Mineralogie I Prof. RNDr. Milan Novák, CSc. Mineralogický systém - silikáty •Osnova přednášky: •1. Sorosilikáty •2. Cyklosilikáty •3. Inosilikáty •4. Shrnutí 1. Sorosilikáty – skupina epidotu •Málo významná skupina, mají nízký stupeň polymerizace, dva spojené tetraedry Si2O7, někdy jsou ve struktuře přítomny SiO4 i Si2O7. •Skupina epidotu • Obecný vzorec A2B3 (SiO4)3 OH nebo A2B3 Si3O11 (OH,F)2 • A = Ca, Ce • B = Al, Fe3+, Mn3+ • Vedlejší prvky: Mg, Sr, Y • • Epidot Ca2Al2Fe3+ (SiO4)3 OH • Klinozoisit Ca2Al3 (SiO4)3 OH • Zoisit Ca2Al3 (SiO4)3 OH • Allanit-(Ce) (Ce,Ca)2Al3 (SiO4)3 OH • Substituce Al-Fe3+, Al-Mn3+, • Monoklinické, rombické • •Vlastnosti: zelený v různých odstínech, černý (allanit), dokonale štěpný, t = 6,5, h = 3,1-3,5 nový-3 1. Sorosilikáty – skupina epidotu •Výskyty: • Hydrotermální alpské žíly (Sobotín), pegmatity, skarny, metamorfované horniny bohaté Ca (Žulová). •Středně až málo odolné vůči alteracím (hlavně allanit). •Využití: indikátor vyšší aktivity O2 a je často produktem hydrotermálních alterací jiných minerálů. Allanit, Žulová Epidot, Vlastějovice C:\Documents and Settings\User\Dokumenty\Obrázky\epidot 1.jpg 2. Cyklosilikáty •Poměrně malá ale důležitá skupina silikátů, v nichž jsou SiO4 tetraedry spojeny do prstenců (většinou 6 tetraderů v cyklu). Do této skupiny patří poměrně malé množství minerálů, část z nich ale jsou poměrně důležité horninotvorné minerály. • •Skupina berylu •Skupina cordieritu •Skupina turmalínu • tur_str_parl-c 2. 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 • vedlejší prvky: Mg, Fe, Cs, Li, Sc, • Cr, H2O • • Hexagonální •Vlastnosti: většinou nazelenalý nebo nažloutlý, nedokonale štěpný, t = 7, h = 2,65 Beryl, Maršíkov Beryl, Otov 2. 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 2. 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 2. Cyklosilikáty – skupina cordieritu •Výskyt: • 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. • 2. 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 2. Cyklosilikáty – skupina turmalínu Krystalová struktura turmalínů 2. 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: • 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 2. Cyklosilikáty – skupina turmalínu lav kopie Skoryl v granitu , Lavičky Dravit, Chvalovice Skoryl 2. Cyklosilikáty – skupina turmalínu hezký%20foto lalaoky Zonální elbait, Bližná I 2. Cyklosilikáty – skupina turmalínu P-5bprofil p5b Zonální elbait, Bližná II, obrázek BSE z elektronové mikrosondy 2. Cyklosilikáty – skupina turmalínu Zcela nový nález, rubelit, Pakistán, délka krystalu 38 cm Foto F. Pezzotta 3. 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 • 3. Inosilikáty - Skupina pyroxenů •obecný vzorec M2M1T2O6 • M2 = Ca, Na, Mg, Fe2+ • M1 = Mg, Fe2+, Mn, Al, Fe3+ • T = Si (Al) •rombické • enstatit Mg2Si2O6 •monoklinické • diopsid CaMgSi2O6 • hedenbergit CaFeSi2O6 • augit (Ca,Mg,Fe2+,Al)Si2O6 • jadeit NaAlSi2O6 • omfacit (Na,Ca) (Mg,Al)Si2O6 • spodumen LiAlSi2O6 •Dnes je známo 22 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. •Výskyty: magmatické a metamorfované horniny pláště a kůry, většinou chudé SiO2. pyroxene nový-3 3. 