7.13 Fylosilikáty

Fylosilikáty jsou minerály, které mají vrstevní stavbu struktury a splňují i další kritéria, která je řadí právě do této skupiny. Velmi často používaným označením je pojem „jílové minerály“, který je ale obecnějším termínem. Mezi jílové minerály řadíme nejen všechny fylosilikáty, ale i některé oxidy a hydroxidy, které dodávají jílové hmotě plasticitu, a které ji vytvrzují po vypálení. Jílové minerály jsou hojně přítomny nejen ve starších horninách (především sedimetárních), ale jsou základem recentních sedimentů a půd. Z tohoto pohledu má jejich studium velký význam.

7.13.1 Struktura fylosilikátů

Základní stavební jednotkou všech fylosilikátů je tetraedr SiO₄, který se třemi kyslíky propojuje do dvojrozměrných nekonečných sítí (obrázek 713-1), kolmých na směr [001]. Z hlediska celkové struktury se rozlišují tzv. planární fylosilikáty, kde sítě tetraedrů jsou skutečně rovinné (např. slídy, kaolinit) a neplanární fylosilikáty, ve kterých je periodicita vrstev narušována nebo jsou vrstvy ohnuté, případně cylindricky stočené (např. antigorit, chrysotil). Obecnou vlastností fylosilikátů je dokonalá štěpnost podle báze (001).

7.13.1.1 Tetraedrická síť

Jak bylo uvedeno, základem struktury fylosilikátů je dvojrozměrně periodická síť tetraedrů SiO₄ (obrázek 713-1), které jsou vzájemně propojeny třemi vrcholy a čtvrtý směřuje kolmo nad rovinu sítě. V ideálním případě má tato síť hexagonální symetrii. Základní motiv tvoří jednotku (Si₂O₅)^-2. Do tetraedrických pozic mohou vstupovat i atomy hliníku, které mohou obsadit maximálně 1/2 tetraedrů. V takovém případě se tetraedrická síť deformuje a její symetrie je nižší než hexagonální (obrázek 713-2).

7.13.1.2 Oktaedrická síť

Nedílnou součástí struktury fylosilikátů jsou sítě oktaedrů M(O,OH)₆, které spolu sdílejí nejen vrcholy, ale i polovinu hran (obrázek 713-3). Oktaedry jsou seskládány plochou oktaedru kolmo k [001], takže tři anionty kyslíku (nebo hydroxylu) tvoří spodní vrstvu a tři anionty tvoří horní vrstvu a mezi vrstvami jsou uloženy oktaedrické kationty, nejčastěji Al, Fe a Mg (obrázek 713-4). Podle obsazení strukturních pozic v oktaedrické síti rozlišujeme:

trioktaedrické sítě jsou obsazovány dvojmocnými kationty (nejčastěji Mg a Fe) tak, že všechny oktaedrické pozice jsou obsazeny (obrázek 713-5). Trioktaedrická síť je celkově elektricky neutrální. Ve starším pojetí se tato síť označovala jako vrstva brucitového typu.
dioktaedrické sítě jsou obsazovány trojmocnými kationty (nejčastěji Al a Fe⁺³) tak, že dvě ze tří oktaedrických pozic jsou obsazeny a třetí je vakantní (obrázek 713-5). Celkově je dioktaedrická síť elektricky neutrální. Ve starším pojetí se tato síť označovala jako vrstva gibbsitového typu.

Ve strukturách skutečných minerálů existuje velké množství izomorfních záměn a poruch v periodicitě, takž za dioktaedrickou síť je pokládána taková, kde na tři oktaedrické pozice připadá průměrně více než než 2,5 kationtu a trioktaedrická je taková, kde je tento počet menší než 2,5 kationtu.

7.13.1.3 Propojení sítí ve fylosilikátech

Ve strukturách fylosilikátů se jednotlivé typy sítí mohou propojovat následujícími způsoby:

Dvě tetraedrické sítě se propojují vrstvami bazálních kyslíků prostřednictvím slabých van der Waalsových mezimolekulových sil (obrázek 713-6) nebo prostřednictvím mezivrstevního kationtu (obrázek 713-7).
Tetraedrická síť se propojuje přes apikálními kyslíky s kyslíky vrstvy oktaedrické (obrázek 713-8), nebo se mohou propojovat bazální kyslíky tetraedrické sítě s hydroxylovými skupinami sítě oktaedrické prostřednictvím vodíkových vazeb (obrázek 713-9).

Způsob propojení apikálních kyslíků tetraedrické sítě se sítí oktaedrickou je důležitý z hlediska další klasifikace fylosilikátů. Vznikají dva typy vrstev:

Vrstvy 1:1 (též vrstvy t-o) jsou takové, kde se propojuje jedna tetraedrická s jednou oktaedrickou sítí (obrázek 713-10). Tetraedrická a oktaedrická síť mají jednu společnou rovinu kyslíkových atomů (obrázek 713-8).
Vrstvy 2:1 (též vrstvy t-o-t) jsou spojením jedné oktaedrické a dvou tetraedrických sítí (obrázek 713-11). Tetraedrické sítě mají opačnou polaritu, tedy připojují se každá z jedné strany svými apikálními kyslíky k síti oktaedrické.

7.13.1.4 Klad vrstev ve fylosilikátech

Vrstvy, popsané v předcházející kapitole 7.13.1.3., jsou ve struktuře fylosilikátů mezi sebou kombinovány a leží kolmo na krystalografickou osu c. Klad vrstev může být pravidelný, ale velmi často vznikají různé typy nepravidelností, takže polytypie je u fylosilikátů zcela běžným jevem. Prostor mezi jednotlivými vrstvami se označuje jako mezivrství, kombinace jedné vrstvy a mezivrství vytváří základní strukturní jednotku fylosilikátu (obrázek 713-12), která rovněž definuje jeho složení.

Jednotlivé vrstvy ve struktuře fylosilikátů mohou být elektricky neutrální nebo díky některým substitucím mohou mít určitý záporný elektrický náboj. Na velikosti tohoto náboje závisí mechanismus vzájemné vazby vrstev ve struktuře. Je-li tento náboj malý, jsou vrstvy vázány slabými mezimolekulovými silami nebo vodíkovými můstky přes molekuly vody. Přesahuje-li náboj vrstvy hodnotu 0,5, je propojení vrstev obvykle realizováno pomocí mezivrstevních kationtů (zpravidla jednomocné kationty Na a K, výjimečně Ca⁺²).

7.13.1.5 Klasifikace fylosilikátů

Klasifikace fylosilikátů doporučená komisí IMA zohledňuje následující kritéria:

typ vrstev (1:1 nebo 2:1)
typ mezivrství (obsah vody nebo mezivrstevního kationtu)
náboj vrstvy (v závislosti na substitucích)
typy oktaedrických sítí (di- nebo trioktaedrické)
celkové chemické složení.

Základní klasifikace fylosilikátů je následující:

skupina serpentinu – kaolinitu. Minerály obsahují vrstvy typu 1:1, náboj vrstev je obvykle x = 0 (obrázek 713-13), v mezivrství mohou být nejvýše molekuly H₂O. Mezi minerály s trioktaedrickým typem sítí patří lizardit, cronstedtit, nepouit a nevrstevnaté typy antigorit, chrysotil. Dioktaedrickou síť obsahují minerály kaolinit, dickit, nakrit nebo halloysit.
skupina mastku – pyrofylitu. Minerály obsahují vrstvy typu 2:1, náboj vrstev je obvykle x = 0 (obrázek 713-14), v mezivrství není přítomen žádný materiál. Mezi minerály s trioktaedrickým typem sítí patří mastek, dioktaedrickou síť obsahuje pyrofylit.
skupina slíd. Minerály obsahují vrstvy typu 2:1, náboj vrstev je obvykle x = 0,6 – 1. V mezivrství jsou přítomny jednomocné nehydratované kationty (obrázek 713-15). Mezi minerály s trioktaedrickým typem sítí patří annit, (biotit), flogopit, polylitionit nebo trilitionit, dioktaedrickou síť obsahují muskovit, seladonit, illit nebo glaukonit.
skupina křehkých slíd. Minerály obsahují vrstvy typu 2:1, náboj vrstev je obvykle x = 1,8 – 2. V mezivrství jsou přítomny dvojmocné nehydratované kationty. Mezi minerály s trioktaedrickým typem sítí patří clintonit, dioktaedrickou síť obsahuje margarit.
skupina smektitů. Minerály obsahují vrstvy typu 2:1, náboj vrstev je obvykle x = 0,2 – 0,6. V mezivrství jsou přítomny hydratované vyměnitelné kationty (obrázek 713-16). Mezi minerály s trioktaedrickým typem sítí patří saponit nebo hektorit, dioktaedrickou síť obsahují montmorillonit, nontronit nebo beidellit.
skupina vermikulitu. Minerály obsahují vrstvy typu 2:1, náboj vrstev je obvykle x = 0,6 – 0,9. V mezivrství jsou přítomny hydratované vyměnitelné kationty. Jediným minerálem skupiny je vermikulit, který může mít trioktaedrickou nebo dioktaedrickou formu.
skupina chloritů. Minerály obsahují vrstvy typu 2:1, které jsou ještě proloženy jednou oktaedrickou vrstvou. Někdy se chlority označují jako fylosilikáty typu 2:1:1 (obrázek 713-17). Náboj vrstev je variabilní, v mezivrství je uložena oktaedrická síť. Klasifikace se provádí podle typu oktaedrické sítě ve vrstvě 2:1 a podle typu oktaedrické sítě v mezivrství. Mezi tri-tri-chlority patří pennin, klinochlor nebo chamosit, di-di-chloritem je donbasit a di-tri-chlority jsou cookeit a sudoit.
skupina pravidelně smíšených struktur. Patří sem fylosilikáty, ve kterých dochází k prorůstání základních strukturních jednotek různých typů. Většinou se jedná o prorůstání nahodilé, v případech, kdy se jedná o pravidelnou změnu, používají se některé speciální názvy, např. hydrobiotit (biotit/vermikulit), rectorit (dioktaedrická slída/dioktaedrický smektit) nebo corrensit (trioktaedrický chlorit/trioktaedrický smektit).

7.13.2 Skupina serpentinu – kaolinitu

Tato skupina minerálů obsahuje vrstvy typu 1:1, které jsou propojeny pomocí vodíkových vazeb. Trioktaedrické minerály mají v oktaedrických sítích převahu dvojmocného kationtu Mg, který bývá částečně zastupován Fe. Z planárních fylosilikátů sem řadíme lizardit, z neplanárních antigorit a chrysotil. V oktaedrických sítích dioktaedrických minerálů skupiny převažuje trojmocný hliník a oktaedrické pozice jsou z 1/3 vakantní, takže dochází k posunům koordinačních aniontů podél sdílených hran a tím k „natažení“ celé sítě. Vzdálenost vrstev 1:1 v kaolinitu je v ideálním případě 7,14 Å. Do skupiny patří minerály kaolinit, dickit a nakrit, které se liší v distribuci vakancí oktaedrické sítě.

7.13.2.1 Antigorit

Chemické složení lze vyjádřit jako Mg₃Si₂O₅(OH)₄, do oktaedrických pozic může vstupovat i menší množství Fe⁺², Fe⁺³ a Al.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky domatické). Tetraedrická a oktaedrická síť ve struktuře antigoritu nemají vzájemně odpovídající rozměry, takže při jejich spojení do vrstvy 1:1 dochází k deformacím, které vedou ke zvlnění vrstev. Zvlnění je způsobeno otočením dvojvrstvy po cyklech 10 – 20 tetraedrů (obrázek 713-18). Antigorit tedy patří do skupiny neplanárních fylosilikátů. Vzácnější forma antigoritu má rombickou symetrii. Mřížkové parametry: a = 43,522; b = 9,253; c = 7,262; b = 91,32°; Z = 16.

Krystaly jsou vzácné, destičkovité nebo lištovité. Tvoří převážně šupinkaté, lištovité nebo celistvé agregáty (obrázek 713-19).

Fyzikální vlastnosti: T = 3 – 4; H = 2,5 – 2,6. Barva je bílá, žlutá, zelená nebo hnědá, lesk je skelný nebo slabší. Je dokonale štěpný podle báze (001). Pro určování jsou důležité optické vlastnosti antigoritu.

Vzniká při zvětrávání olivínu ultrabazických a bazických hornin spolu s dalšími minerály serpentinové skupiny. Z ultrabazických hornin (převážně peridotitů) tak vznikají serpentinity (hadce) – Borek u Golčova Jeníkova, Hrubšice, Letovice, Věžná. Může rovněž vznikat jako jeden z produktů bastitizace – rozpadu pyroxenů. Vzácně se objevuje v některých mramorech.

Jeho výskyt není pravděpodobně tak běžný jak se předpokládá, těžko se odlišuje především od lizarditu.

7.13.2.2 Lizardit

Chemické složení je stejné jako u antigoritu Mg₃Si₂O₅(OH)₄, v oktaedrických pozicích je dominantní Mg, může ale vstupovat i menší množství Fe nebo Al. V tetraedrických pozicích je jen nepatrná substituce Al za Si.

Symetrie je trigonální, vyskytuje se nejčastěji ve formě polytypu 1T nebo 2H₁. Tetraedrická i trioktaedrická síť je jen minimálně deformovaná, takže se jedná o typicky planární fylosilikát (obrázek 713-20). Mřížkové parametry (1T): a = 5,31; c = 7,31; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-21.

Tvoří jemně zrnité až celistvé nebo šupinkaté agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 2,5; H = 2,5 – 2,6. Barva je bílá nebo zelená. Je dokonale štěpný podle báze.

Tento minerál je opomíjenou, ale významnou složkou serpentinitů.

7.13.2.3 Chrysotil

Chemické složení odpovídá teoretickému vzorci Mg₃Si₂O₅(OH)₄, v oktaedrických pozicích je dominantní Mg, může ale vstupovat i menší množství Fe nebo Al. V tetraedrických pozicích je jen nepatrná substituce Al za Si.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické, polytyp 2M) nebo rombická (polytyp 2Or). Ve struktuře jsou tetraedrické a dioktaedrické sítě deformovány tou měrou, že se stáčejí do trubičkovitých útvarů s vnějším průměrem do 30 nm (obrázek 713-22). Směr trubiček je u ortochrysotilu ve směru osy a, u parachrysotilu (také rombická symetrie) podle osy b. V přírodě nejčastější monoklinický chrysotil má trubičky stočeny spirálovitě. Vnitřní část trubiček bývá vyplněna amorfní silikátovou hmotou. Mřížkové parametry (2M): a = 5,313; b = 9,12; c = 14,637; b = 93,167°; Z = 4; polytyp 2Or: a = 5,34; b = 9,25; c = 14,2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-23.

Tvoří rovnoběžně vláknité agregáty (obrázek 713-24), vlákna jsou ohebná.

Fyzikální vlastnosti: T = 2,5; H = 2,5 – 2,6. Barva je bílá nebo světle zelená, lesk je hedvábný. Pro určování jsou vhodné optické vlastnosti chrysotilu.

Podobně jako antigorit vzniká přeměnou olivínu v ultrabazických horninách a stává se tak hlavní složkou serpentinitů. V tělesech může tvořit žilky ve formě azbestu (Mirovice, Nová Ves u Biskupic). Ojediněle se vyskytuje v mramorech a erlánech.

Na některých světových lokalitách je těžen pro průmyslové využití.

7.13.2.4 Kaolinit

Chemické složení je definováno vzorcem Al₂Si₂O₅(OH)₄, izomorfní vstup Mg nebo Fe je obvykle zanedbatelný (obrázek 713-25).

Symetrie je triklinická (oddělení pediální). Častým polytypem je 1T nebo vysoce neuspořádaný 1M_d. Vrstvy typu 1:1 jsou složeny z tetraedrické a dioktaedrické sítě, mezivrstevní prostor je prázdný, propojení vrstev je provedeno vodíkovou vazbou (obrázek 713-26). Mřížkové parametry: a = 5,154; b = 8,942; c = 7,401; a = 91,69°; b = 104,61°; g = 89,82°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-27.

Obvykle tvoří zemité agregáty tenkých destiček nebo šupinek pseudohexagonálního tvaru (obrázek 713-28). Někdy jsou destičky uspořádány podle bazálních ploch do pokroucených sloupečků. Vzácné jsou vláknité agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 1,5 – 2; H = 2,6. Barva je bílá, žlutá nahnědlá nebo načervenalá. Ve vlhkém stavu je plastický. Štěpnost je dokonalá podle (001), ale obvykle ji nelze určit.

Je typickým produktem alterace živců kyselých magmatických hornin v teplém a vlhkém klimatu, v některých oblastech vznikají rozsáhlá zvětralinová ložiska. Kaolinit je součástí „kaolínu“, což je reziduální přeplavená hornina, obsahující vedle práškového kaolinitu rovněž zrna křemene, případně další minerály. V České republice je řada významných ložisek v okolí Karlových Varů a Plzně (Sedlec, Podlesí, Horní Bříza, Kaznějov), v okolí Znojma (Únanov) nebo v žulovské pahorkatině (Vidnava). Ložiska kaolinu mohou vznikat i zvětráváním živci bohatých rul (Veverská Bitýška).

