7.11  Cyklosilikáty


hlavní stránka obsah učebnice mapa webu o autorech rejstřík

7.11.1  Skupina beryl – cordierit

7.11.1.1  Beryl

7.11.1.2  Cordierit

7.11.1.3  Sekaninait

7.11.2  Skupina turmalínu

7.11.2.1  Skoryl

7.11.2.2  Elbait

7.11.2.3  Dravit

7.11.3  Skupina axinitu


Struktura cyklosilikátů (též cyklických silikátů) je charakterizována spojením minimálně tří tetraedrů SiO4 do uzavřených kruhů (cyklů), sdílením vždy dvou vrcholových kyslíků. Poměr Si:O je u jednoduchých cyklů 1:3. Většinou dochází k propojení 6 tetraedrů SiO4 (beryl, turmalín) a vzniká tak typická aniontová skupina (Si6O18)-12. Méně často jsou ve strukturách vytvářeny trojčlenné (benitoit) nebo čtyřčlenné (axinit) cykly tetraedrů, velmi vzácné jsou např. dvojité šestičetné prstence (milarit).

 

7.11.1  Skupina beryl – cordierit

Skupina sdružuje cyklosilikáty s jednoduchým šestičlenným prstencem, který je ve struktuře orientován v rovině (001). Kruhové skupiny jsou orientovány nad sebou, takže ve směru osy c vznikají poměrně prostorné kanálové dutiny. Tyto intersticiální prostory jsou obsazovány ionty OH, H2O, F, He, Na, Cs nebo K a hrají významnou roli při intersticiální substituci (viz kapitola 3.6.1.2.) v těchto minerálech.

Beryl je tradičně řazen mezi cyklosilikáty, ale někteří autoři se přiklánějí k možnosti řadit jej do skupiny tektosilikátů, protože existuje trojrozměrné propojení tetraedrickými pozicemi Be.

Cordierit je důležitým vedlejším minerálem některých hornin a je krajním členem izomorfní řady cordierit – sekaninait.

7.11.1.1  Beryl

Teoretické složení je vyjádřeno vzorcem Be3Al2(Si6O18), často se ale uplatňuje intersticiální substituce (kapitola 3.6.1.2.), kdy část Si je nahrazena méně valentním iontem (Be+2, Al+3) a další kationty pak vstupují do intersticiálních kanálových dutin, např. Na, K, Li, Rb, Cs, Sc, Ca, H2O nebo He.

Symetrie berylu je hexagonální (oddělení dihexagonálně dipyramidální). Ve struktuře jsou hexagonální šestičetné prstence Si6O18 rozmístěny nad sebou, paralelně s rovinou (001) a ve směru [001] vznikají intersticiálné kanálové dutiny. Prstence jsou do prostoru spojovány přes tetraedry BeO4 a oktaedry AlO6 (obrázek 711-1). Mřížkové parametry: a = 9,215; c = 9,192; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 711-2.

Často vytváří dlouze nebo krátce sloupcovité krystaly prizmatického typu s jednoduchým omezením, někdy s bohatšími dipyramidalnímy tvary (obrázek 711-3). Velikost krystalů může být v některých pegmatitech i několik metrů. Agregáty jsou jemně zrnité nebo stébelnaté.

Fyzikální vlastnosti: T = 7,5 – 8; H = 2,6 – 2,9. Beryl může být bezbarvý, bílý, nejčastěji zelený nebo žlutozelený (obrázky 711-4 a 711-5). Někdy vykazuje sektorovou stavbu. Velmi ceněné jsou drahokamové odrůdy: zelený smaragd, světlemodrý akvamarín, růžový vorobjevit a morganit, žlutý heliodor nebo purpurově červený bixbit. Má skelný lesk a nedokonalou štěpnost podle (0001).

Beryl je typickým akcesorickým minerálem některých granitických pegmatitů, kde často vystupuje s dalšími minerály Be (Písek, Otov, Maršíkov, Rožná). Je znám též z některých greisenů (Cínovec, Horní Slavkov). Typický výskyt smaragdů je ve svorech v asociaci s kyselými intruzívy (Habachtal), vzácně se objevuje na žilách alpské parageneze. Beryl je poměrně odolný, takže se místy objevuje v náplavech.

Důležitými dignostickými znaky je barva, tvar krystalů a tvrdost.

7.11.1.2  Cordierit

V teoretickém vzorci Mg2Al3(AlSi5O18) je definována částečná substituce Al v tetraedrických pozicích. Nahrazováním hořčíku atomy Fe přechází do druhého koncového členu – sekaninaitu. Běžné cordierity obsahují až 50 % sekaninaitové složky. Velmi pravidelná je přítomnost vody ve struktuře, minoritně mohou být přítomny Mn, Na nebo Li.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky dipyramidální). Popsána byla i vysokoteplotní polymorfní modifikace indialit s hexagonální symetrií (izotypní s berylem). Rombická forma je tvořena šestičlenými prstenci tetraedrů SiO4, kde je vždy část Si substituována atomy Al. Další atomy Al v tetredrické koordinaci propojují prstence do prostorové kostry. Toto uspořádání silně připomíná strukturu tektosilikátů, ve které se střídají tetraedry Al a Si. Atomy Mg jsou v oktaedrické koordinaci (obrázek 711-6). Mřížkové parametry: a = 9,721; b = 17,062; c = 9,339; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 711-7.

Krystaly jsou krátce sloupcovité, často s pseudohexagonální symetrií (obrázek 711-8), agregáty jsou zrnité nebo tvoří zarostlá zrna (obrázek 711-9), někdy až drahokamové kvality. Cordierit často cyklicky dvojčatí, což je nejlépe vidět v polarizačním mikroskopu.

Fyzikální vlastnosti: T = 7; H = 2,5 –2,7. Barva je modrá, fialová nebo nazelenalá (obrázek 711-10), může být bezbarvý. Má skelný lesk a na některých krystalech je makroskopicky patrný dichroismus. Vykazuje špatnou štěpnost, spíše odlučnost podle báze (001). Cordierit snadno podléhá přeměně (pinitizace), při které vzniká směs sericitu a chloritů. Pro určování jsou důležité optické vlastnosti cordieritu.

Při kontaminaci magmat plášťovými horninami vznikají cordieritové žuly (Nový Mnich). Cordierit je horninotvorným minerálem v silně metamorfovaných horninách bohatých Al v typické asociaci s křemenem, andalusitem, granátem, slídami a živci (cordieritové ruly a migmatity Vanov, Horní Bory). Je typickým minerálem kontaktních rohovců a cordierit-andalusitových břidlic.

Diagnostickými znaky je výskyt ve formě zrna a nápadná barva.

7.11.1.3  Sekaninait

Složení koncového členu je Fe2Al3(AlSi5O18), obvykle obsahuje určitý podíl Mg, Ca, Mn a vodu. Minerál je pojmenován po profesoru Sekaninovi, který působil na PřF MU.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky dipyramidální). Je izostrukturní s cordieritem. Mřížkové parametry: a = 17,234; b = 9,824; c = 9,298; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 711-11.

Tvoří nedokonalé krystaly kónického tvaru s velmi nápadnou odlučností podle (001). Agregáty jsou zrnité (obrázek 711-12).

Fyzikální vlastnosti: T = 7 – 7,5; H = 2,8. Barva je světle modrá až modrofialová, skelný lesk. Nápadná je odlučnost podle (001), na plochách jsou časté produkty přeměn.

Popsán byl z pegmatitu v Dolních Borech, kde se vyskytuje v krystalech až 60 cm velkých. Vzácně se objevuje v granitických horninách.

 

7.11.2  Skupina turmalínu

Minerály skupiny turmalínu jsou nejhojnějšími minerály s podstatným obsahem bóru, které se vyskytují v horninách zemské kůry. Skupina turmalínu dnes zahrnuje 14 samostatných minerálů s odlišným chemickým složením. Obecný vzorec turmalínu je uváděn jako:

XY3Z6T6O18(BO3)3V3W, kde do jednotlivých pozic vstupují:

X = Na, Ca,  (vaknce)

Y = Mg, Fe2+, Li, Al, Fe3+

Z = Al, Mg, Fe3+, Cr3+, V3+

T = Si, Al, B

B = B

V = OH, O

W = OH, F, O

Složení turmalínů je velmi citlivé na chemické složení původní taveniny nebo hydrotermálních fluid, na složení asociujících minerálů a PT podmínky vzniku. Mezi nejběžnější koncové členy patří skoryl, dravit, uvit, tsilasit nebo elbait.

Základem struktury turmalínu (obrázek 711-13) je tzv. turmalínový komplex, který se skládá z prstence šesti tetraedrů SiO4, na který se vážou tři oktaedry ZO6, tři skupiny BO3 a čtyři hydroxylové skupiny. Tyto komplexy mají hexagonální nebo ditrigonální symetrii a váží se ke spirálovitým řetězcům oktaedrů (YO6), které mají směr [001]. Velké kationty typu X obsazují větší dutiny nad středy šestičetných prstenců.

Krystaly mají zpravidla polární vývoj, který vede k výrazným pyroelektrickým i piezoelektrickým vlastnostem. Krystaly jsou sloupcovité (obrázek 711-14), někdy též čočkovité, prizmatické plochy často vertikálně rýhované.

Parageneze výskytu turmalínů souvisí s jejich chemickým složením.

7.11.2.1  Skoryl

Vzorec koncového členu se uvádí jako NaFe+23Al6(BO3)3(Si6O18)(F,OH)4, ale do strukturních pozic běžně vstupují menší podíly Mn, Fe+3, Mg, Cr, V nebo Li.

Symetrie je trigonální (oddělení ditrigonálně pyramidální). Struktura je popsána výše. Mřížkové parametry: a = 15,992; c = 7,172; Z = 3. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 711-15.

Skoryl tvoří krátce až dlouze sloupcovité krystaly s různopolárním vývojem, plochy vertikálního pásma bývají velmi výrazně rýhované (obrázek 711-16). Krystaly mohou být i čočkovitého habitu. Agregáty bývají sloupcovité (obrázky 711-17 a 711-18), stébelnaté nebo jehlicovité, někdy radiálně uspořádané. Běžné jsou i zrnité agregáty (obrázek 711-19).

Fyzikální vlastnosti: T = 7; H = 3,1 – 3,2. Skoryl je černý nebo velmi tmavě hnědý (obrázek 711-20), lesk je skelný nebo mastný. Není štěpný. Velmi důležité jsou optické vlastnosti skorylu.

Skoryl je typickým akcesorickým minerálem Al-bohatých (peraluminických), většinou leukokratních granitů, pegmatitů a aplitů (Lavičky, Dolní Bory, Písek). Na některých křemenných žilách je zastoupen jako hlavní složka, vyskytuje se ojediněle na Sn-W ložiskách nebo žilách alpské parageneze. Je běžnou akcesorií v některých metamorfovaných horninách, zejména rulách (Blaník, Nedvědice) nebo svorech (Svojanov). Díky své odolnosti může lokálně přecházet do náplavů.

7.11.2.2  Elbait

Teoretický vzorec se uvádí jako Na(Li,Al)3Al6(BO3)3(Si6O18)(F,OH)4, běžně obsahuje drobné izomorfní příměsi Fe, Mg, Mn nebo V.

Symetrie je trigonální (oddělení ditrigonálně pyramidální). Struktura je popsána výše. Mřížkové parametry: a = 15,858; c = 7,106; Z = 3.

