Křemen, všudybyl nerostné říše

Křemen je chemicky oxid křemičitý SiO2. Krystaluje v klencové soustavě. Jeho tvrdost na Mohsove 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°, 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 aventurín (z italského "aventura" = náhodou). Jde o kusový křemen s hojnými šupinkami slíd nebo hematitu.

Zelený křemen - avanturín

Na foto: Surový avanturín z Brazílie o hmotnost 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 tmavé, respektive kompletně černé, křemeny vznikající ze záhněd výrazným vlivem radioaktivity či většího obohacení o příměsi je varianta 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: