Coesiet, een verrassing uit grote diepte

Van de verbinding Si02, siliciumdioxide, zijn meer dan tien polymorfe modificaties bekend: atomen van silicium en van zuurstof kunnen zich in dezelfde verhouding ordelijk rangschikken in meer dan tien verschillende kristalstructuren. Deze diverse kristalstructuren van Si02 kunnen echter niet overal of tegelijkertijd voorkomen, want zij zijn stabiel bij verschillende omstandigheden van druk en temperatuur. Afb. 1 is een fasendiagram van Si02: de verschillende gebieden in het druk-temperatuur diagram zijn de stabiliteitsvelden van de meest voorkomende Si02-fasen, waarvan kwarts uiteraard het meest bekende mineraal is. Bij lage druk is laag-kwarts stabiel tot 573°C, en hoog-kwarts tot 870°C. De hoge-temperatuur polymorfen van Si02, tridymiet en cristobaliet, zijn slechts stabiel bij relatief lage druk. In de natuur worden zij dus aangetroffen in gesteenten die bij zeer hoge temperatuur maar ook bij lage druk gevormd worden, zoals vulkanische gesteenten die aan het aardoppervlak uit magma kristalliseren. Fraaie kristallen van tridymiet en cristobaliet vindt men in micro-mounts van gesteenten uit bv. de Eifel. Het stabiliteitsveld van kwarts omvat praktisch alle omstandigheden van druk en temperatuur in de aardkorst en in de bovenmantel (0 tot 20 a 40 kilobar, 0 tot 2000°C): daarom is kwarts ook een van de meest voorkomende mineralen, en wel in de meest uiteenlopende gesteenten.