Mineralogie II Prof. RNDr. Milan Novák, CSc. Mineralogický systém – silikáty II •Osnova přednášky: 1.Cyklosilikáty 2.Inosilikáty – pyroxeny 3.Shrnutí 1. Cyklosilikáty •Poměrně malá ale důležitá skupina silikátů, v nichž jsou SiO4 tetraedry spojeny do prstenců (většinou 6 tetraderů v cyklu). Do této skupiny patří relativně malé množství minerálů, část z nich ale jsou poměrně důležité horninotvorné minerály. • •Skupina berylu •Skupina cordieritu •Skupina turmalínu • 1. Cyklosilikáty – skupina berylu •Skupina berylu • Obecný vzorec: CT(2)3O2T(1)6O18 • C = vakance, Na • T(2) = Be • O = Al • T(1) = Si • Beryl Be3Al2Si6O18 • Bazzit Be3Sc2Si6O18 • vedlejší prvky: Mg, Fe, Cs, Li, Sc, • Cr, H2O • • Hexagonální •Vlastnosti: většinou nazelenalý nebo nažloutlý, ale může mít různé zbarvení,nedokonale štěpný, t = 7, h = 2,65 1. Cyklosilikáty – skupina berylu 1. Cyklosilikáty – skupina berylu Beryl, Maršíkov Beryl, Otov 1. Cyklosilikáty – skupina berylu •Variety: • smaragd – smaragdově zelený (Cr) • akvamarín - modrozelený • heliodor – žlutý • morganit – růžový (Cs) • •Výskyty: • Beryl je pravděpodobně nejhojnějším minerálem Be vůbec. • Beryl se vyskytuje v různých geologických prostředích • 1. granitické pegmatity (Maršíkov, Písek, Otov). Složení berylu kolísá podle typu mateřského pegmatitu, v relativně primitivních pegmatitech se blíží teoretickému vzorci, v silně frakciovaných pegmatitech může obsahovat vysoké obsahy Cs popř. Li. • 2. greiseny a vysokoteplotní hydrotermální křemenné žíly • 3. metamorfované horniny – často obsahuje zvýšená množství např. Fe, Cr, Mg, Sc, aj. •Beryl je často alterovaný a zatlačovaný jinými minerály Be. •Využití: drahý kámen, zdroj Be 1. Cyklosilikáty – skupina berylu Zonální beryl ze Skal u Rýmařova, Novák et al. 2011 1. Cyklosilikáty – skupina cordieritu •Skupina cordieritu • Obecný vzorec CM2Al3 AlSi5O18 • C = vakance, Na, H2O • M = Mg, Fe2+ • • Cordierit Mg2Al3 AlSi5O18 • Sekaninait Fe2Al3 AlSi5O18 • Vedlejší prvky: Be, Li, Mn, CO2, H2O, Na • Hlavní substituce • Fe-Mg • Rombické • •Vlastnosti: modrošedý, modrý, šedozelený, nedokonale štěpný, někdy výborná odlučnost podle 001, t = 7-7,5, h = 2,6-2,8 nový-3 1. Cyklosilikáty – skupina cordieritu Krystalová struktura cordieritu Bertoldi et al. (2004) Ch(Na,K)0-1 VI(Mg,Fe2+,Mn,Li)2 IVSi5 IVAl3 IV(Al,Be,Mg,Fe2+,Fe3+)O18 * x Ch(H2O, CO2...) 1. Cyklosilikáty – skupina cordieritu •Výskyt: • Minerály skupiny cordieritu se vyskytují v horninách poměrně bohatých Al a vznikajících spíše za nízkých tlaků. • Cordierit je horninotvorným minerálem v metamorfovaných horninách bohatých Al v typické asociaci s křemenem a alumosilikáty – andalusitem, granátem, slídami, živci. • Vyskytuje se v periplutonicky metamorfovaných horninách (cordieritové ruly a migmatity – Vanov, Bory) a kontaktně metamorfovaných horninách (cordieritové kontaktní břidlice – plášť středočeského plutonu), dále v pegmatitech (Věžná). • Sekaninait vzácný v granitických pegmatitech bohatých Al (popsán jako nový minerál z Dolních Borů) • •Cordierit a sekaninait snadno podléhají pinitizaci – přeměně na směs sericitu a chloritů (šedozelené pseudomorfózy) •Využití: • Důležité minerály pro odhad metamorfním podmínek. • 1. Cyklosilikáty – skupina cordieritu Richmond Soapstone Quarry (Harris Quarry), Richmond, Cheshire Co Zagórze Śląskie - Dam, Sowie Mts, Lower Silesia (Dolnośląskie), Poland AustAgderNorway 1. Cyklosilikáty – skupina turmalínu •Skupina turmalínu • Obecný vzorec: X Y3 Z6 T6 O18 (BO3)3 V3 W • X = Na, Ca, , • Y = Mg, Fe2+, Li, Al, Fe3+, • Z = Al, Mg, Fe3+, • T = Si, • B = B • V = OH, O • W = OH, F, O • Vedlejší prvky: K, Mn, Cr3+, V3+, Ti4+ • •Skoryl Na Fe3 Al6 Si6 O18 (BO3)3 (OH)3 OH (černý) •Dravit Na Mg3 Al6 Si6 O18 (BO3)3 (OH)3 OH (hnědý) •Elbait Na (Li,Al)3 Al6 Si6 O18 (BO3)3 (OH)3 OH (vícebarevný) • Turmalíny jsou chemicky velmi variabilní, mísitelnost mezi jednotlivými turmalíny je výborná, turmalíny jsou často zonální. •Trigonální 36 - Rybár 8-01 nový-3 1. Cyklosilikáty – skupina turmalínu Krystalová struktura turmalínů Symetrie trigonální 1. Cyklosilikáty – skupina turmalínu •Barevné variety elbaitu: • rubelit - růžový • verdelit - zelený • indigolit - modrý •Vlastnosti: barva velmi kolísá podle