Tektosilikáty

• Živce

  Jsou nejvýznamnější a nejrozšířenější tektosilikáty. Tvoří asi polovinu objemových procent zemské kůry, z čehož průměrně 60 % připadá na magmatické, 30 % na metamorfované a zbytek na sedimentární horniny.

  Na chemickém složení většiny živců se podílejí tyto složky:

  • ortoklasová složka - ortoklas (zkráceně Or) - K[AlSi₃O₈]
  • albitová složka - albit (zkr. Ab) - Na[AlSi₃O₈]
  • anortitová složka - anortit (zkr. An) - Ca[Al₂Si₂O₈]

  Uvedené složky se spolu mohou mísit, přičemž rozsah mísitelnosti závisí na termodynamických podmínkách, zvláště na teplotě, při níž krystalizace živců probíhá. Při vysokých teplotách (např. při krystalizaci z magmatu) se složky Or a Ab mohou mísit v libovolných poměrech; při nižších teplotách krystalizace (např. v pegmatitech a zejména na hydrotermálních žilách) je mísitelnost složek Or a Ab již omezená. Mísitelnost Or a An je značně omezená v celém intervalu teplot reálných v zemské kůře. Naopak u složek Ab a An existuje úplná řada směsí od 100 % Ab do 100 % An. I když je soustava Ab - An uváděna jako příklad úplné izomorfní řady a dokonalé mísitelnosti, je známo, že skutečně dokonalá mísitelnost obou složek je možná jen za vyšších teplot krystalizace a že za nižších teplot dochází v určitých úsecích této řady k rozpadu směsných krystalů a ve struktuře živce jsou pak přítomny jemné lamely odlišného složení.

  Podle chemického složení a poznatků o izomorfní mísitelnosti se živce dělí na:

  • a) živce sodno-vápenaté (plagioklasy), tvořené hlavně Ab a An
  • b) živce sodno-draselné (alkalické živce), tvořené převážně složkami Ab
    a Or. Živce s převahou Or nad Ab se označují jako draselné živce
    (K-živce)
  • c) živce draselno-barnaté (hyalofány), které jsou však velmi málo
    rozšířené

  • Sodno - vápenaté živce (plagioklasy)

    Jsou to živce řady Ab - An, kam patří 6 hlavních minerálů. K vyjádření pozice konkretního plagioklasu v této řadě stačí uvést, kolik procent anortitové molekuly živec obsahuje.

    Klasifikace minerálních vidů této izomorfní řady plagioklasů se uvádí takto:

    albit	01 - 10 mol. % An
    oligoklas	11 - 30 mol. % An
    andezín	31 - 50 mol. % An
    labradorit	51 - 70 mol. % An
    bytownit	71 - 90 mol. % An
    anortit	91 - 100 mol. % An

    Obsah anortitové složky v plagioklasu se označuje jako bazicita plagioklasu a udává se v mol. % An, a to zpravidla tak, že se počet mol. % An uvádí v podobě dolního indexu za An - např. oligoklas může obsahovat 10 - 30 mol. % An, což znamená, že jde o plagioklas s An_10-30. V konkrétním případě může plagioklas obsahovat např. 18 % anortitové složky, z čehož je zřejmé, že jde o oligoklas, jehož složení lze vyjádřit jako An₁₈.

    Podle bazicity se plagioklasy dělí na:

    • a) kyselé plagioklasy - tj. An₀₁ až An₃₀
    • b) neutrální plagioklasy - tj. An₃₁ až An₆₀
    • c) bazické plagioklasy - tj. An₆₁ až An₁₀₀

    Plagioklasy v podobě izomorfních příměsí obsahují Ba, Fe, Mg, Mn, Sr a Ti. Všechny tyto plagioklasy krystalizují v soustavě trojklonné (triklinické).

  • Sodno - draselné živce

    Sodno-draselné (alkalické) živce jsou tvořeny složkami Ab a Or, k jejichž dokonalé mísitelnosti dochází jen za vysokých teplot. Vedle albitu, jenž je současně nejkyselejším členem skupiny plagioklasů, patří dále do systematiky sodno-draselných živců:

    • jednoklonná (monoklinická) vysokoteplotní řada

      • sanidin K[AlSi₃O₈] monoklinický
      • natronsanidin (K,Na)[AlSi₃O₈] monoklinický

    • jednoklonná (monoklinická) nízkoteplotní řada

      • ortoklas K[AlSi₃O₈] monoklinický
      • natronortoklas (Na,K)[AlSi₃O₈] monoklinický

    • trojklonná (triklinická) řada

      • mikroklin K[AlSi₃O₈] triklinický
      • anortoklas (Na,K)[AlSi₃O₈] triklinický

    Krystalová struktura těchto alkalických sloučenin je odvislá od teploty krystalizace v magmatické tavenině. Monoklinické vysokoteplotní živce nesmírně pomalu (cca 100 - 200 milionů let) samovolně přecházejí do struktur s triklinickou symetrií. Sloučenina K[AlSi₃O₈] má dvě monoklinické modifikace (sanidin - stálý při teplotě nad 900 °C a ortoklas - stálý pod touto teplotou) a jednu triklinickou modifikaci (mikroklin), velmi blízkou monoklinické. V natronsanidinu je vždy draslík přítomen ve větším množství než sodík a v anortoklasu je tomu naopak. V podobě izomorfních příměsí obsahují sodno-draselné živce zejména Ba, Ca, Fe a někdy i Cs, Li a Rb.

• Foidy

  Neboli zástupci živců jsou minerály, které v procesu krystalizace z magmatické taveniny relativně chudé na SiO₂, vznikají místo sodno-draselných živců. Charakteristický je jejich chemizmus, neboť obsahují více alkálií K₂O, Na₂O, popřípadě alkalických zemin CaO, MgO než živce. Proto foidy částečně nebo úplně zastupují živce v alkalických magmatických horninách (znělcích, alkalických čedičích aj.).

  Z nich nejrozšířenější jsou leucit a nefelin, patří sem dále sodalit, nosean a haüyn.

• Zeolity

  Jsou hydratované alumosilikáty převážně alkalických zemin a alkálií. Mezi křemíko-kyslíkovými a hliníko-kyslíkovými tetraedry ve struktuře zeolitů jsou relativně velké dutiny (cca 0,4 - 0,8 nm), které jsou navzájem propojeny kanálky, probíhajícími v jednom, ve dvou nebo ve třech směrech. Elektrická neutralita struktury zeolitů je udržována ionty Ca⁺, K⁺, Mg⁺, Na⁺, případně řadou dalších. Tyto ionty jsou obklopeny molekulami vody, tzv. "zeolitové vody", kterou lze postupným, pozvolným zahříváním ze zeolitu odstranit, aniž dojde k porušení jeho mřížky. Dehydratované zeolity mají vysokou sorpční schopnost. Proces sorpce je selektivní a probíhá u každého zeolitu jinak, v závislosti na průměru kanálků (0,2 - 0,7 nm) probíhajících jeho strukturou. Molekuly větší než je průměr kanálků zeolitem neprojdou a proto nemohou být zeolitem sorbovány (zachycením v dutinách a kanálcích ve struktuře zeolitu). Na tomto principu je založena metoda "molekulového sítování", používaná např. při oddělování plynů ze směsi. Zeolity se chovají také jako ionexy, tj. měniče iontů, přičemž způsob výměny je u různých zeolitů různý.

  Praktické využití zeolitů je vzhledem k jejich vlastnostem značné. Používají se např. k čištění odpadních vod (odstranění NH⁴⁺, NH₃, těžkých kovů, popř. radionuklidů z odpadních vod jaderného průmyslu), k čištění odpadních plynů z tepelných elektráren a chemických provozů (zachycení SO₂, CO₂, oxidů dusíku a nespálených uhlovodíků), a k změkčování vody (jako plnohodnotná náhražka ekologicky závadných změkčovadel na bázi fosfátů). Zeolity jsou též součástí přípravků na likvidaci ropných skvrn na vodních tocích a mořské hladině. Značně se využívají i v zemědělství jako přísada do umělých hnojiv i jako půdní kondicionéry; používají se také jako přísada do krmiv pro hospodářské zvířectvo. Zeolity se používají i při výrobě papíru, cementu, atd.

  Zeolity se hojně nacházejí v dutinách neovulkanitů (např. v dutinách čedičů a znělců v Českém středohoří a Doupovských horách). Velká ložiska zeolitů vznikají přeměnou tufů, která je způsobena podzemními vodami atmosférického původu, nebo tzv. "pohřebnými" vodami slaných jezer, v nichž se vulkanický popel uložil (např. na Slovensku u Vranova nad Toplou.

  K nejrozšířenějším zeolitům patří heulandit, stiblit, chabazit, laumontit a zejména natrolit.