7.7. Karbonáty (uhličitany) Karbonáty patří mezi běžné minerály zemské kůry. Jejich vzorce odvodíme od kyseliny uhličité H[2] CO[3]. Můžeme je rozdělit podle strukturních typů, nebo na bezvodé a vodnaté. Většina karbonátů má tvrdost kolem 3, jsou rozpustné v HCl, mají světlé zbarvení a skelný lesk. 7.7.1. Karbonáty skupiny kalcitu (kalcitový strukturní typ) Skupina kalcitu zahrnuje izostrukturní minerály kalcit, magnezit, siderit, rodochrozit a vzácný smithsonit (Zn CO[3]). Strukturu kalcitu lze odvodit od struktury halitu – jde o vzdálenou izotypii (představíme si krychli deformovalou na klenec a postavenou na roh. V pozicích Na halitu najdeme u kalcitu příslušné kationty a v pozicích Cl planární polyedry CO[3] – jsou orientovány v rovině 001 - (obr.77_1). Karbonáty strukturního typu kalcitu krystalují v soustavě trigonální a jsou výborně štěpné dle klence (romboedru). 7.7.1.1. Kalcit – Ca CO[3] Na krystalech kalcitu převládá klenec nebo ditrigonální skalenoedr (obr.77_2), krystaly jsou morfologicky variabilní a často bohaté krystalovými tvary. U kalcitu je známo několik dvojčatných srůstů (obr.77_3). Agregáty jsou zrnité se zřetelnou štěpností, často až hrubě štěpné (obr.77_4). Fyzikální vlastnosti: kalcit může být vzácně čirý - bezbarvý (tzv. „islandský vápenec“ – s viditelným dvojlomem - obr.77_5, nebo je různě zbarven - bílý, šedý, narůžovělý (zbarvení pochází od příměsí), má skelný lesk. Štěpnost kalcitu je výborná dle klence, tvrdost 3, hustota 2.7 g/cm^3 . Geneze a výskyt Kalcit je horninotvorným minerálem chemogenních, biochemogenních nebo biogenních sedimentů v mořském prostředí – vápenců (obr.77_6), tvoří schránky mnohých mořských organismů. Kalcit je též minerálem sladkovodního travertinu (obr.77_7). Někdy vytváří konkrece v sedimentech (cicváry ve spraších - obr.77_8) – okolí Brna. Metamorfovaného původu je kalcit krystalických vápenců = mramorů (obr.77_9), např. na lokalitách Na Pomezí, Supíkovice, Lipová. Kalcit je komponetou kontaktních paragenezí (Ca-kontaktních skarnů) na styku granitoidů s mramory (Žulová). Kalcit je také typickým hlušinovým minerálem hydrotermálních žil (Příbram, Jáchymov), může tvořit i samostatné žíly v horninách (ve vápencích Moravského krasu). Kalcit tvoří krasové útvary (krápníky, sintry - obr.77_10) v jeskyních Moravského krasu, na Turoldu u Mikulova, Na Pomezí, Javoříčku a jinde). Kalcit je důležitý průmyslový minerál v rámci svých hornin (vápenců a mramorů). Používá se k výrobě vápna, cementu a jako stavební kámen. Jde o jeden z nejrozšířenějších minerálů povrchu zemské kůry. 7.7.1.2. Magnezit – Mg CO[3] Vzácně vytváří jednoduché klencové krystaly (obr.77_11), běžné jsou štěpné agregáty. Magnezit se vykytuje zejména ve dvou morfogenetických typech – jako hrubě zrnitá hornina magnezit (obr.77_12), nebo tvoří celistvé bílé agregáty – hlízy (obr.77_13) ve zvětralinách serpentinitů. Fyzikální vlastnosti: štěpnost dle klence, tvrdost 3.5, hustota 3 g/cm^3 . Je různě zbarven - bílý, šedý, nažloutlý, má skelný lesk. Geneze a výskyt Metasomatické magnezitové horniny (typ Veitsch) jsou známy z Alpských oblastí Rakouska, Slovensko (Lučenec – Košice). Celistvé bílé agregáty – hlízy magnezitu,vznikající zvětráváním serpentinitů, najdeme ve Věžné u Nedvědice a Nové Vsi u Oslavan. Magnezit je důležitý průmyslový minerál k výrobě žáruvzdorných hmot. 7.7.1.3. Siderit – Fe CO[3] Vytváří klencové krystaly, štěpné agregáty (obr.77_14) nebo oolity. Fyzikální vlastnosti: siderit je žlutý až hnědý, zvětráváním tmavne a pokrývá se limonitem. Má skelný lesk, který se mění v polokovový. Štěpnost výborná dle klence, tvrdost 3.5, hustota vyšší – 4 g/cm^3 . Geneze a výskyt Siderit je typickým hydrotermálním minerálem na žilách formace sideritové (Slovenské Rudohoří – Rožňava, Gelnica, Rudňany, Slovinky) a formace polymetalické (Příbram, Nová Ves u Rýmařova). Tvoří obrovské metasomatické, povrchově těžené ložisko Erzberg (Rakousko). Dále může být sedimentární geneze, je součástí oolitických Fe-rud v Barrandienu, ordovického stáří (Zdice, Chrustenice, Nučice). Siderit najdeme také v černouhelných pánvích jako součást tzv. pelosideritů (Kladno). Siderit je méně významnou rudou železa. 7.7.1.4. Rodochrozit – Mn CO[3] Vytváří jednoduché klencové krystaly, štěpné a zrnité agregáty (obr.77_15). Fyzikální vlastnosti: štěpný dle klence, růžově zbarvený se skelným leskem. Zvětrává na černé oxidy Mn. Geneze a výskyt Typický hydrotermální žilný minerál (Rumunsko, Banská Štiavnica, Chvaletice) 7.7.2. Karbonáty skupiny dolomitu (strukturní typ dolomitu) Skupina dolomitu zahrnuje tři izostrukturní fáze – dolomit, ankerit a vzácný kutnohorit / Ca Mn ( CO[3 ])[2 ] /, vytvářející pevné roztoky (obr.77_17). Tyto karbonáty krystalují v soustavě trigonální, struktura (obr.77_16) vykazuji nižší symetrii romboedrického oddělení. 7.7.2.1. Dolomit – Ca Mg ( CO[3 ])[2 ] Na krystalech dolomitu je dominantní klenec (obr.77_18). Agregáty dolomitu jsou zrnité i celistvé (obr.77_19). Fyzikální vlastnosti: štěpnost špatná, tvrdost 3.5, hustota 3 g/cm^3 . Dolomit je bílý, šedý, narůžovělý, nažloutlý, zřídka čirý, má skelný lesk. Je méně rozpustný ve vodě a kyselinách, než kalcit. Geneze Dolomit hydrotermálního původu najdeme na rudních žílách (Příbram, Nová Ves u Rýmařova, Banská Štiavnica). Ložiska dolomitu jsou sedimentárního nebo metasomatického původu, střídají se někdy s magnezitovými horninami (Slovenské rudohoří). Sedimentární dolomit (hornina) je znám z Barrandienu a řadě míst v Karpatské soustavě (chočský dolomit, Velký Rozsutec). Dolomit má využití jako stavební kámen a pro výrobu stavebních hmot, používá se k neutralizaci kyselých dešťů práškováním 7.7.2.2. Ankerit – Ca Fe ( CO[3 ])[2 ] Krystalovým tvarem ankeritu je klenec, agregáty bývají zrnité. Fyzikální vlastnosti: ankerit je špatně štěpný, má tvrdost 3.5, hustotu 3 g/cm^3. Je nažloutlý (obr.77_19), zvětráváním hnědne – podléhá limonitizaci. Geneze Ankerit je především hydroternálního původu na rudní žilách (Příbram, Nová Ves u Rýmařova, v asociaci se sideritem na ložiskách Slovenského rudohoří). Býval nalézán také v černouhelných pánvích – v pelosideritech (Kladno). 7.7.3. Karbonáty skupiny aragonitu (strukturní typ aragonitu) Ke strukturnímu typu aragonitu patří také cerusit a vzácné minerály witherit Ba (CO[3 ])[ ] a stroncianit Sr (CO[3 ]) . Karbonáty skupiny aragonitu krystalují v soustavě rombické. . Struktura těchto fází je dána hexagonálním nejtěsnějším uspořádáním aniontů CO[3] (obr.77_20), což se projevuje pseudohexagonální symetrií krystalů i způsobem dvojčatění. 7.7.3.1. Aragonit – Ca (CO[3 ])[ ] Aragonit je podstatně vzácnější modifikací uhličitanu vápenatého než kalcit. Proto lze často nalézt paramorfózy stabilnějšího kalcitu po aragonitu. Aragonit tvoří sloupečkovité, prizmatické krystaly (obr.77_21). Agregáty bývají stébelnaté, u jednotlivých variet vrstevnaté („vřídlovec“ - obr.77_22), pizolitické („hrachovec“ - obr.77_23) nebo větvičkovité („železný květ“ - obr.77_24). Dvojčatné srůsty aragonitu jsou běžné dle (110), vícenásobné i cyklické (obr.77_25). Fyzikální vlastnosti: tvrdost 3.5, hustota 3 g/cm^3. Aragonit je bílý, šedý, narůžovělý, zřídka čirý, má skelný lesk. Geneze a výskyt Aragonit většinou vzniká krystalizací z vodných roztoků. Je znám z hydrotermálních rudních žíl – (Špania Dolina, Spišská Nová Ves, Dřínová u Tišnova), krystaluje z nízkoteplotních roztoků na puklinách bazaltů (Hořenec u Bíliny, Valeč). Aragonit je významným chemogenním sedimentem z horkých pramenů (variety vřídlovec, hrachovec - Karlovy Vary) a v termálním krasu (Zbrašovské jeskyně). Na metasomatickém ložisku sideritu Erzberg krystaluje aragonit do dutin jako „železný květ“. Tvoří také schránky některých mořských organismů (amoniti). 7.7.3.2. Cerusit – Pb (CO[3 ])[ ] Krystaly jsou sloupečkovité, prizmatické. Běžně vytváří dvojčatné srůsty dle (110), které mohou být i vícenásobné (obr.77_26). Fyzikální vlastnosti: cerusit bývá bílý, čirý, nažloutlý, má diamantový až mastný lesk, tvrdost 3.5, vysokou hustotu 7 g/cm^3 . Geneze a výskyt Cerusit je typický supergenní minerál oxidační zóny Pb – ložisek (Příbram, Zlaté Hory, Nová Ves u Rýmařova, Stříbro). 7.7.4. Karbonáty s jiným typem struktury Důležitými minerály této skupiny jsou bazické karbonáty Cu – malachit a azurit, krystalující v soustavě monoklinické. 7.7.4.1. Malachit a azurit Malachit – Cu[2 ](OH)[2] ( CO[3 ]) je nápadně zelený minerál (obr.77_27), tvořící sloupečkovité až stébelnaté krystalky. Častěji se vyskytuje v podobě radiálně paprsčitých, zrnitých nebo ledvinitých agregátech. Má dokonalou štěpnost podle (001). Azurit – Cu[3] (OH)[2] ( CO[3 ])[2 ] Nápadně modrý minerál. Tvoří vzácně sloupcovité krystaly modročerné barvy (obr.77_28), běžné jsou světleji modré zrnité agregáty (obr.77_29). Tvrdost 3.5, hustota 4 g/cm^3 . Geneze a výskyt Malachit a azurit patří mezi typické supergenní minerály Cu, které vznikají v oxidační zóně nejčastěji při zvětrávání chalkopyritu (Zlaté Hory, Ludvíkov u Vrbna, Borovec u Nedvědice, Piesky a Špania Dolina).