Mineralogický systém Prof. RNDr. Milan Novák, CSc. Fylosilikáty •Osnova přednášky: •1. Fylosilikáty - úvod •2. Slídy •3. Další fylosilikáty •4. Shrnutí Úvod - silikáty 1. Fylosilikáty - úvod •Velmi významná skupina silikátů, kde jsou tetraedry SiO4 propojeny třemi vrcholy do nekonečných rovinných sítí s hexagonální nebo pseudohexagonální symetrií. Periodicky se opakuje motiv Si4 O104- resp. (Si3Al)O10–3. Tyto sítě jsou různě kombinovány s vrstvami oktaedrů a vytvářejí velké množství fylosilikátů typicky s výbornou štěpností podle báze 001. • •Hlavní skupiny: • Skupina slíd • Skupina kaolinitu a serpentinu • Skupina chloritů • Skupina smektitů • 1. Fylosilikáty - úvod •Ve fylosilikátech se vyskytují dva typy střídání vrstev: • •dvojvrstevné struktury (vzácnější) • - tetraedrická + oktaedrická vrstva, spojené dohromady společně sdílenými kyslíky • Příklady: • kaolinit a serpentin • •trojvrstevné struktury (častější) • - vrstva oktaedrů, sevřená mezi • dvěma vrstvami tetraedrů SiO4 • Příklady: • slídy (muskovit, biotit), chlority, • smektity 1. Fylosilikáty - úvod •Dvojvrstevné a trojvrstevné struktury jsou na základě valence kationtů uvnitř oktaedrické vrstvy dále děleny : • •- vrstvy s dvojvaznými kationty (Mg, Fe) se označují jako trioktaedrické, kationty v oktaedrické vrstvě obsazují všechny oktaedrické pozice • tzv. brucitová vrstva – Mg (OH)2 • Příklad biotit (annit) K Fe3 Al Si3 O10 (OH)2 • •- vrstva s trojvaznými kationty (Al) je označena jako dioktaedrická, jsou obsazeny jen 2 ze 3 oktaedrických pozic (třetí je vakantní) • tzv. gibbsitová vrstva – Al (OH)3 • Příklad muskovit K Al2 Al Si3 O10 (OH)2 2. Fylosilikáty – skupina slíd Obecný vzorec I M3 T4 O10 (OH,F)2 I = K, Na, Ca M = Li, Fe2+, Mg, Al, Fe3+ T = Si, Al Vedlejší prvky: Ba, B, Mn, Zn Slídy jsou většinou monoklinické Nejdůležitější slídy: Muskovit K Al2 (Si3Al) O10 (OH)2 Illit K0,7 Al2 (Si3Al) O10 (OH)2 Annit K Fe3 (Si3Al) O10 (OH,F)2 Flogopit K Mg3 (Si3Al) O10 (OH,F)2 Typické substituce: Mn-Fe2+-Mg, Al-Fe3+,Si-Al, K-Na, F-OH NaSi-CaAl Mísitelnost mezi jednotlivými členy skupiny slíd je různá, závisí i na PT podmínkách. structure nový-3 2. Fylosilikáty – skupina slíd •Vlastnosti: •Barva: kolísá u jednotlivých slíd. •Muskovit – světlý, bezbarvý, nazelenalý •Annit - černý •Flogopit – světle hnědý •Biotit – černý až hnědý •Lepidolit – světle fialový, bezbarvý •Výtečně štěpné podle 001, lupínky jsou pružné •T = 2,5-4,5, h = 2,7-3,3. • •Výskyt: •Typické horninotvorné a velmi rozšířené minerály magmatických a metamorfovaných hornin (muskovit, biotit), ale objevují se běžně také v sedimentárních horninách (illit). Li-slídy pocházejí z pegmatitů a greisenů. Slídy vznikají ve velmi širokém rozsahu teplot a tlaků, výjimečně od podmínek zemského pláště (flogopit) až po vulkanické horniny (biotit) a diagenezi (illit). • Flogopit Kinoshitalit, flogopit 2. Fylosilikáty – skupina slíd •Využití: chemické složení slíd je výborným indikátorem PT podmínek vzniku a také chemického složení mateřské horniny. Slídy mohou být i zdrojem některých vzácných prvků (Li,Cs). Lepidolit Slídy jsou různě odolné vůči zvětrávání a hydrotermálním alteracím, ale zároveň bývají produktem těchto hydrotermálních alterací, např. muskovit zatlačuje andalusit aj. V sedimentárních horninách jsou stabilní muskovit a hlavně illit, zcela nestabilní je naopak biotit. 2. Fylosilikáty – skupina slíd Muskovit, Bobrůvka Klasifikace slíd 2. Fylosilikáty – skupina slíd Zinnwaldit, Cínovec Klasifikace slíd - diagram 2. Fylosilikáty – skupina slíd •Většina slíd je monoklinických, i když krystaly mají výrazně pseudohexagonální tvar. •Typickým znakem slíd je polytypie: • •Nejčastější u slíd: 1M, 2M1 2. Fylosilikáty – skupina slíd Idealizované PT diagramy stability muskovitu (+ biotitu) v oblasti natavení a za extrémně vysokého P 2. Fylosilikáty – skupina slíd Příklady využití slíd 2. Fylosilikáty – skupina slíd Grafy ukazující využití slíd pro odhad geochemického vývoje v granitických pegmatitech 2. Fylosilikáty – další minerály •Mastek Mg3Si4 O10 (OH)2 •Pyrofylit Al2 Si4 O10 (OH)2 •Monoklinické •Strukturně jsou blízké slídám • •Vlastnosti: •světlé zbarvení (bílé, nažloutlé, nazelenalé), výtečně štěpné podle 001, T = 1-2, H = 2,8 •Jemnozrnné agregáty, vzácně radiálně paprsčité (pyrofylit) • •Výskyt: Hojné fylosilikáty vznikající během nízkého stupně metamorfózy, při nízkoteplotních hydrotermálních alterací a také při zvětrávání. Zvětrávání jsou částečně odolné. •Využití: důležité suroviny. • Mastek Pyrofylit 4. Shrnutí • •Fylosilikáty a především slídy jsou velmi důležité horninotvorné minerály využívané často k různým petrogenetickým i geochemickým závěrům. • •dvojvrstevné struktury (vzácnější) kaolinit •trojvrstevné struktury (častější) slídy, chlority, smektity • •trioktaedrické, kationty v oktaedrické vrstvě obsazují všechny oktaedrické pozice • Příklady • biotit (annit) K Fe3 Al Si3 O10 (OH)2 • mastek • •- dioktaedrické, jsou obsazeny jen 2 ze 3 oktaedrických pozic (třetí je vakantní) • Příklady • muskovit K Al2 Al Si3 O10 (OH)2 • pyrofylit • •