chemického • složení, neštěpný t = 7-7,5, h = 3-3,3 • Turmalín má často výrazný pleochroismus. •Výskyt: • Přítomnost turmalínu je indikátorem přítomnosti B v • hornině. • Skoryl se vyskytuje v peraluminických • leukokratních granitech (Lavičky), • granitických pegmatitech (Dolní Bory), • metamorfovaných horninách. • Dravit je běžný hlavně v metamorfovaných • horninách různého stupně (svor, rula, migmatit). • Elbait se vyskytuje pouze v Li-pegmatitech (Rožná, Dobrá Voda) •Turmalín je chemicky i mechanicky velmi odolný a jen vzácně podléhá alteracím. •Využití: • Drahý kámen, nejhojnější minerál s vysokým obsahem B, indikátor zvýšené aktivity B v hornině. ADSC01145 Turmalín, Radenice 1. Cyklosilikáty – skupina turmalínu lav kopie Skoryl v granitu , Lavičky Dravit, Chvalovice Skoryl 1. Cyklosilikáty – skupina turmalínu hezký%20foto lalaoky Zonální elbait, Bližná I 1. Cyklosilikáty – skupina turmalínu P-5bprofil p5b Zonální elbait, Bližná II, obrázek BSE z elektronové mikrosondy 1. Cyklosilikáty – skupina turmalínu Nový nález, rubelit, Pakistán, délka krystalu 38 cm Foto F. Pezzotta Elbait-liddicoatit, Madagaskar, 2012 2. Inosilikáty •Velmi důležitá skupina horninotvorných minerálů, v nichž jsou SiO4 tetraedry uspořádány do nekonečného řetězce orientovaného rovnoběžně s osou z (vertikálou krystalu). Řetězce tetraedrů SiO4 jsou v pyroxenech jednoduché, v amfibolech dvojité. • •Skupina pyroxenů •Skupina amfibolů • • 2. Inosilikáty - Skupina pyroxenů •obecný vzorec M2M1T2O6 • M2 = Ca, Na, Mg, Fe2+ • M1 = Mg, Fe2+, Mn, Al, Fe3+ • T = Si (Al) •rombické • enstatit Mg2Si2O6 • ferosilit Fe2+2Si2O6 •monoklinické • diopsid CaMgSi2O6 • hedenbergit CaFeSi2O6 • augit (Ca,Mg,Fe2+,Al)Si2O6 • jadeit NaAlSi2O6 • omfacit (Na,Ca) (Mg,Al)Si2O6 • spodumen LiAlSi2O6 •Dnes je známo asi 20 pyroxenů. •Typické substituce •Mg-Fe, NaAl – Ca-Mg pyroxene nový-3 2. Inosilikáty - Skupina pyroxenů •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. hedenbergit Hedenbergit, Vlastějovice 2. Inosilikáty - Skupina pyroxenů Augite650 diospide Huddersfield Quebec spodumen Spodumen Augit Diopsid 2. Inosilikáty - Skupina pyroxenů •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 Augite2 Augit 2. Inosilikáty - Skupina pyroxenů •Výskyty: •magmatické a metamorfované horniny pláště a kůry, většinou relativně chudé SiO2. •Enstatit – ultrabazické horniny, často s olivínem a pyropem •Diopsid a hedenbergit – hlavně skarny, pyroxenové ruly, v dioritech •Augit – hlavně ve vulkanických horninách •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 2. Inosilikáty - Skupina pyroxenů Hedenberit Spodumen Spodumen - kunzit hedenbergit 2. Inosilikáty - pyroxenoidy •Minerály velmi blízké pyroxenům. Patří sem: •Wollastonit - CaSiO3 - bílý, z kontaktů mramorů s granity •Rhodonit - MnSiO3 – červený, z Mn-bohatých metamorfovaných hornin nedvModryDepo Wollastonit a diopsid, Mirošov Wollastonit, vesuvian, Nedvědice Rhodonit 3. Shrnutí 1.Tato přednáška zahrnuje jen základní přehled hlavních minerálů ze skupiny cyklosilikátů a pyroxenů, ve skutečnosti je v těchto skupinách několik set minerálů. 2.Většina minerálů má poměrně vysokou tvrdost 6-7, hustota kolísá, většinou je větší než 3, někdy kolem 2,6-2,7. Většina minerálů ze skupin cyklosilikátů má nedokonale vyvinutou štěpnost, u pyroxenů je štěpnost dobrá. 3.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. 4.Minerály s vysokým obsahem Fe mají také výrazný pleochroismus. 5.Většina minerálů ze skupin cyklosilikátů obsahuje malé až střední množství H2O, pyroxeny vodu neobsahují. 6.Většina minerálů vzniká za relativně vyšších teplot a tlaků v magmatických a metamorfovaných horninách. 7.Jen u malé části minerálů je nutné znát chemické vzorce (beryl, pyroxeny). Je ale nutné znát hlavní prvky jednotlivých minerálů. 3. Shrnutí 7.Minerály dobře odolné hydrotermálním alteracím: • turmalín • Minerály špatně odolné hydrotermálním alteracím: • cordierit, beryl 8.Minerály vznikající za nízkých tlaků v podmínkách svrchních částí zemské kůry: • cordierit, beryl, hedenbergit, wollastonit • Minerály vznikající za vysokých tlaků v podmínkách spodních částí zemské kůry a pláště: • enstatit, jadeit, omfacit 9.Důležité akcesorické minerály: • turmalíny • •