Kaolinit je významnou surovinou k výrobě porcelánu a keramiky.

7.13.2.5 Dickit a nakrit

Oba minerály mají složení shodné s kaolinitem Al₂Si₂O₅(OH)₄, izomorfní příměsi jsou minimální.

Symetrie obou minerálů je monoklinická (oddělení monoklinicky domatické). Dickit tvoří polytyp 2M₁ a nakrit polytyp 2M₂. Struktury se liší především ve vzájemném posunu a otočení při kladu vrstev (obrázek 713-29). Mřížkové parametry dickitu: a = 5,138; b = 8,918; c = 14,389; b = 96,74; Z = 4; nakrit: a = 8,906; b = 5,146; c = 15,664; b = 113,58; Z = 4. Práškové RTG difrakční záznamy jsou na obrázku 713-30.

Vzácné krystaly jsou tabulkovité, většinou tvoří jemně šupinkaté nebo celistvé agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 1; H = 2,6. Barva obou minerálů je bílá nebo světle žlutá. Pokud zvlhnou, jsou plastické. Štěpnost podle (001) nebývá patrná.

Dickit i nakrit vznikají v hydrotermálních podmínkách na rudních žilách nebo greisenech (Horní Slavkov, Krupka). Objevují se i v dutinách pelosideritů.

7.13.3 Skupina mastek – pyrofylit

Minerály této skupiny jsou tvořeny vrstvami 2:1, které mají prakticky nulový náboj (obrázek 713-31). Mezivrstevní prostor je prázdný, vrstvy jsou vázány převážně van der Waalsovými mezimolekulovými silami. Trioktaedrickým zástupcem je mastek, dioktaedrickou síť obsahuje pyrofylit.

7.13.3.1 Mastek

Složení mastku je definováno vzorcem Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂, Mg může být nahrazováno Fe a Al, vstup Al do tetraedrické sítě je velmi omezený.

Symetrie je triklinická, popsány byly i monoklinické polytypy. Variabilita v kladu vrstev 2:1 je poměrně značná. Struktura je definována kladem vrstev 2:1 (obrázek 713-32). Mřížkové parametry: a = 5,29; b = 9,173; c = 9,46; a = 90,46°; b = 98,68°; g = 90,09°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-33.

Krystaly jsou tence tabulkovité, častěji tvoří jemně zrnité až celistvé agregáty (obrázek 713-34).

Fyzikální vlastnosti: T = 1; H = 2,7 – 2,8. Barva je světle zelená až tmavě zelená (obrázek 713-35), lesk je perleťový nebo mastný. Štěpnost je dokonalá podle (001).

Mastek je hojným produktem přeměny olivínu a pyroxenů v ultrabazických horninách, je běžnou součástí serpentinitů. Může vznikat i na hydrotermálních žilách. V metamorfním procesu vzniká při regionální metamorfóze ultrabazických těles za vzniku mastkových břidlic (tělesa krupníků – Zadní Hutisko a Smrčina u Sobotína).

Mastek se průmyslově využívá na výrobu žáruvzdorných hmot.

7.13.3.2 Pyrofylit

Chemické složení lze vyjádřit vzorcem Al₂(Si₄O₁₀)(OH)₂, obsahuje nepatrné příměsi Mg, Ti, Fe⁺³ nebo Ca.

Symetrie je triklinická (oddělení triklinicky pinakoidální), existují i monoklinické polytypy. Vrstva 2:1 obsahuje trioktaedrickou síť obsazovanou převážně atomy Al, každá třetí pozice zůstává vakantní. Vrstvy jsou vzájemně vázány slabými van der Waalsovými silami (obrázek 713-36). Mřížkové parametry: a = 5,16; b = 8,966; c = 9,347; a = 91,18°; b = 100,46°; g = 89,64°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-37.

Krystaly jsou tabulkovité, často zakřivené a deformované, agregáty bývají lupenité nebo vláknité.

Fyzikální vlastnosti: T = 1,5 – 2; H = 2,8 – 2,9. Barva je bílá nebo šedá (obrázek 713-38), někdy se žlutavým nebo hnědým odstínem. Lesk je perleťový, štěpnost dokonalá podle (001).

Pyrofylit je méně běžný minerál, který může vznikat při zvětrávání živců (pegmatit Dolní Bory) nebo při zvětrávání pyroklastických a efuzivních hornin.

Někdy je využíván jako žáruvzdorná surovina.

7.13.4 Skupina slíd

Minerály skupiny slíd jsou důležitými horninotvornými minerály a jejich rozšíření je poměrně značné. Základem struktury jsou vrstvy 2:1, ve kterých je uložena dioktaedrická nebo trioktaedrická síť a dvě tetreadrické sítě s opačnou polaritou (obrázek 713-39). Izomorfie v obou typech sítí může být poměrně rozsáhlá. Podle mechanismu propojení jednotlivých vrstev můžeme rozlišit tři skupiny slíd:

pravé slídy – mají náboj vrstvy zpravidla x = 1 a propojení vrstev je realizováno prostřednictvím jednomocných mezivrstevních kationtů (trioktaedrické – řada annit – flogopit, siderofylit, eastonit, polylitionit nebo trilitionit; dioktaedrické – muskovit, paragonit, seladonit nebo roscoelit).
křehké slídy – náboj vrstev se blíží X = 2 a k propojení vrstev jsou využity dvojmocné mezivrstevní kationty (trioktaedrický clintonit nebo dioktaedrický margarit).
mezivrstevně deficitní slídy – mají náboj vrstev x = 0,6 – 0,85 a zpravidla nevykazují bobtnavost či expandabilitu. Řadíme sem illit nebo glaukonit.

V rámci skupiny slíd existuje rozsáhlá polytypie a ve zjednodušeném pohledu můžeme polytypy slíd rozdělit na periodické, kde dochází k pravidelnému opakování vrstev ve směru c a polytypy neperiodické, kde pravidelné uspořádání ve směru c zcela chybí.

7.13.4.1 Flogopit

Chemické složení koncového členu vyjadřuje vzorec KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂, běžná je substituce v oktaedrické síti, kam do pozic Mg vstupuje běžně Fe (tato mísitelnost je neomezená směrem k druhému koncovému členu řady – annitu), Al nebo Fe⁺³. V tetraedrických pozicích je poměr Si:Al poměrně ustálený. Hydroxylové skupiny mohou být značnou měrou zastupovány anionty F nebo Cl. V mezivrstvě může být draslík zčásti nahrazen sodíkem.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické, polytyp 1M), popsán byl i triklinický polytyp 3T nebo další monoklinické polytypy 2M₁ a 1M_d. Struktura je tvořena vrstvami 2:1 s trioktaedrickou sítí, vrstvy jsou propojeny prostřednictvím mezivrstevního kationtu K⁺ (obrázek 713-40). Mřížkové parametry: a = 5,38; b = 9,19; c = 10,155; b = 100,08°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-41.

Krystaly jsou zpravidla nedokonalé tabulky a destičky, tenké lupínky jsou ohebné. Agregáty jsou hrubě až jemně zrnité, šupinkaté (obrázek 713-42).

Fyzikální vlastnosti: T = 2 – 2,5; H = 2,7 – 2,9. Bývá průsvitný nebo průhledný, barva je hnědá, hnědočerná nebo zelená (obrázek 713-43). Lesk je skelný nebo perleťový, štěpnost velmi dokonalá podle (001).

Flogopit vzniká při kontaktní metamorfóze vápenců a dolomitů (Horní Lipová), vzniká jako reakční minerál mezi pegmatity a okolními ultrabazickými horninami (Heřmanov, Věžná). Objevuje se v některých alterovaných bazických magmatitech.

7.13.4.2 Annit

Chemické složení koncového členu vyjadřuje vzorec KFe₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂, běžná je substituce v oktaedrické síti s neomezenou mísitelností s flogopitem (Mg) a dále mohou vstupovat Al nebo Fe⁺³. V tetraedrických pozicích je poměr Si:Al poměrně ustálený. Hydroxylové skupiny mohou být značnou měrou zastupovány anionty F nebo Cl. V mezivrstvě může být draslík zčásti nahrazen sodíkem.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické, polytyp 1M). Existují i další, méně běžné polytypy. Struktura je shodná s flogopitem (obrázek 713-44). Mřížkové parametry: a = 5,386; b = 9,324; c = 10,268; b = 100,63°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-45.

Krystaly jsou vzácné, agregáty jsou drobně lupenité nebo tabulkovité.

Fyzikální vlastnosti: T = 2,5 – 3; H = 3,2. Barva je hnědá nebo černá, lesk může být až polokovový. Štěpnost je velmi dokonalá podle (001).

Čistý annit se objevuje poměrně vzácně, například v některých typech skarnů.

7.13.4.3 Biotit

Jako biotit se označuje tmavá trioktaedrické slída, jejíž složení je kombinací koncových členů flogopitu, annitu, siderofylitu (KFe₂Al[Al₂Si₂O₁₀][OH]₂) a eastonitu (KMg₂Al[Al₂Si₂O₁₀][OH]₂). Mírně převažující složkou je zpravidla flogopit. Označení biotit není z klasifikačního hlediska správné, ale toto označení je vžité pro označování většiny horninotvorných tmavých trioktaedrických slíd (obrázek 713-46).

Struktura, složení, vzhled i fyzikální vlastnosti odpovídají poměru koncových členů. Obecně lze ale říci, že biotit tvoří krystaly jen vzácně, jsou nedokonalé tabulkovité nebo krátce sloupcovité s pseudohexagonálním průřezem (obrázky 713-47 a 713-48). Dvojčatí podle (110) – obrázek 713-49. Většinou tvoří destičkovité nebo šupinaté zrnité agregáty (obrázky 713-50 a 713-51). Barva je hnědá nebo hnědočerná (obrázek 713-52) a typická je velmi dokonalá štěpnost podle (001). Pro poznávání jsou důležité optické vlastnosti biotitu.

Slída typu biotitu je běžným horninotvorným minerálem řady magmatických hornin – granodiority (Brno - Královo Pole), křemenné diority, diority (Dolní Kounice), pegmatity (Dolní Bory, Věžná), lamprofyry (Jemnice) nebo andezity. V metamorfovaných horninách je běžnou složkou svorů (Ramzová), rul nebo granulitů (Horní Bory), je indexovým minerálem v biotitové zóně. V sedimentech se vyskytuje jen ojediněle. Biotit snadno zvětrává, mění se na smektity, vermikulit nebo chlority.

Diagnostickými znaky je barva a dokonalá štěpnost.

7.13.4.4 Lepidolit

Lepidolit je klasifikačně nesprávné označení pro slídu, jejíž složení se pohybuje mezi koncovými členy polylitionitem KLi₂Al(Si₄O₁₀)F₂ a trilitionitem KLi_1,5Al_1,5(AlSi₃O₁₀)F₂. Poměrně častý je vstup Rb a Cs nebo malé množství Fe a Mg.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Popsány byly polytypy 1M, 2M₁, 2M₂ nebo 1T. V trioktaedrických sítích najdeme pravidelné rozdělení Li a Al do strukturních pozic, v mezivrstevním prostoru je kationt draslíku (někdy i Rb a Cs). Mřížkové parametry polylitionitu: a = 5,188; b = 8,968; c = 10,029; b = 100,45°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-53.

