a dalších zařízeních.
  • Krystaly křišťálu se využívají pro výrobu optických segmentů přístrojů, jako jsou například objektivy. Pro tyto účely se dnes monokrystaly křemene vyrábějí synteticky.

Barevné křemeny, acháty, chalcedony a jaspisy se uplatňují jako polodrahokamy a ozdobné kameny.

Související články: Není křišťál jako křišťál..

Odkazy – zdroj: