Accessory minerals Prof. RNDr. Milan Novák, CSc. Beryl and Be-minerals Thesis: • Introduction • Beryl group • Beryl • Minerals ofy Be • Alteration of Be-minerals 1. Introduction • Berylium (Be) is a specific element due to its amphoteric behavior. • Cation radius – ^ IVBe = 0,27 Å ^ VIBe = 0,45 Å and low valency control incorporation of Be into tetrahedral sites usually occupied by Si, Al or P and Be mostly enter further tetrahedral site T(2) commonly with Al, popř. Li or B. 1. Introduction • Low ability of Be to enter the same structural positions as other elements • Caused high number of Be-bearing minerals 110. Beryllium may be present as classical cation e.g., in bertrandite Be[4][Si[2]O[7]] (OH)[2], but it also enters anionic part of alumosilicates of alkalis (Na) e.g., in epididymite Na[2][Be[2]Si[6]O[15]] . H[2]O. The most common mineral of Be is beryl. 2. Beryl group • Common formula: CT(2)[3]O[2]T(1)[6]O[18 ] • site C (channel) = vacancy, Na, Cs, H[2]O (He, Ar) I H[2]O II H[2]O • site T(2) (tetrahedral 2) = Be, Li, Al (vacancy) • Site O (oktahedral) = Al, Fe^3+, Sc, Mg, Fe^2+, Cr, V, Mn • Site T(1) (tetrahedral 1) = Si, Al • Hexagonal 2. Beryl group 2. Beryl group 2. Beryl group • Table 1. Review of beryl group minerals • Mineral idealized formula typ locality described Beryl Be[3]Al[2]Si[6]O[18] neznámá old Bazzite Be[3]Sc[2]Si[6]O[18] Baveno, Alpy 1915 Stoppaniite Be[3]Fe^3+[2]Si[6]O[18] Capranica, Řím 1998 Pezzottaite CsBe[2]LiAl[2]Si[6]O[18] Madagascar 2003 Indialite Al[3]Mg[2]Si[5]AlO[18] Bihar, Indie 1954 Because indialite does not contain Be, it is not discussed futhermore. 2. Beryl group All these beryl group minerals are very rare Bazzit Be[3]Sc[2]Si[6]O[18] Ve srovnání s berylem jde o velmi vzácný minerál známý jen z několika málo desítek lokalit na celém světě. Bazzit má většinou jasně modrou barvu, poněkud nižší tvrdost a vyšší hustotu, ale jinak je velmi podobný berylu. Tmavě modré beryly jsou bez detailnějšího studia neodlišitelné. Bazzit se vyskytuje výhradně v pegmatitech vzácných zemin, kde často krystaluje v dutinách. Nejznámější lokalitou je Baveno v Itálii, vyskytuje se také v Königshainu u Görlitz, Německo poblíž našich hranic. Stoppanit Be[3]Fe^3+[2]Si[6]O[18] Dosud je znám pouze z jediné lokality v alkalických vulkanických horninách v oblasti Latium poblíž Říma, jde tedy o extrémně vzácný minerál. Jeho vznik vyžaduje vysoce oxidační prostředí a vysokou aktivitu Be a Fe vedle nízké aktivity Al. Pezzottait CsBe[2]LiAl[2]Si[6]O[18] Zcela nově popsaný minerál ze skupiny berylu nazvaný podle mineraloga Přírodovědného muzea v Miláně Federica Pezzotty, který tento minerál objevil. Vyskytuje se na několika lokalitách komplexních pegmatitů na Madagaskaru, kde tvoří růžové tabulkovité krystaly až několik cm velké v dutinách pegmatitů, kde bývá doprovázen albitem. Už se stal velmi atraktivním minerálem pro sběratele. 3. Beryl 3. Beryl 3. Beryl 3. Beryl • Propreties • Greenish, yellowish, t = 7, h = 2,65 , simoůlar to quartz in thin section but commonly altered • Varieties: emerald– green (Cr,V) aqvamaríne - bluish heliodor – yellow morganite – pink (Cs) • Miscibility between beryl and cordierite Al[3] (Mg,Fe)[2]AlSi[5]O[18] – up to 1,94 wt.% BeO, in cordierite Beryl may contain up to 7 % FeO[tot]. 4 % MgO. • 2 substitutions to enter Be into cordierite ^ CHNa^TBe ^CH O^TAl[-1] a BeSiAl[-2]. 3. Beryl 3. Beryl 3. Beryl 3. Beryl 3. Beryl 3. Beryl 3. Beryl • Occurrences of beryl Beryl is the most abundant mineral of Be the main source of Be is bertrandite in tuffs. • Beryl occurs in different geological environments • 1. granitické pegmatity - • 2. greisens and associated high-T hydrothermal quartz veins • 3. metamorphic rocks commonly with high contents of Fe, Cr, Mg, Sc. 4. Minerals of Be - a • Oxidy Chryzoberyl BeAl[2]O[4] rombický • Fosfáty Beryllonit NaBe(PO[4]) rombický Hurlbutit CaBe[2](PO4)[2] monoklinický Herderit CaBe PO[4 ](F,OH) monoklinický • Boráty Hambergit Be[2] [BO[3]] (OH,F) rombický • Silikáty Fenakit Be[2] SiO[4] trigonální Euklas BeAl SiO[4] (OH) rombický Bertrandit Be[4][Si[2]O[7]] (OH)[2] rombický Bavenit Ca[4] [Be[2]Al[2]Si[9]O[27]] (OH) rombický Bityit CaLiAl[2]AlBeSi[2]O[10] (OH)[2] monoklinický 4. Minerals of Be - b • Silicates Milarite A2B2C[T(2)3T(1)12O30] H2O hexagonální A = K, Na, Y, REE, Ca B = Ca, Y, Na, vakance T(2) = Be, Al T(1) = Si Gadolinite group X2Y [Be2Si2O10] monoklinický X = Y, Ce, Yb, Ca Y = Fe3+, Y, vakance O = OH Helvite group A4[Be3Si3O12] S kubický A = Mn (helvin), Fe (danalit), Zn (genthelvin) 4. Minerals of Be - c • Silicates from alkaline rocks Epididymite Na2[Be2Si6O15] . H2O rombický Čkalovite Na2BeSi2O6 rombický Melifane CaNaBeSi2O6F tetragonální 4. Minerals of Be • Geological environment with Be-minerals • 1. Magmatic 1.1. granitic pegmatites and granites LCT (beryl, chryzoberyl, boráty, fosfáty) and NYF (beryl, fenakit, gadolinit, bazzit) 1.2. alkaline pegmatites (čkalovit, melifan, epididymit) 1.3. volcanic rocks (beryl, stoppannit) 1.4. ryolite tuffs (bertrandit) • 2. Hydrothermal and metasomatic 2.1. greisens (beryl, euklas) 2.2. skarns (helvin, danalit) • 3. Metamorphic 3.1. mica schists, gneisses, metabazites (beryl, fenakit, chryzoberyl) 3.2. Alpine paragenezis (milarit, euklas) • 4. Late hydrothermal products (sekundary) alteration of primary minerals (bertrandit, bavenit, milarit). 5. Alteration of Be-minerals 5. Alteration of Be-minerals 5. Alteration of Be-minerals 5. Alteration of Be-minerals 5. Alteration of Be-minerals 6. Conclusions • Minerals of Be are due to specific behavior of Be very good indicator of their origin in wide PTX-conditions including pH, and activity of some elements (Na, Ca, P).