Křemen   ::  SiO₂

Složení křemene odpovídá jeho teoretickému vzorci, příměsi bývají přítomny jen ve stopovém množství. Křemen je klencový (trigonální - trapezoedrický). Odrůdy jsou popsány dále v textu. Je stálou α - modifikací oxidu křemičitého až do teploty 573 °C. Označujeme jej také jako "nižší", protože zahřátím na teplotu nad 573 °C (do 870 °C) se "nižší" křemen změní v křemen "vyšší" (β), který je šesterečný (hexagonální – trapezoedrický). "Nižší" křemen normálně označujeme prostě jako křemen. Nejčastější krystalové plochy na krystalech křemene náležejí prvořadému hranolu (1010) a základním klencům (1011) a (0111). Plochy prvořadého hranolu mají často na povrchu horizontální rovnoběžné rýhování. Klencové plochy bývají lesklejší u kladného klence a matnější u záporného klence.

Dvojčatné srůsty křemene jsou podle tří zákonů:

• 1. Dauphinéského (švýcarského), při kterém srůstá pravý křemen s pravým a levý křemen s levým
• 2. Brazilského, kdy srůstá vždy pravý křemen s levým a levý křemen s pravým
• 3. Japonského, kde svislé osy obou jedinců křemene jsou ukloněny v úhlu 84°33'

Kromě krystalů bývá křemen kusový, agregáty zrnité, vláknité až celistvé. Křemen tvoří často pseudomorfózy po pyritu, hematitu, kalcitu, barytu aj. Sám je často pseudomorfován, tj. nahrazován tvarově stejnými nebo jinými nerosty. Barva a průhlednost křemene silně kolísá. Některé odrůdy jsou průhledné, jiné průsvitné, až i zcela neprůhledné. Lesk je na dokonalých plochách skelný, na lomných plochách téměř ledový a u chalcedonu až voskový. Neštěpný (kruchý), lom lasturnatý, někdy tříšťnatý i nepravidelný. Pyroelektrický a piezoelektrický, neboť horizontální krystalové osy jsou polární. Nepatrně tepelně roztažný, elektricky nevodivý, výborně propustný pro UV paprsky.

Na dotek rukou se křemen zdá být studenější než sklo (sklo je horší vodič tepla než křemen). Bod tání = 1 713 °C. Rozpustný v HF. Pro značnou tvrdost a odolnost vůči všem činidlům dostává se ve značném množství do náplavů (štěrky, písky).

• tvrdost: 7
• hustota: 2,65 g . cm^-3

Animace krystalových soustav

Odrůdy (variety) křemene

Křemen má nejčastěji šedou a bílou barvu, tzv. obecný křemen

• křišťál - čirý, bezbarvý, průhledný (viz tzv. "marmarošské diamanty")
• záhněda a morion - hnědé až skoro černé
• ametyst - fialový
• citrín - žlutý, falšuje se neodlišitelně vypálenými a X-paprsky ozářenými brazilskými ametysty
• mléčný křemen - bílý, zakalený od uzavřených vzduchových bublinek
• železitý křemen - masově červený nebo jen žlutohnědý od sloučenin Fe
• cinopl - celistvý, neprůhledný, červený železitý (od Banské Štiavnice)
• krušek - černošedý rudonosný křemen (z příbramských dolů)
• aventurin - zelený, červený, hnědý, někdy i modravý křemen s drobnými, šupinkatými vrostlicemi, jež se lesknou v základní hmotě vyleštěného vzorku
• křemen hvězdový (hvězdovec) - tvoří skupiny sloupcovitých krystalů o průměru radiálních agregátů až několik centimetrů
• křemen čepičkový (kápový) - rozložitelné krystaly obecného křemene, většinou na dvě na sebe přiléhající části
• křemen žezlový - vzniká tím, že na štíhlejší krystal na horním konci přisedá kratší a silnější krystal křemene
• křemen vláknitý - několikerého vzniku. Buď pseudomorfózy po jiných vláknitých minerálech (kalcit, sádrovec), nebo vznikly prokřemeněním vláknitých amfibolů, přičemž vláknitý amfibol v některých případech zůstává v okolním křemenu nepřeměněný, v jiných případech dochází k jeho úplnému rozkladu na jiné nerosty.
• Do poslední skupiny patří tzv. tygří oko, sokolí oko a kočičí oko. Při otáčení vyleštěného kamene přebíhá třpytivá světlá linka podobná zářící zřítelnici. Tygří oko je medově žluté, kočičí oko žlutohnědé až olivově zelené, sokolí oko je černomodré.

