Akcesorické minerály

   

   Milan Novák

   Ústav geologických věd, PřF MU v Brně





                             Modifikace Al[2]SiO[5] a příbuzné minerály

                                                     

   

                                              1. Úvod

  Velmi významná skupina horninotvorných minerálů, které se vyskytují v různých typech Al-bohatých
                                   hornin. Zahrnuje tři minerály:

   

   Sillimanit  Al^6 Al^4 O SiO[4]            

   Andalusit  Al^6 Al^5 O SiO[4]            

   Kyanit            Al^6 Al^6 O SiO[4]            

   

   2. Fyzikální vlatnosti

   Sillimanit                rombický        Pbnm, 2/m2/m2/m.

   Andalusit                rombický        Pnnm,  2/m2/m2/m

   Kyanit                           triklinický       C1, 1

   

   Sillimanit        a 7.486, b 7.657, c 5.7729 AA, V 331.6 AA^3, Z 4

   Andalusit        a 7.795, b 7.896, c 5.558 AA, V 342.1 AA^3, Z 4

   Kyanit           a 7.112, b 7.844, c 5.574 AA, a 88.9, b 101.1, g 105.9, V 292.9 AA^3, Z 4

   

Vzhled, barva a optické vlastnosti:

   Sillimanit -- jehlicovité až vláknité, méně často i drobně až hrubě zrnité agregáty nebo
   sloupcovité krystaly, velikost až do několik dm

   šedá, bílá, žlutá, hnědá, bezbarvý

   Andalusit - sloupcovité krystaly, jehlicovité, drobně až hrubě zrnité agregáty, až do
   velikosti 1 m

           růžová, červená, červenohnědá, bílá šedá, zelená, modrá, někdy je pleochroický

   Kyanit - sloupcovité až tabulkovité krystaly, drobně až hrubě zrnité agregáty, velikost až
   několik dm

   modrá, šedá, bezbarvý, vysoký index lomu

   

   Variety:

   viridin --   zelený Mn-andalusit,

   chiastolit --      andalusit se sektoriální zonálností z kontaktních rohovců,

   fibrolit --  jehlicovitý sillimanit

   

   3. Krystalová struktura

   

   Obr. 1. Krystalová struktura sillimanitu, andalusitu a kyanitu I

   

   Obr. 2. Krystalová struktura sillimanitu, andalusitu a kyanitu II

   

   4. Chemické složení:

                                                             minoritní a stopové prvky

   Sillimanit  Al^6 Al^4 O SiO[4]             B^3+, Mg, Fe^3+, Al, H    

   Andalusit  Al^6 Al^5 O SiO[4]             Mn^3+, Fe^3+, Cr^3+, H     

   Kyanit            Al^6 Al^6 O SiO[4]             Cr^3+, V^3+, Fe^3+,  H      

   

   Všechny minerály jsou většinou blízké koncovému členu, některé stopové až minoritní prvky jsou
   uvedeny. Pouze Mn^3+ a v menší míře také Fe^3+ v andalusitu dosahují významných koncentrací a
   existuje Mn^3+-analog andalusitu - kanonait.

   

   Mísitelnost mezi Al[2]SiO[5] a příbuznými minerály

   

   Andalusit - kanonait -- Mn^3+ - téměř úplná mísitelnost.

   Sillimanit - mullit -- Al - existuje pole nemísitelnosti.

   Sillimanit - boralsilit -- B - mísitelnost existuje, ale její rozsah není znám.

   

   Minoritní prvky většinou vstupují do obou pozicí obsazovaných Al, většinou ale více do
   oktaedrické pozice (např. Mn^3+ v Mn-andalusitu), B vstupuje do pozice T.

   



          5. Petrologický význam jednotlivých modifikací Al[2]SiO[5] a příbuzných minerálů

   

   Typy výskytu:

   Sillimanit -- regionálně metamorfované horniny středního až vyššího stupně, migmatity

   Andalusit -- kontaktně metamorfované horniny, granity, pegmatity

   Kyanit -- regionálně metamorfované horniny středního až vyššího stupně, granulity

   

   Obr. 3. Trojný bod - Al[2]SiO[5].

   a)      Holdaway 1971

   b)      Robie a Hemingway 1984

   c)      Holland a Powell 1985

   d)      Pattison 1989

   

   Z obrázků je zřejmé, že pozice trojného bodu zůstává stále diskutabilní. V dnešní době je
   nejvíce uznáván trojný Holdaway (1971) popř. Pattison (1989). Především pozice univariantní
   křivky reakce andalusit=sillimanit je nejistá.

   

   Problém fibrolitu a obsahu minoritních prvků

   Jehlicovitý sillimanit-fibrolit je mnohem hojnější než prismatický sillimanit. Jeho pole
   stability velmi pravděpodobně zasahuje do pole andalusitu v trojných diagramech.

   Zvýšené obsahy některých minoritních prvků mění pole stability.

   Proto je nutné uvažovat tyto skutečnosti při petrologických závěrech.

   

   Obr. 4. Fázové vztahy v systému Al-Si-O-H za vysokých teplot

   + korund, mullit

   

   Obr. 5. Fázové vztahy v systému Al-Si-O-H za nízkých teplot

   + korund, diaspor, pyrofylit, kaolinit

   

   

   

   6. Další příbuzné minerály

                                             Kanonaite

   Mn^3+ Al O SiO[4

   ]rombický, Pnnm, 2/m2/m2/m, a 7.959, b 8.047, c 5.616 AA, V  359.6 AA^3, Z 4

Vzhled, barva, optické vlastnosti a výskyt:

sloupcovité krystaly, drobně až hrubě zrnité agregáty, velikost do několika mm, tmavě zelená, velmi
     výrazný pleochroismus v barvách zelená až červenohnědá, velmi vzácný minerál v Mn-bohatých
                                             horninách.



   Obr. 6. Pole stability Al-Mn andalusitu

   

   

                                               Mullit

   Al[4+2x]Si[2-2x]O[10-x

   ]rombický, Pbam, 2/m2/m2/m, a 7.5416, b 7.6942, c 2.8875 AA, V 167.5 AA^3, Z 2,

Vzhled, barva a výskyt:

   velmi jemné jehlicovité agregáty, bezbarvé až šedé, většinou mikroskopické v horninách
   vzniklých při kontaktní metamorfóze za velmi vysokých teplot.

   

   Obr. 7. Pole stability mullitu

   

   Topaz

   Al[2]SiO[4] (F,OH)

   rombický, Pbnm, 2/m2/m2/m: a 4.6499, b 8.7968, c 8.3909 AA, V 167.5 AA^3, Z 4

Vzhled, barva a výskyt:

   dokonale vyvinuté krystaly různého habitu, zrnité a stébelnaté agregáty, bezbarvý, modrá,
   žlutá, světle zelená, bílá, v pegmatitech, greisenech, granitech a na křemenných žilách.

   

   Boralsilit

   Al[16]B[6]Si[2]O[37

   ]rombický

Vzhled, barva a výskyt:

     vzácný, většinou jen mikroskopický, velmi podobný sillimanitu, v Al,B-bohatých horninách.