OXIDY A HYDROXIDY
Oxidy jsou sloučeniny O 2s
prvky kovovými i nekovovými. Ke skupině
minerálů - oxidů jsou řazeny také přírodní hydroxidy a oxi-hydroxidy
(např. Fe O /OH/).
Systém oxidů
- starší učebnice (např. Slavík a kol. 1974) řadí oxidy podle rostoucího podílu
kyslíku ve vzorci
Dnes přirozenější krystalochemická klasifikace:
- oxidy s tetraedrickou strukturou
- oxidy s oktaedrickou strukturou
- kombinované tetraedrické + oktaedrické struktury oxidů
- kubické oxidy
- struktury s jiným uspořádáním struktury
Struktury oxidů si můžeme obecně představit jako nejtěsnější uspořádání
velkých atomů O, kationty obsazují vzniklé dutiny v tomto skeletu.
Oxidy s tetraedrickou strukturou (minerály Si O2)
Minerály SiO2 jsou v zemské kůře velmi rozšířené (křemen). Vyskytují se
v několika polymorfních modifikacích (viz obr. ), jejichž vznik je závislý na
teplotě a tlaku při jejich krystalizaci.
Struktury modifikací SiO2 jsou tvořené trojrozměrným skeletem
vzájemně provázaných tetraedrů SiO4.
(výjimka stišovit – oktaedrický)
Nejdůležitější z nich je křemen (nejrozšířenější horninotvorný minerál)
Polymorfní modifikace SiO2:
Křemen nižší (α křemen) - trigonálně trapezoedrický
Křemen vyšší (β křemen) - hexagonální
(teplota fázového přechodu obou modifikací je 573 o
C za atmosf. tlaku).
– vysokoteplotní a nízkotlaké modifikace (tridymit a cristobalit) –
v dutinách kyselých vulkanitů (Nezdenice)
– vysokotlaké modifikace (coesit, stišovit) – v meteorických kráterech,
vznikají při impaktu
Křemen
- krystaly jsou sloupcovité (α křemen – trigonální a hexagonální prizma,
klence, trigonální trapezoedr, β křemen – hexagonální prizma a dipyramida).
Agregáty zrnité. Dvojčatné srůsty běžné (alpský, brazilský a japonský).
Struktura: trojrozměrná struktura křemene (obdoba tektosilikátů) se jeví jako
kombinace šestičlánkových a osmičlánkových smyček tetraedrů SiO4,
v relativně kompaktním uspořádání.
Fyzikální vlastnosti:
- bezbarvý (křišťál), bílý nebo různě zbarvený (fialový – ametyst, hnědý –
záhněda, černý – morion, růžový – růženín, žlutý – citrín)
- skelný lesk
- Tvrdost 7, hustota 2.7
- Není štěpný
Geneze velmi rozmanitá:
- podstatný horninotvorný minerál kyselých magmatitů (granit,granodiorit,
ryolit, pegmatity /růženín – Bory, Písek/, aplity,.......), metamorfitů (fylity,
svory, ruly, granulity,.......
- v klastických sedimentech (písky, pískovce, droby,........)
- hydrotermální minerál (rudní žíly, greiseny) – Cínovec (záhnědy), Banská
Štiavnica (ametyst), samostatné křemenné žíly (Žulová)
- alpská parageneze (Vysoké Taury),
- dutiny paleobazaltů (melafyrů) – ametyst, achát, jaspis – podkrkonoší
(Kozákov, Stará Paka,...)
Průmyslový význam: sklářská surovina, optické segmenty
Kromě uvedených minerálů patří do skupiny SiO2 také:
- mikrokrystalické (navenek amorfní) variety SiO2 – chalcedony
- morfologicky i vnitřní stavbou amorfní - opál (SiO2 . n H2O)
Chalcedony – mají agregátní struktury, složené z submikroskopických vláken,
zrn a tyčinek, při RTG- analýze odpovídají křemenu. Variety – achát, jaspis,
onyx, karneol.
Opál – je hydratovaný SiO2 a je složen z malých kuliček o velikosti asi 100 nm
(vnitřní stavba). V drahém opálu toto uspořádání láme a rozkládá světlo a
způsobuje ohnivý barevný třpyt.
Oxidy s oktaedrickou strukturou
(hematit, korund, ilmenit, rutil, kasiterit)
Hematit, korund a ilmenit jsou izostrukturní fáze. Anionty kyslíku
tvoří nejtěsnější uspořádání se symetrií hexagonální. Ve 2/3
oktaedrických dutin jsou rozmístěny kationty (Fe, Al, …).
Symetrie krystalu je trigonální.
Hematit – Fe2 O3
- krystaluje v soustavě trigonální, krystaly jsou tabulkovité (tvary – klenec,
ditrigonální skalenoedr – viz modely). Tence tabulkovité krystaly tvoří
varieta „spekularit“. Agregáty variabilní dle geneze: lupenité, zrnité,
paprsčité („lebník“), práškovité (okry), oolity.