Tvoří krátce nebo dlouze sloupcovité trigonální krystaly s rýhováním na plochách vertikálního pásma (obrázek 711-21). Agregáty jsou zrnité nebo stébelnaté.

Fyzikální vlastnosti: T = 7; H = 3 – 3,1. Barva je velmi proměnlivá, obvykle se rozlišují následující barevné variety: bezbarvý achroit, růžový rubelit, modrý indigolit (obrázek 711-22) a zelený verdelit. Lesk je skelný, štěpnost chybí. Optické vlastnosti elbaitu jsou podobné jako u skorylu.

Jeho výskyt je vázán na speciální typy litných pegmatitů, kde se často vyskytuje společně s lepidolitem, albitem, kasiteritem nebo niobitem. U nás jsou známy výskyty na pegmatitových tělesech v Rožné, Nové Vsi u Českého Krumlova nebo Dobré Vodě. Z miarolitických dutin granitů na ostrově Elba jsou známy elbaity ve formě „mouřenínských hlaviček“ (obrázek 711-23).

7.11.2.3  Dravit

Teoretický vzorec je NaMg3Al6(BO3)3(Si6O18)(F,OH)4, běžně obsahuje drobné izomorfní příměsi Fe, Mn, Cr nebo V.

Symetrie je trigonální (oddělení ditrigonálně pyramidální). Struktura je popsána výše. Mřížkové parametry: a = 15,934; c = 7,218; Z = 3.

Tvoří krátce i dlouze sloupcovité krystaly, někdy s vertikálním rýhováním, popsány byly i srostlice. Agregáty jsou stébelnaté, někdy paprsčitě uspořádané.

Fyzikální vlastnosti: T = 7, H = 3,1. Obvykle bývá tmavě hnědý, může být ale i čirý. Lesk je skelný.

Objevuje se v bazických pegmatitech nebo desilikovaných pegmatitech (Drahonín, Prosetín u Olešnice), častý je ve slabě metamorfovaných Mg bohatých horninách.

 

7.11.3  Skupina axinitu

Do této skupiny patří minerály řady axinitu a několik vzácných minerálů.

Chemické složení axinitu je proměnlivé, používá se souhrnný vzorec (Ca,Fe,Mn)3Al2B(Si4O14)O(OH). Podle zastoupení jednotlivých prvků se rozlišují tyto členy:

feroaxinit: Ca>1,5 a Fe >> Mn, Mg

magnezioaxinit: Ca>1,5 a Mg >> Mn, Fe

manganaxinit: Ca>1,5 a Mn >> Fe, Mg

tinzenit: Ca<1,5 a Mn > Fe, Mg

Symetrie je triklinická (oddělení triklinicky pinakoidální). Ve struktuře jsou čtyřčlenné prstence Si4O12 doprovázené skupinami BO3, vždy nad a pod rovinou prstence. Aniontové skupiny jsou propojeny koordinačními oktaedry Al (obrázek 711-24). Mřížkové parametry (hodnoty pro feroaxinit): a = 8,957; b = 9,218; c = 7,163; a = 102,7°; b = 98,03°; g = 88,03°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 711-25.

Krystaly jsou klínovitého nebo tabulkovitého tvaru (obrázek 711-26), agregáty jsou zrnité.

Fyzikální vlastnosti: T = 7; H = 3,2 –3,4. Barva závisí na složení, většinou je žlutá, hnědá, fialová (obrázek 711-27) nebo může být bezbarvý. Lesk je skelný, štěpnost podle (010) dobrá.

Axinit patří mezi vzácné puklinové minerály některých granitů a jejich kontaktních zón. Běžnější je v alpské paragenezi na puklinách amfibolitů, v asociaci s chloritem a kalcitem (Libodřice, Mirošov). Objevuje se i v metamorfovaných mramorech a erlánech (Nedvědice).


  Zpět na hlavní stránku