Mineralogický systém Prof. RNDr. Milan Novák, CSc. Olivíny a pyroxeny Osnova přednášky: • Strukturní a chemický základ pro klasifikaci silikátů • Olivíny • Pyroxeny • Shrnutí 1. Silikáty - klasifikace • Největší a nejdůležitější skupina minerálů v mineralogickém systému. Zahrnuje většinu horninotvorných minerálů. Podle uspořádání SiO[4] tetraedrů, které jsou hlavním stavebním prvkem těchto minerálů, je dělíme do několika skupin. Silikáty se skládají z: - tetraedrů SiO[4]^4- - kationtů kovů (např. Ca, Fe, Mg, Na, Al), které jsou ve středech různých polyedrů např. BO[3], AlO[6], MgO[6], NaO[8] tetraedry a jiné polyedry se spojují (mají společný kyslík) – tak se zmenšuje počet volných vazeb tak, aby byl minerál elektroneutrální Si^4+ je v tetraedru často nahrazen Al^3+ vedle kyslíku se objevují i jiné anionty OH^-, F^- 1. Silikáty - klasifikace Nesosilikáty tetraedry izolované - olivíny, granáty, Al[2]SiO[5] Sorosilikáty 2 spojené tetraedry - epidot Cyklosilikáty tetraedry spojené do cyklů - cordierit, turmalín, beryl 1. Silikáty - klasifikace 2. Olivíny Olivín – termín běžně užívaný v petrologii zahrnuje více minerálů. Obecný vzorec ^VIM2^VIM1^IVSiO[4] M2 a M1 = Mg, Fe^2+, Mn, Ni M2 = Ca Rombický Vybrané minerály: Forsterit Mg[2 ]SiO[4] Fayalit Fe[2] SiO[4] [ ]Tefroit Mn[2]SiO[4] Monticellit CaMgSiO[4] [ ]Kirchsteinit[ ]CaFeSiO[4] Dnes je známo asi 10 minerálů skupiny olivínu. Typické substituce: Mg-Fe Vlastnosti: Barva: světle žlutozelená, nažloutlá (forsterit), černá (fayalit), lesk skelný, neštěpný, T = 6-7, h = 3,2-4,3, ve výbruse nejsou pleochroické. 2. Olivíny Obecný vzorec 2M1MSiO[4] M2 a M1 = Mg, Fe^2+, Mn M2 = Ca 2. Olivíny Výskyty: Forsterit (olivín) Horniny bohaté Mg a chudé Si - hojný ve svrchním plášti - ultrabazické magmatické (Smrčí, Kozákov) a metamorfované horniny např. - dolomitické mramory (Studnice) Fayalit pegmatity (Strzegom) a alkalické granity Fe-bohaté metamorfované horniny Monticelit minerály z kontaktních mramorů vznikající za vysoké T a nízkého P Olivíny jsou celkově minerály vznikající za vysokých teplot a často i tlaků. Olivíny lehce podléhají hydrotermálním alteracím a vznikají minerály skupiny serpentinu (Mg), laihunit, různé fylosilkáty Fe. 3. Pyroxeny Obecný vzorec M2M1T[2]O[6] ^VIIIM2 = Ca, Na, ^VIM2 = Mg, Fe^2+, Li ^VIM1 = Mg, Fe^2+, Mn, Al, Fe^3+, Ti ^IVT = Si, Al Vybrané minerály: rombické enstatit Mg[2]Si[2]O[6] ferrosilit Fe^2+[2]Si[2]O[6] monoklinické diopsid CaMgSi[2]O[6] hedenbergit CaFeSi[2]O[6] augit (Ca,Na)(Mg,Fe^2+,Al,Ti)(Si,Al)[2]O[6] [ ]pigeonit (Mg,Fe^2+,Ca)Si[2]O[6] jadeit NaAlSi[2]O[6] egirín NaFe^3+Si[2]O[6] omfacit (Na,Ca)(Mg,Fe,Al)Si[2]O[6] [ ] spodumen LiAlSi[2]O[6] Dnes je známo asi 20 pyroxenů. 3. Pyroxeny Mísitelnost mezi jednotlivými pyroxeny je různá, neomezená v případě, že je velikost zastupovaných kationtů blízká, menší, je-li rozdíl větší. Závisí i na PT podmínkách. Typické substituce Mg-Fe, Al-Fe^3+, NaAl - CaMg MgSi – AlAl Obsah H[2]O je nominálně nulový, ve skutečnosti obsahují až několik set ppm H[2]O, hlavně z velkých hloubek. 3. Pyroxeny Vlastnosti: barva kolísá podle chemického složení Pyroxeny chudé Fe (enstatit, diopsid, jadeit, spodumen) bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, hnědý Pyroxeny bohaté Fe (hedenbergit, augit) tmavě zelený až černý t = 5-6, h = 3-3,5, štěpnost dobrá, 90° ve výbruse jsou pleochroické Pyroxeny jsou středně odolné alteracím a zvětrávání, často jsou zatlačovány amfibolem, slídami, chlority. Využití: chemické složení pyroxenů je indikátorem PT podmínek vzniku a také chemického složení mateřské horniny 3. Pyroxeny Výskyty: magmatické a metamorfované horniny pláště a kůry, většinou relativně chudé SiO[2]. Enstatit – ultrabazické horniny, často s olivínem a pyropem (Věžná, Ruda nad Moravou) Diopsid a hedenbergit – hlavně skarny (Pernštejn, Vlastějovice), pyroxenové ruly , v dioritech Augit – hlavně ve vulkanických horninách (Č. středohoří) Jadeit – typický minerál hornin vznikajících v metamorfovaných horninách za velmi vysokého tlaku ale relativně nízkých teplot Omfacit – typický minerál hornin vznikajících v metamorfovaných horninách za velmi vysokého tlaku ale vysokých teplot Spodumen – minerál z granitických pegmatitů, hlavní zdroj Li (Nová Ves, Otov) 3. Pyroxeny 3. Pyroxeny 4. Shrnutí • Tato přednáška zahrnuje poněkud pokročilejší přehled hlavních minerálů ze skupiny olivínu a pyroxenů. • Jsou uvedeny hlavní substituce, v olivínech pouze homovalentní, v pyroxenech také heterovalentní. • Barva kolísá podle obsahu Fe (Mn), minerály s výraznou převahou Mg nad Fe (Mn) jsou bezbarvé, světle žluté nebo světle zelené, minerály bez Mg a Fe mají různé ale většinou světlé barvy. Minerály s vysokým obsahem Fe jsou tmavé – černé, červenofialové nebo hnědé. • Všechny minerály mají nulový obsah H[2]O. • Všechny minerály vznikají za relativně vyšších teplot a tlaků v magmatických a metamorfovaných horninách.