Fyzikální vlastnosti:
- Barva černá až červená (dle kvality krystalů a charakteru agregátů),
polokovový lesk (práškovité agregáty matné), někdy náběhové barvy
- Tvrdost 5, hustota 5
- Není štěpný
Geneze hematitu:
- sedimentární oolitické rudy (Barrandien – ordovik: Nučice, Zdice)
- prekambrické železnorudné páskované formace (BIF) – Kursk (Rusko)
- hydrotermální (na sideritových žilách Slovenského rudohoří, s křemenem
Horní Blatná u Jáchymova)
Význam: ruda Fe
Korund – Al2 O3
- krystaluje v soustavě trigonální, krystaly soudečkovité (tvary – klenec,
ditrigonální skalenoedr – viz modely). Agregáty zrnité („smirek“).
Fyzikální vlastnosti:
- bezbarvý (leukosafír), modrý (safír), červený (rubín), skelný lesk
- tvrdost 9, hustota 4
- Není štěpný
Geneze korundu:
- pegmatity bohaté hliníkem (Bory u Velkého Meziříčí)
- druhotně přechází do náplavů (velmi odolný vůči zvětrávání) (Jizerská
louka)
Význam: vzácný minerál, klenotnictví, brusné účely
Ilmenit – Fe Ti O3
- krystaluje v soustavě trigonální, krystaly jsou tence tabulkovité (tvary –
klenec, ditrigonální skalenoedr – viz modely
Fyzikální vlastnosti:
- barva černá, kovový lesk
- tvrdost 5, hustota 5
- velmi slabě magnetický
Geneze:
- akcesorický minerál v horninách (gabra, granitoidy, bazalty, amfibolity,
ruly,…)
- magnetit – ilmenitové magmatogenní rudy v gabrech
- druhotně v náplavech (Jizerská louka – „iserín“)
Význam: ruda Ti
Rutil a kasiterit
- jsou izostrukturní fáze.
Atomy Ti (Sn) tvoří tetragonální buňku – prostorově centrovanou a
jsou rozmístěny v oktaedrech kyslíků. Symetrie krystalu je
tetragonální.
Rutil – Ti O2
- krystaluje v soustavě tetragonální, krystaly jsou krátce sloupcovité (tvary –
tetragonální prizmata a dipyramidy) – viz modely. Hojné dvojčatné srůsty
dle (101).
Jehlicovité krystaly (varieta „sagenit“)
Fyzikální vlastnosti:
- barva červenohnědá až hnědočerná, skelný až polokovový lesk
- tvrdost 7, hustota 4
- velmi odolný vůči zvětrávání
Geneze:
- akcesorický minerál v horninách (granulity, amfibolity, ruly,…),
v pegmatitech (Věžná u Rožné)
- alpská parageneze – varieta „sagenit“ – bývá v křišťálech
- druhotně v náplavech (Soběslav, Golčův Jeníkov)
Kasiterit (cínovec) – Sn O2
- krystaluje v soustavě tetragonální, krystaly jsou krátce sloupcovité (tvary –
tetragonální prizmata a dipyramidy) – viz modely. Hojné dvojčatné srůsty
dle (101). Agregáty zrnité
Fyzikální vlastnosti:
- barva hnědá, hnědočerná, skelný až polokovový lesk
- tvrdost 7, hustota 7, velmi odolný vůči zvětrávání
Geneze:
- vysokoteplotní hydrotermální procesy – ložiska greisenového typu
(parageneze + křemen, wolframit, scheelit, topaz, cinvaldit, arzenopyrit
(Cínovec, Krupka, Horní Slavkov)
- některé pegmatity, zejména lithné (Rožná)
- druhotně v náplavech (Malajsie)
Význam: ruda Sn
Oxidy s kombinovanou tetraedrickou - oktaedrickou strukturou
(spinelidy - magnetit, spinel, chromit)
Spinelidy zahrnují izostrukturní fáze. Anionty kyslíku tvoří nejtěsnější
uspořádání se symetrií kubickou. V části tetraedrických i oktaedrických dutin
jsou rozmístěny příslušné kationty. Symetrie krystalu je kubická, krystalovým
tvarem oktaedr. Hojné dvojčatné srůsty dle (111).
Magnetit Fe3O4
- krystaly tvaru oktaedru. Agregáty zrnité, zrna izometrická
Fyzikální vlastnosti:
- barva černá, kovový lesk
- tvrdost 6, hustota 5
- je magnetický
Geneze:
- výskyty a ložiska v bazických intruzívech – gabrech (Ural, Švédsko)
- Fe-skarny (Malešov u Kutné Hory, Vlastějovice nad Sázavou, Měděnec,
Pernštejn )
- metamorfovaná ložiska Lahn-Dillského typu (vulkanickosedimentární) –
Malá Morávka, Zlaté Hory, Malý Děd (Hrubý Jeseník)
- páskovaná železnorudná formace (BIF) – (Kursk, Rusko)
- akcesorický minerál v chloritických břidlicích (oktaedry) – Sobotín, také v
bazaltech
Význam: nejkvalitnější ruda Fe
Spinel MgAl2O4
- krystaly tvaru oktaedru. Agregáty zrnité, zrna izometrická
Fyzikální vlastnosti:
- různě zbarvený, skelný lesk, drahokamové odrůdy červené , černá varieta
„pleonast“
- tvrdost 8, hustota 3.5
Geneze:
- v metamorfovaných dolomitických a dolomit-kalcitických mramorech
(Sokolí U Třebíče, Stará Červená Voda u Žulové)
- díky své odolnosti vůči zvětrávání sekundárně v náplavech (Jizerská louka –
pleonast)
Význam: vzácný minerál, drahokamové odrůdy
Chromit (Fe, Mg) Cr2O4
- krystaly tvaru oktaedru. Agregáty zrnité, zrna izometrická
Fyzikální vlastnosti: podobný magnetitu
- barva černá až černohnědá, kovový lesk
- není magnetický
Geneze:
- výskyty a ložiska v ultrabazických horninách – peridotitech a hadcích
(Ural, Albánie) – akcesoricky v hadcích u Nové Vsi u Oslavan, Drahonín u
Tišnova
Význam: jediná ruda Cr
Oxidy s kubickou strukturou
Uraninit UO2 s (podíly Pb, Ra)
- krystaly netvoří, struktura krychlové symetrie s kubickou koordinací atomů
uranu
- agregáty kusové a ledvinité
Fyzikální vlastnosti:
- barva černá, smolný lesk („smolinec“ )
- tvrdost 6, hustota 8-10
- je silně radioaktivní
Geneze:
- výskyty a ložiska hydrotermálního původu – žilného typu, hlušinou
karbonáty, tmavý fluorit, pyrit ( Příbram, Rožínka - Olší)
- hydrotermální žílná ložiska „pětiprvkové formace“ (Jáchymov, Zálesí u
Javorníka)
Druhotnými minerály uranové slídy (torbernit, autunit, …)
Význam: ruda U, strategická surovina
Oxidy s jiným uspořádáním struktury
Kuprit Cu2O
- krystaluje v soustavě krychlové, krystalovým tvarem osmistěn, agregáty
zrnité
- zbarvení za čerstva červené s diamantovým leskem na krystalových
plochách, rychle nabíhá ocelově šedě s polokovovým leskem
- tvrdost 4, hustota 6
Geneze:
- na rudních výskytech a ložiskách Cu – produkt oxidace Cu-rud (Běloves u
Náchoda)
- vzácně v dutinách paleobazaltů (melafyrů) - Studenec
Hydroxidy a oxid-hydroxidy
Gibbsit (hydrargillit) Al (OH)3
- jednoklonný minerál s vrstevní strukturou, tabulkovité krystalky dle 001,
podobný slídám, s perleťovým leskem
- struktura dioktaedrická
- komponenta bauxitů a lateritů
Brucit Mg (OH)2
- trigonální minerál s vrstevní strukturou, tabulkovité krystalky, výborná
štěpnost dle (001), s perleťovým leskem, podobný mastku
- struktura trioktaedrická
- vyskytuje se na puklinách hadců (Kutná Hora)
Diaspor Al O (OH) α
Boehmit Al O (OH) χ
- obě modifikace kosočtverečné
Bauxity, laterity (sedimentární horniny): směs hydroxidů a oxidhydroxidů
Al
- jsou celistvé, zemité, různě zbarvené (šedé až načervenalé při příměsi FeOOH)
Výskyty na Slovensku, ložiska v Maďarsku na na Balkánu
Goethit Fe O (OH) α
- rombický, krystaly jehličkovité (příbramská „sametka“), agregáty vláknité,
krápníkovité až celistvé, rezavý, hnědý až černý
- součást limonitu
Lepidokrokit Fe O (OH) χ
- podobný goethitu
- součást limonitu
Limonit: směs hydroxidů a oxid-hydroxidů Fe, vzniká zvětráváním
sulfidů železa, sideritu apod.
Manganit Mn O (OH) χ
- kosočtverečný
- černý, na vrypu hnědý
- součást manganomelanů
Manganomelany: (psilomelan, wad) – oxidy a hydroxidy Mn
- jsou podobné amorfním látkám
- wad – černý, zemitý: dendrity na puklinách hornin
- psilomelan – černý, kompaktní
Geneze: na ložiskách manganových rud (Chvaletice v Železných horách)