Chalcedon a jeho odrůdy:

Chalcedon je druh jemně vláknitého křemene. Obsahuje opál v množství 10 – 30 %, čímž je podmíněna schopnost chalcedonu přijímat do sebe různé roztoky (umělé přibarvování). Nevytváří krystaly, jen pseudomorfózy (po kalcitu, fluoritu, barytu aj.). Zevní tvar je ledvinitý, kulovitý, krápníčkovitý. Typický metakoloid, který vznikl překrystalizováním koloidního opálu. Zbarvení je šedé, šedomodré, šedohnědé.

Výrazně zbarvené odrůdy chalcedonu jako ozdobné kameny dostaly zvláštní názvy:

• karneol - jednobarevný, červený, zbarvený od sloučenin Fe
• chryzopras - průsvitný chalcedon zbarvený sloučeninami Ni
• enhydros - kulovité hlízy chalcedonu s vodou v dutinách
• jaspis - celistvý, neprůhledný, barvy červené, zelené, okr
• heliotrop - zelený jaspis s červenými skvrnami
• achát - často pestře zbarvený a proužkovaný, složený z vrstviček mikroskopicky jemného křemene, chalcedonu a opálu. Proužky v achátu kopírují průběh dutiny, v níž se původně srážela kyselina křemičitá. Uvnitř dutin, zvaných geod, bývá často křišťál nebo ametyst. Proužkování achátů vzniklo rytmickým srážením roztoků anorganických sloučenin v koloidním prostředí. Podle vzhledu kreseb v achátech a podle barvy se rozlišují acháty: okatý, kruhový, zříceninový, troskový, hvězdový, páskový, hradební, obláčkový, aj.
• onyx - černý achát nebo achát proužkovaný černě a bíle
• sardonyx - achát s proužky černohnědými a bílými
• mechový achát - obsahuje tmavě zelené dendrity chloritů

Výskyt

křemen je jedním ze základních minerálů četných magmatických a metamorfovaných hornin a některých sedimentů, často obsažen v desítkách procent (kvarcity téměř 100 %). Křemen patří mezi nejběžnější produkty hydrotermálních pochodů - tvoří křemenné žíly a často je převažující složkou hlušiny na hydrotermálních rudních ložiskách. Významné akumulace křemenné hmoty vznikají organogenními pochody či zkameněním (petrifikací) organizmů - z jehlic živočišných hub (porifera) a z kostřiček mřížovců (radiolaria) vznikají křemenné sedimenty, např. spongility, radiolarity, ale i z mělkých jezer známé křemeliny (diatomity) v Českém středohoří, na Slovensku u Banské Štiavnice. Křemen je jednou z hlavních složek pegmatitů. Při vývoji dutin poskytuje vynikající krystaly křišťálu (Madagaskar, tunel St. Gotthard, Brazílie), ametystu, záhnědy (Dolní Bory, Dražice u Tábora, v Japonsku) a růženínu (Bavorsko, Ural, Kazachstán, Brazílie, Madagaskar).

Mezi naše naleziště křišťálu patří Velká Kraš, Žulová (např. lokalita Andělské domky), Stará Červená Voda v Hrubém Jeseníku, mléčný křemen, morion a ametysty z žil v Bochovicích a Hostákově u Třebíče. Nepřekonatelné byly a dodnes ojedinělé jsou nálezy křišťálů, záhněd a ametystů na žilách ve Švýcarských Alpách (Zinggenstocku Bernu a Tiefegletscher v průsmyku Furka, resp. Eiskögel u Salzburgu). Nejkrásnější křišťály pocházejí ze žil v pískovcích v Arkansasu a z italských carrarských mramorů.

Pazourek je znám z křídových pískovců na Rujáně, od břehů La Manche a z Dánska.

Jaspisy a acháty jsou u nás známy z podkrkonošských melafyrů (Kozákov u Semil, okolí Turnova, Lomnice nad Popelkou). Tzv. obecný křemen je přítomen všude ve štěrkopíscích říčních sedimentů. Vynikající nálezy "zkamenělého " dřeva jsou známy z celého světa, zvláště známé lokality jsou Petrifield Forest National Park v Arizoně. Světoznámé jsou drahokamové vzorky achátů z vrchu Kozákova u Turnova v Podkrkonoší a rovněž z Brazílie, JAR aj.

Význam

Krystalizovaných křemenů se využívá v radiotechnice, optice, v křemenných hodinách. Barevné křemeny, jaspisy, acháty a chalcedony se uplatňují jako polodrahokamy a ozdobné kameny. Křemen, křemenný písek či štěrk se využívá ve stavebnictví, ve sklářství a keramice, v hutnictví, slévárenství, k výrobě karborunda, "vodního skla", silikonů, atd.