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 3. Inosilikáty - Skupina pyroxenů Spodumen Spodumen - kunzit Hedenbergit, Vlastějovice C:\Documents and Settings\User\Dokumenty\Obrázky\hedenbergit.jpg 3. Inosilikáty - pyroxenoidy Minerály velmi blízké pyroxenům. Patří sem: Wollastonit - CaSiO3 - bílý, z kontaktů mramorů s granity Rhodonit - MnSiO3 – červený, z Mn-bohatých metamorfovaných hornin C:\Dokumenty\Standa\paper\Nedvedice\nedvModryDepo.jpg Wollastonit a diopsid, Mirošov Wollastonit, vesuvian, Nedvědice Rhodonit 3. Inosilikáty - Skupina amfibolů •obecný vzorec: AB2C5T8O22 (OH,F)2 • A = Na,Ca, vakance • B = Ca, Mg • C = Mg, Fe2+, Al, Fe3+ • T = Si, Al •rombické • antofylit Mg2Mg5Si8O22 (OH)2 •monoklinické • tremolit Ca2Mg5Si8O22 (OH)2 • aktinolit Ca2(Mg,Fe)5Si8O22 (OH)2 • obecný amfibol • pargasit NaCa2Mg4AlSi6Al2O22 (OH)2 • glaukofan Na2Mg3Al2Si8O22 (OH)2 • Mg je často nahrazeno Fe2+. Jako vedlejší prvky jsou přítomny Mn, Li, Ti, Cl. • Dnes je známo asi 60 amfibolů. • •Mísitelnost mezi jednotlivými amfiboly je velká. • Závisí i na PT podmínkách. nový-3 3. Inosilikáty - Skupina amfibolů •Vlastnosti: • barva kolísá podle chemického složení • Amfiboly chudé Fe (tremolit) • bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, hnědý • Amfiboly bohaté Fe (aktinolit, amfibol) • tmavě zelený až černý • t = 5-6, h = 3-3,5, štěpnost výborná, 120° • Amfiboly jsou velmi často pleochroické a mnohem výrazněji než pyroxeny. •Často tvoří stébelnaté, jehlicovité až vláknité agregáty, štěpnost amfibolů je viditelně dokonalejší než u pyroxenů. •Amfiboly jsou středně odolné alteracím a zvětrávání, často jsou zatlačovány slídami, chlority. •Výskyty magmatické a metamorfované horniny kůry, většinou chudé SiO2. • V plášti se vyskytuje jen zcela výjimečně. •Využití: chemické složení amfibolů je indikátorem PT podmínek vzniku a složení mateřských hornin. • Amfibol čedičový C:\Documents and Settings\User\Dokumenty\Obrázky\amfibol vl1.jpg Amfibol, Vlastějovice C:\Documents and Settings\User\Dokumenty\Obrázky\amfibolobr3_bar.jpg 3. Inosilikáty - Skupina amfibolů Tremolit Antofylit, Heřmanov Amfibol 3. Inosilikáty - Skupina amfibolů C:\Dokumenty\Standa\MRAMPrednaskaVerejnost\Img0024\Trem.JPG Tremolit, Olešnice Aktinolit, Sobotín 3. Inosilikáty - Skupina amfibolu amphibol-ds001_m pyx Vztah štěpnosti a krystalové struktury u pyroxenů a amfibolů. Amfibol ve výbruse 4. Shrnutí 1.Tato přednáška zahrnuje jen základní přehled hlavních minerálů ze skupiny sorososilikátů, cyklosilikátů a inosilikátů, 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 sorosilikátů a cyklosilikátů má nedokonale vyvinutou štěpnost, naopak u inosilikátů je štěpnost dobrá až výborná. 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 sorososilikátů, cyklosilikátů a inosilikátů obsahuje malé až střední množství H2O. 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 (obecné vzorce u pyroxenů a amfibolů, základní minerály těchto skupin enstatit, diopsid, hedenbergit, dále wollastonit, beryl). Je ale nutné znát hlavní prvky jednotlivých minerálů).