Waarom komt kwarts zoveel voor in losse gesteenten?

[Roelland]

Hallo,

Waarom komt kwarts zoveel voor in losse gesteenten?

a) omdat het een van de weinige elementen is met enkel covalente bindingen

b) omdat het een van de weinige is met een vormingstemperatuur die dicht aanleunt bij de temperatuur van het aardoppervlak

c) omdat het twee splijt richtingen heeft

Ik denk dat het juist antwoord a is, mijn motivatie:

a) Kwarts bestaat inderdaad uit covalente bindingen en deze zijn veel sterker als ion bindingen.

c) Kwarts is een tecto silicaat en deze hebben helemaal geen splijt richtingen

Maar ik heb geen idee over b eerlijk gezegd ... dus kan ik ook niet met 100% zekerheid zeggen dat het juist antwoord a is. Heeft iemand een verklaring?

[Kalkoen]

Uw vraag geeft inderdaad aan dat er meerdere opeenvolgende redenen zijn waarom kwarts zo veel voorkomt. Men moet zich inderdaad eerst afvragen waarom er zo veel silicium en zuurstof aan het aardoppervlak voorkomt. En dan waarom dat net als kwarts voorkomt.

De reden waarom er veel silicium aan het aardoppervlak komt, heeft te maken met het soortelijk gewicht van silicium. Wanneer we de aardbol bekijken in zijn geheel, zullen de zwaarste materialen zich eerder naar de kern gaan begeven waar het massamiddelpunt zich bevindt. Zo bestaat de kern voornamelijk uit ijzer en nikkel... zware elementen. Daar zal je weinig kwarts vinden. Ijzer komt ook aan de oppervlakte voor, maar relatief veel minder. Wanneer men een denkbeeldige boring tot in de kern zou doen, en dit analyseert op z'n chemische inhoud, zal men steeds vaststellen dat hoe dieper je gaat, hoe meer er in verhouding zware elementen aanwezig zullen zijn. Silicium begeeft zich typisch meer aan het oppervlak. Dit proces is begonnen toen de aarde nog maar bestond uit enkele stofdeeltjes die zich in één of andere galactische nevel zijn beginnen samenklitten tot de zaken die we nu in het zonnestelsel vinden. In de loop van de tijd zijn de zwaardere elementen dan naar de kern gegaan, de lichtere naar de oppervlakte. In dit proces noemt men wel eens 'fractionatie'.

Dat er dan weer een relatief grotere hoeveelheid silicium en zuurstof aanwezig is dan vergelijkbare lichtere elementen, heeft dan weer te maken met het voorkomen van deze elementen in het zonnenstelsel. En waarom deze lichtere elementen relatief meer in het zonnestelsel voorkomen dan andere lichtere elementen, heeft dan weer te maken met de ontstaansgeschiedenis van deze elementen na de big bang, verdelingen in het zonnestelsel, kernfysica en dergelijke meer... een lang verhaal dus voor een op het eerste zicht simpele vraag.

Deel 2 bestaat dan inderdaad uit het feit dat kwarts zeer stabiel is en weinig oplosbaar vanwege z'n binding. Er zijn talrijke mineralen, en als je op een database als mindat of webmineral eens door de lijsten loopt van de mineralen, zal het opvallen dat er enorm veel 'silicaten' zijn (mineralen die siliciumoxide bevatten). Dit is aan de korst in overmaat aanwezig. Wanneer een magma stolt, zullen allerlei elementen als natrium, calcium, kalium, ijzer, magnesium,.. gebonden worden in mineralen als veldspaten of pyroxenen... maar wanneer er dan nog siliciumoxide overschiet, zal zich ook kwarts vormen. Verder is het ook zo wanneer die andere siliciumoxidehoudende mineralen in oplossing komen (door verwering edm), die siliciumoxide zich ook durft gaan afzetten in bv. kwartsaders. Met andere woorden, kwarts komt gewoon veel voor, en da's mede terug te leiden op deel 1.

Dat kwarts veel voorkomt in losse gesteenten, is een uitloper van het feit dat kwarts veel voorkomt in vaste gesteenten. Losse gesteenten zijn in feite niets anders dan het resultaat van verwering en erosie van andere stenen. De stenen worden door de natuurelementen werkelijk tot gruis geplet, vaak tot het niveau van de afzonderlijke mineralen. Vermits kwarts verder ook een betrekkelijk hard mineraal is (7 op de schaal van mohs, gaande van 1 (talk) tot 10 is diamant), kan het nogal eens zijn dat de andere mineralen verder worden geplet of verweren tot kleien en dergelijke, daar waar de kwarts zelf zich gemakkelijker als een zandkorreltje kan handhaven.

[Roelland]

Zo had ik het nog niet bekenen (ik heb dit wel redelijk uitvoerig gezien in de les, maar ik had deze link nog niet gelegd).

Dus eigenlijk is a en b juist, maar a vloeit uit b voort?

[Kalkoen]

Uw optie b betreft temperatuur - daar heeft het minder mee te maken. Het is vooral soortelijk gewicht en preferentieel binden en samenklitten. Zware metalen zakken naar de bodem (of de kern), lichte elementen komen naar de oppervlakte (en de lichtste elementen komen voor in de atmosfeer als gas).

En dan is kwarts volgens uw deel (a) een van de meer stabiele elementen die zich kunnen vormen.

[Roelland]

Oké bedankt!