Tabulkovité pseudohexagonální krystaly jsou vzácné, většinou vytváří jemně šupinkaté až celistvé agregáty (obrázek 713-54).

Fyzikální vlastnosti (polylitionit): T = 2 – 3 ; H = 2,6 – 2,8. Často mívá velmi pestré zbarvení od bílé, přes růžovou, červenou, zelenou, modrou až po fialovou barvu (obrázek 713-55). Lesk je zpravidla perleťový, štěpnost dokonalá podle (001). Lupínky jsou ohebné a elastické.

Je typickým minerálem speciálních Li-pegmatitů (Rožná, Jeclov, Dobrá Voda, Tři Studně), kde může vytvářet velká hnízda. Byl poprvé popsán v 18. století právě z moravské lokality Rožná.

Lokálně se využívá jako surovina lithia.

Diagnostickými znaky je vzhled agregátů a barva.

7.13.4.5 Cinvaldit

Jako cinvaldit se označuje trioktaedrické slída, jejíž složení se pohybuje mezi koncovými členy siderofylitem KFe₂Al(Al₂Si₂O₁₀)(OH)₂ a polylitionitem KLi₂Al(Si₄O₁₀)F₂.

Krystaly jsou tabulkovité nebo lupenité, obvykle tvoří lupenité nebo šupinkaté agregáty (obrázek 713-56).

Fyzikální vlastnosti: T = 3,5 – 4; H = 2,9 – 3,1. Barva je stříbřitě šedá nebo žlutohnědá se skelným nebo perleťovým leskem. Štěpnost je dokonalá podle (001).

Cinvaldit je typickou slídou greisenových ložisek (Horní Slavkov, Krupka, Cínovec), kde se vyskytuje v asociaci s křemenem, kasiteritem a wolframitem. Vzácně se vyskytuje v některých kyselých granitech a pegmatitech.

7.13.4.6 Muskovit

Chemické složení je definováno vzorcem KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂. Substituce jsou poměrně časté – v oktaedrické síti se objevuje Mg, Fe, Mn, V nebo Cr. Poměr Si:Al v tetraedrické síti je zpravidla stálý. Do mezivrstevního prostoru může částečně vstupovat Na (koncový člen paragonit).

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Polytypie je běžná, nejčastěji se jedná o struktury typu 2M₁, 1M a 3T. Struktura je typickou ukázkou fylosilikátu s vrstvami 2:1 s dioktaedrickou sítí a mezivrstevním kationtem (obrázek 713-57). Mřížkové parametry (2M₁): a = 5,191; b = 9,008; c = 20,047; b = 95,76°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-58.

Krystaly jsou tabulkovité nebo šupinkovité (obrázek 713-59), srůstá podle (001). Agregáty jsou hrubě až jemně šupinkovité nebo lístečkovité (obrázky 713-60 a 713-61), zpravidla s dobře viditelnou štěpností.

Fyzikální vlastnosti: T = 2 – 2,5; H = 2,8 – 2,9. Je často bezbarvý nebo světle šedý (obrázek 713-62), některé odrůdy jsou zelené, žluté nebo i do červena. Lesk je skelný nebo perleťový, štěpnost (obrázek 713-63) velmi dokonalá podle (001). Pro určování jsou významné optické vlastnosti muskovitu.

Muskovit je běžnou horninotvornou „světlou“ slídou. Běžně se vyskytuje v kyselých intruzívních a žilných horninách typu granitů (Žulovsko), pegmatitů (Dolní Bory, Rožná, Maršíkov) nebo aplitů. Je hlavním minerálem některých metamorfovaných pelitických hornin, především fylitů (Nové Město nad Metují, Běloves), svorů (Petříkov, Sobotín) a sericitických břidlic. Muskovit je poměrně stabilní, takže se objevuje i v klastických sedimentech, např. pískovcích a slepencích. Pokud zvětrává, rozpadá se na jemně šupinkatý sericit nebo se vzácně mění na hydromuskovit.

Pro poznávání je důležitá barva, vhled agregátů a štěpnost.

7.13.4.7 Illit

Složení se uvádí jako K_0,65Al₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂. Do dioktaedrické sítě mohou vstupovat další kationty, např. Fe⁺³, Mg nebo Fe⁺².

Strukturně se jedná o mezivrstevně deficitní slídu, která může vykazovat expandibilitu, takže se někdy používá pojem „jílová slída“. Illitové vrstvy bývají často součástí smektitových struktur.

Illit bývá celistvý, velmi jemnozrnný, svými mikrošupinkami spíše připomíná smektity.

Fyzikální vlastnosti: T= 1 – 2; H = 2,6 – 2,9. Barva je bílá nebo světle šedá.

Je podstatným minerálem řady jílových sedimentů a břidlic. Zčásti se vyskytuje ve zvětralinách s kaolinitem, popsán byl i z hydrotermálních žil.

7.13.4.8 Glaukonit

Složení glaukonitu se podobá illitu, jedná se rovněž o mezivrstevně deficitní slídu.

Symetrie je monoklinická, izomorfie může být v oktaedrických sítích poměrně rozsáhlá. Mřížkové parametry: a = 5,234; b = 9,066; c = 10,16; b = 100,5°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-64.

Vyskytuje se ve formě nepravidelných nebo kulovitých zrn.

Fyzikální vlastnosti: T = 2; H = 2,4 – 2,9. Barva je modrozelená nebo zelená, lesk matný. Štěpnost je dokonalá podle (001).

Recentně vzniká v mořských sedimentech, s postupnou diagenezí se mění jeho strukturní charakteristiky. Běžný je v glaukonitových pískovcích a písčitých slínech české křídové tabule nebo karpatských příkrovů (Řeka).

