Geologie

Solche Sedimentbildungen bestehen aus nichtdetritischen SiO₂-Mineralen wie Opal, Chalcedon, Jaspis oder makrokristallinem Quarz. Fallweise kann die kieselige Mineralsubstanz anorganisch und/oder biogen ausgefällt sein. Die Mineralumbildung bei folgender Diagenese führt von instabilem biogenem Opal über fehlgeordneten Tief-Cristobalit/Tridymit zu stabilem Tief-Quarz. Auf diese Weise haben sich z.B. viele jetzt aus Quarz bestehende Hornsteine umgebildet.

Für die Auflösung und Abscheidung von SiO₂ aus wäßriger Lösung ist die Kenntnis seiner Löslichkeit in Abhängigkeit von der Temperatur und der Wasserstoffionenkonzentration in der Lösung von großer Bedeutung. Dabei haben die krisatllinen Formen des SiO₂, so Quarz, Tridymit oder Cristobalit, eine viel geringere Löslichkeit als die amorphen Formen wie Opal.
Mit zunehmender Temperatur zwischen 0 und 200 °C nimmt die Löslichkeit von SiO₂ stetig linear zu.
Bis zu einem pH [pH < 7: sauer; pH 7: neutral; pH > 7: basisch] von etwa 9 ist Kieselsäure als Si(OH)₄-Molekül relativ schwach löslich, wobei ihre Löslichkeit innerhalb diese pH-Bereichs etwa in gleicher Höhe bleibt. Bei höhrem pH steigt die Löslichkeit durch Ionisierung des Si(OH)₄ sehr stark an, etwa auf das 30- bis 50-fache.

Flußwasser enthält SiO₂ in echter Lösung, jedoch nur in außerordentlich geringen Gehalten. Ebenso ist der SiO₂-Gehalt des Meerwassers nur sehr klein. Deshalb tritt eine Ausfällung oder Ausflockung nicht ein.
Im SiO₂-Kreislauf der Ozeane ist die Kieselsäure biogener Herkunft. Organismen wie Radiolarien, Diatomeen oder Kieselschwämme nehmen SiO₂ auf und verwenden es für den Aufbau ihrer Skelettsubstanz, die aus Opal besteht. Ihre Gerüste sind so verbreitete Bestandteile der kieseligen Sedimente. Solche rezente Meeressedimente werden als Diatomeen- bzw. Radiolarienschlicke bezeichnet. Im Süßwasser setzt sich die poröse Diatomeenerde ab. Sie ist auch unter dem Namen Kieselgur bekannt. Je nach dem Verfestigungsgrad werden diese biogen-kieseligen Sedimentgesteine auch als Polierschiefer oder Tripel bezeichnet.
In den kieseligen Sedimentgesteinen älterer Formationen sind gewöhnlich nur die grobschaligen Radiolarien reliktisch erhalten geblieben, so im Radiolarit. Sie erscheinen unter dem Mikroskop in veränderter Form als Chalcedonsphärolithe. Radiolarite sind dichte, scharfkantig brechende Gesteine mit muscheligem Bruch. Die meisten Radiolarite sind durch ein Fe-Oxid-Pigment, das sich zwischen faserigem Chalcedon befindet, bräunlich gefärbt. Zu den Radiolariten gehören auch die Lydite (Kieselschiefer), die meistens durch ein kohliges Pigment schwarz gefärbt sind. In ihnen sind fast stets die Spuren der ehemaligen Gerüste enthaltener Radiolarien zerstört.
Unter weiteren Organismen haben z.B. auch Kieselschwämme Substanz für kieselige Sedimentabscheidungen geliefert. So gehen die knollenförmigen Konkretionen von Flint (Feuerstein) innerhalb der oberen Kreideformation offenbar auf diagenetisch mobilisierte Kieselsäure aus ehemaligen Kieselschwämmen zurück. Flint, der zu den Hornsteinen zählt, besteht wie diese vorwiegend aus nichtdetritischem SiO₂.