Mineralogia

Skały krzemionkowe należą do skał osadowych pochodzenia chemicznego, biochemicznego i organogenicznego zawierające powyżej 50% krzemionki (SiO2), na którą składają się różne odmiany opalu, chalcedonu (włóknistej formy niskotemperaturowego kwarcu krypto/mikrokrystalicznego) i kwarcu. Zawierają często domieszki minerałów ilastych, kwarcu klastycznego i piroklastycznego (pochodzenia wulkanicznego), uwodnionych tlenków i Wodorotlenków żelaza, węglanów, fosforanów, pirytu i substancji organicznej. Mogą powstać w wyniki działania różnych procesów geologicznych obejmujących (Bolewski, Parachoniak, 1988; Migaszewski, Gałuszka, 2007; Manecki, Muszyński, 2008):
1. Gromadzenie (depozycję) krzemionkowych fragmentów organicznych.
2. Wytrącanie (precypitację) krzemionki z roztworu wodnego, w tym również z gorących roztworów hydrotermalnych w środowiskach morskich i lądowych.
3. Przemieszczanie i gromadzenie krzemionki w wyniku przeobrażeń diagenetycznych i epigenetycznych pierwotnych skał krzemionkowych lub innych skał osadowych zawierających krzemionkę. Do tych procesów należy też zaliczyć impregnację krzemionką (sylifikację) szczątków organicznych, zwłaszcza fragmentów drzew. W tym ostatnim przypadku źródłem krzemionki mogą być materiały wulkanogeniczne (głównie szkliwa) lub roztwory hydrotermalne.
4. Wietrzenie fizyczne i chemiczne glinokrzemianów w warunkach lądowych (hydroliza) lub morskich (halmyroliza). Przykładem są procesy illityzacji, kaolinityzacji i lateryzacji ortoklazu będące źródłem SiO2. Większość skał krzemionkowych powstaje na drodze sedymentacji w środowiskach morskich. W warunkach lądowych tworzą się jedynie limnokwarcyty i martwice krzemionkowe. Skały krzemionkowe nie mają ujednoliconej międzynarodowej terminologii i klasyfikacji. Pod względem składu mineralnego dzieli się je na dwie podstawowe grupy: (1) zbudowane z opalu i (2) zbudowane z kwarcu.

W polskiej literaturze geologicznej wyróżnia się na ogół 5 grup skał krzemionkowych (Ryka, Maliszewska, 1991; Manecki, Muszyński, 2008):
1. Skały krzemionkowe organogeniczne powstałe w wyniku nagromadzenia elementów szkieletowych okrzemek, gąbek krzemionkowych lub radiolarii (promienic). W grupie tej wyróżnia się następujące odmiany skał krzemionkowych:
• ziemia okrzemkowa (odmiana zwięzła – diatomit),
• spongiolity (złożone z krzemionkowych igieł gąbek),
• radiolaryty (złożone z krzemionkowych pancerzyków radiolarii).
2. Skały krzemionkowe chemiczne powstałe na ogół w wyniku bezpośredniego wytrącenia krzemionki z roztworu rzeczywistego lub z zolu (koloidu):
• martwice krzemionkowe (odmiany zwięzłe – gejzeryty) tworzą się w pobliżu wypływów gorących źródeł,
• limnokwarcyty (kwarcyty słodkowodne) powstają w wyniku wytrącania się krzemionki w jeziorach wulkanicznych,
• silkrety (martwice powierzchniowe lub podpowierzchniowe) są naskorupieniami krzemionkowymi tworzącymi się w strefie wietrzenia w warunkach pustynnych.
3. Skały krzemionkowe chemiczne często o nieznanej genezie, powstałe przeważnie w wyniku procesów diagenetycznych i diagenetyczno-epigenetycznych, zachodzących w osadach zbiornika wodnego oraz po ich wynurzeniu. W grupie tej wydziela się:
• krzemienie tworzące konkrecje z przewagą kwarcu krypto (skryto)- i mikrokrystalicznego, a w młodszych krzemieniach z opalu i chalcedonu, o ostrych granicach ze skałą otaczającą, • czerty tworzące skupienia kwarcu krypto- i mikrokrystalicznego lub opalu i chalcedonu o nieostrych granicach ze skałą otaczającą,
• rogowce – pod tym pojęciem rozumie się w Polsce wszystkie skały krzemionkowe krypto- i mikrokrystaliczne, zwięzłe, zbite, o różnym zabarwieniu, tworzące w przeciwieństwie do większości krzemieni i czertów warstwy wśród skał osadowych,
• lidyty występujące w postaci konkrecji lub warstw z przewagą
kwarcu krypto- i mikrokrystalicznego z domieszką rozproszonej substancji organicznej (węglistej i/lub bitumicznej) i minerałów ilastych, często poprzecinane białymi żyłkami kwarcu; mają one charakterystyczną barwę czarną lub ciemnoszarą,
• jaspisy tworzące warstwy zbudowane z kwarcu krypto- i mikrokrystalicznego z domieszką rozproszonych tlenków i/lub wodorotlenków żelaza; mają barwę czerwoną, brunatną, żółtą, zieloną lub niebieską; niektóre z odmian jaspisów zalicza się do skał metamorficznych (przeobrażonych) kontaktowych oraz zsylifikowanych (skrzemionkowanych) tufów,
• chalcedonity – terminem tym określa się w Polsce skały krzemionkowe, których głównym składnikiem jest chalcedon.
4. Skały krzemionkowe przejściowe obejmują:
• opoki zbudowane z opalowego rzadziej chalcedonowego szkieletu gąbkowego z domieszką kalcytu,
• gezy tworzące również szkielet gąbkowy, zawierający do 20% kwarcu klastycznego z domieszką minerałów ilastych, glaukonitu i fosforanów; odmianę zawierającą kalcyt określa się terminem opoka wapienna,
• iły, iłowce, muły, mułowce i łupki krzemionkowe zawierające poniżej 50% różnych odmian krzemionki (przeważnie kwarcu krypto- i mikrokrystalicznego).
5. Skały krzemionkowe wietrzeniowe obejmują opoki lekkie (odwapnione), powstałe w wyniku rozpuszczenia i usunięcia kalcytu (CaCO3) z opok.

Na uwagę zasługują, nie ujęte w tej klasyfikacji, skrzemieniałe (zsylifikowane) fragmenty drzew występujące na obszarze kraju w osadach paleogenu, neogenu i czwartorzędu, głównie w strefie ciągnącej się od południowo-zachodniej części Gór Świętokrzyskich przez Roztocze do granicy z Ukrainą. Ujawniają one charakterystyczną strukturę różnych części drzew. Tylko nieliczne fragmenty oznaczają się znaczną twardością, porównywalną z krzemieniami.W wykopaliskach archeologicznych nie znaleziono dotąd narzędzi z drewna skrzemieniałego.