7.13.5 Skupina smektitů

Základem struktury těchto minerálů jsou trioktaedrické nebo dioktaedrické vrstvy 2:1, které jsou mezi sebou vázány přes vyměnitelné kationty a jejich hydratační obaly tvořené molekulovou vodou (obrázek 713-65). Vrstvy jsou velmi podobné pyrofylitu nebo mastku, ale jejich náboj je díky substitucím x = 0,2 – 0,6. Substituce v tetraedrických pozicích většinou nepřesahuje 0,5 atomu na 4 pozice.

Významnou vlastností těchto struktur je schopnost přijímat do mezivrstevních prostor různé typy kationtů, které jsou zpravidla koordinavány s molekulami vody (obrázek 713-66). Tento vstup je spojen s prodlužováním strukturního parametru c a tato vlastnost se označuje jako bobtnavost. V přírodě má tento proces velký význam, zvláště s ohledem na fakt, že smektity dokáží nejdéle podržet důležitý biogenní kationt K⁺. V praxi se používají jako velmi účinné iontoměniče.

Struktura minerálů skupiny smektitů může být uspořádaná a lze pak rozlišit řadu polytypů. Velmi často se ale setkáváme s tzv. turbostratickými strukturami, kde zcela chybí uspořádání v kladu vrstev. Pro smektity je rovněž typická forma výskytu v podobě jemně šupinkatých a celistvých agregátů.

7.13.5.1 Montmorillonit

Chemické složení vyjadřuje vzorec M_0,5Al_1,5Mg_0,5(Si₄O₁₀)(OH)₂, kde M označuje možné mezivrstevní kationty výměnného typu (K, Na, Ca) a je symbol pro vaknce nad rámec principu dioktaedrické sítě. Do tetraedrických pozic vstupuje jen minimum Al. V oktaedrických pozicích mohou vystupovat i Fe²⁺ nebo Fe⁺³.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Struktura je poměrně variabilní, především v oblasti mezivrství a v dioktaedrické síti (obrázek 713-67). Značná část přírodních montmorillonitů má turbostratickou stukturu. Mřížkové parametry: a = 5,17; b = 8,94; c = 9,95; b = 99,9°; Z = 1. Práškový RTG difrakční záznam (obrázek 713-68) je velmi citlivý na typ atomů v mezivrství a přítomnost vody (stačí změna vzdušné vlhkosti).

Jemnozrnné, často zemité agregáty jsou složeny z velmi malých destiček.

Fyzikální vlastnosti: T = 1,5 – 2; H = 2 – 2,7 (podle složení a hydratace). Barva je bílá, šedá nebo narůžovělá. Dokonalá bazální štěpnost krystalů existuje, ale na agregátech ji nelze vidět.

Vzniká jako produkt zvětrávání bazaltových tufů, popelů a skel. Objevuje se i při zvětrávání hadců, pegmatitů nebo granitoidních hornin. Vysoký obsah je v recentních sedimentech, s postupujícím časem jeho množství klesá.

7.13.5.2 Saponit

Chemické složení je vyjádřeno vzorcem M_0,5Mg₃(Al_0,5Si_3,5O₁₀)(OH)₂, kde M označuje možné mezivrstevní kationty výměnného typu (K, Na, Ca). V trioktaedrické síti se může objevit Fe⁺², Fe⁺³ nebo Al. V tetraedrické síti připadá v průměru 0,5 atomu Al na 4 strukturní pozice.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Vyskytuje se ve více polytypech, časté bývá turbostratické uspořádání struktury.

Agregáty jsou jemně šupinkaté nebo celistvé.

Fyzikální vlastnosti: T = 1,5 – 2; H = 2,3. Barva je bílá nebo šedozelená, lesk je mastný. Dokonalá bazální štěpnost nebývá patrná.

Vzácně vzniká při rozkladu živců v desilikovaných pegmatitech (Hrubšice), objevuje se na rudních žilách (Stříbro) nebo na žilách alpské parageneze (Markovice).

7.13.6 Skupina chloritů

Základní stavební jednotkou struktury chloritů jsou vrstvy 2:1, složené z centrální di- nebo trioktaedrické sítě a dvou tetraedrických sítí s opačnou polaritou, přiložených k oktaedrické síti. Tyto vrstvy jsou proloženy mezivrstevní di- nebo trioktaedrickou sítí, tvořenou kationtem koordinovaným s hydroxylovými skupinami (obrázek 713-69). Vzájemné propojení sítí je realizováno vodíkovými vazbami. Polytypie je ve skupině chloritů poměrně rozsáhlá (1M₁, 1M₂, 3T₁, 1A₄ a další).

Chemické složení minerálů skupiny chloritu je velmi variabilní, obecný princip lze vyjádřit následujícím schematickým vzorcem:

(R⁺²_6-x-zR⁺³_x_y)(Si_4-zR⁺³_z)O₁₀(OH)₈,

kde první závorka definuje obsazení kationtů v oktaedrických sítích (ve vrstvě 2:1 i v mezivrstvě) a druhá závorka reflektuje obsazování v tetraedrické síti. Přítomnost vakancí v oktaedrických sítích je u chloritů běžná. Přítomnost dvou typů oktaedrických sítí umožňuje klasifikovat chlority do podskupin. Síť bude trioktaedrická, pokud splňuje M = 2,5 - 3,0 a počet vakancí je = 0,5 - 0,0. Dioktaedrická síť má M = 2,0 - 2,5 a = 1,0 - 0,5 (M = oktaedrický kation, = vakance). Pokud budeme značit M oktaedrický kation v 2:1 vrstvě, Mi oktaedrický kation v hydroxylové mezivrstvě a vakanci, můžeme provést základní rozdělení chloritů do podskupin (obrázek 713-70):

tri-trioktaedrické (M_2,5-3 _0,5-0 Mi_2,5-3 _0,5-0) = M_5-6_1-0
di-trioktaedrické (M_2-2,5 _1-0,5 Mi_2,5-3 _0,5-0) = M_4,5-5,5 _1,5-0,5
tri-dioktaedrické (M_2,5-3 _0,5-0 Mi_2-2,5 _1-0,5) = M_4,5-5,5 _1,5-0,5
di-dioktaedrické (M_2-2,5 _1-0,5 Mi_2-2,5 _1-0,5) = M_4-5 _2-1

Rozdělení chloritů na jednotlivé koncové členy se provádí na základě dvou základních kritérií. První kritérium určuje dominantní oktaedrický kationt:

chlority s dominantními dvojmocnými kationty (R⁺² > R⁺³)
chlority s dominantními trojmocnými kationty (R⁺³ > R⁺²).

Druhým kritériem je přítomnost kationtu konkrétního prvku. Přehled koncových členů je na obrázku 713-71. Pro zpřesnění názvu a chemického složení se často u chloritů používá i kritérium druhého dominantního kationtu, např. označení železitý ripidolit. Chemické složení chloritů je většinou komplikované, jednotlivé koncové členy bývají zastoupeny různou měrou.

7.13.6.1 Klinochlor

Chemické složení se definuje vzorcem Mg₅Al(AlSi₃)O₁₀(OH)₈. Substituce v tetraedrické síti jsou omezené, v oktaedrické síti může být Fe, Mn nebo Fe⁺³.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Strukturně se jedná o tri-trioktaedrický chlorit (obrázek 713-72). Mřížkové parametry: a = 5,327; b = 9,232; c = 14,399; b = 97,16°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-73.

Krystaly jsou tabulkovité, pseudohexagonálního tvaru (obrázek 713-74), agregáty hrubě až jemně zrnité (obrázek 713-75), lístečkovité nebo celistvé.

Fyzikální vlastnosti: T = 2 – 2,5; H = 2,5 – 2,7. Barva žlutozelená nebo zelená (obrázek 713-76), lesk je skelný nebo perleťový.

Je hlavním minerálem zelených a chloritových břidlic (Sobotín), méně často se vyskytuje v serpentinitech a pegmatitech. Je častým minerálem na žilách alpské parageneze (Mirošov).

7.13.6.2 Chamosit

Chemické složení se blíží vzorci Fe⁺²₅Al(AlSi₃)O₁₀(OH)₈. Substituce v tetraedrické síti jsou omezené, v oktaedrické síti může zastupovat Mg, Mn nebo Fe⁺³.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Strukturně se jedná o tri-trioktaedrický chlorit (obrázek 713-77). Mřížkové parametry: a = 5,373; b = 9,306; c = 14,222; b = 97,88°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-78.

Zpravidla tvoří celistvé nebo oolitické agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 3; H = 3 – 3,4. Barva je tmavě zelená nebo hnědá až černá. Důležité jsou optické vlastnosti chamositu.

Je poměrně běžnou součástí Fe sedimentárních rud, u nás ordovické rudy v oblasti Nučic nebo se vyskytuje ve slabě metamorfovaných železných rudách Lahn-Dillského typu (šternbersko-hornobenešovský pruh v Nízkém Jeseníku).

7.13.6.3 Ripidolit

Chemické složení se vyjadřuje vzorcem Fe⁺²_4,5Al_1,5(Al_1,5Si_2,5)O₁₀(OH)₈. Substituce v tetraedrické síti jsou omezené, v oktaedrické síti může zastupovat Mg, Mn nebo Fe⁺³.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Mřížkové parametry: a = 5,3; b = 9,3; c = 14,3; b = 97°; Z = 2.

Krystaly jsou tabulkovité (obrázky 713-79 a 713-80), někdy zdvojčatělé podle (001). Zpravidla tvoří celistvé nebo zrnité agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 2 – 2,5; H = 2,5 – 2,7. Barva je šedozelená nebo zelená, štěpnost dokonalá podle ploch báze. Důležité jsou optické vlastnosti.

Je poměrně častou součástí chloritových břidlic, objevuje se v pegmatitech.

7.13.6.4 Sudoit

Chemické složení se blíží vzorci Al₃Mg₂(AlSi₃)O₁₀(OH)₈. Substituce v tetraedrické síti jsou omezené, v oktaedrické síti může zastupovat Fe⁺², Mn nebo Fe⁺³.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Strukturně se jedná o di-trioktaedrický chlorit. Mřížkové parametry: a = 5,237; b = 9,07; c = 14,285; b = 97,02°; Z = 2.

Zpravidla tvoří celistvé agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 2,5 – 3,5; H = 2,6 – 2,7. Barva je bílá nebo světle šedá. Štěpnost je dokonalá podle (001).

Objevuje se na některých hydrotermálních žilách.

7.13.6.5 Cookeit

Chemické složení se blíží vzorci Al₄Li₁(AlSi₃)O₁₀(OH)₈. Substituce v tetraedrické síti jsou omezené, v oktaedrické síti může zastupovat Fe⁺³, Mg nebo Mn.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Strukturně se jedná o di-trioktaedrický chlorit. Mřížkové parametry: a = 5,13; b = 8,93; c = 28,7; b = 98,75°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 713-81.

Tvoří destičky, často radiálně uspořádané.

Fyzikální vlastnosti: T = 2,5; H = 2,7. Barva je bílá, nažloutlá nebo nazelenalá. Lesk je skelný, štěpnost dokonalá podle (001).

Vyskytuje se jako pozdní minerál v některých pegmatitech, obvykle vzniká přeměnou petalitu (Dobrá Voda, Radkovice).

Zpět na hlavní stránku