7.14 Tektosilikáty

Tektosilikáty (angl. „network silicates“) se vyznačují prostorovou vazbou tetraedrů SiO₄. V této struktuře propojuje každý kyslík dva tetraedry a poměr Si:O = 1:2. Výsledkem je poměrně pevná a stabilní struktura. Pokud jsou ve struktuře pouze tetraedry SiO₄ je celková struktura elektricky neutrální (případ minerálů skupiny SiO₂, zde řazeno k oxidům). Ostatní tektosilikáty mají ve struktuře i jiné ionty, nejčastěji Na, K nebo Ca. Aby tyto ionty mohly do struktury vstoupit, musí být část Si⁺⁴ iontů v tetraedrických pozicích nahrazena méně valentním iontem, zpravidla to bývá Al⁺³. Vznikne tak nedostatek kladného náboje, který je vyrovnán vstupem výše uvedených kationtů do struktury.

Některé tektosilikáty mají ve své struktuře poměrně velké dutiny, které jsou obsazovány komplexy hydratovaných kationtů (zeolity). Struktury tektosilikátů jsou také ovlivňovány uspořádáním, resp. neuspořádáním atomů Al v tetraedrických pozicích. U vysokoteplotních modifikací je toto uspořádání statistické, u nízkoteplotních fází dochází k pravidelnému rozmístění atomů Al, a tím ke snížení celkové symetrie struktury.

V některých mineralogických systémech jsou tektosilikáty děleny na tektosilikáty bez cizích aniontů (živce, leucit a nefelín) a tektosilikáty s cizími anionty (některé foidy – sodalit, nosean a hauyn).

7.14.1 Skupina živců

Živce tvoří samostatnou skupinu tektosilikátů, které mají nezastupitelný význam z hlediska složení hornin zemské kůry. Jsou podstatnými horninotvornými minerály běžných vyvřelých hornin a jsou běžné i v mnoha metamorfovaných i sedimentárních horninách.

Složení minerálů skupiny živců lze vyjádřit obecným vzorcem

K_x Na_y Ca_1-(x+y) Al_2-(x+y) Si_2+(x+y) O₈,

kde 0< (x+y)< 1 a x představuje molární zlomek K-živce, y molární zlomek Na-živce a 1-(x+y) molární zlomek Ca-živce. Základní vztahy ve této skupině lze vyjádřit pomocí trojúhelníkového diagramu (obrázek 714-1).

Základní rozdělení živců se provádí na tři skupiny:

alkalické živce mají poměr Al : Si = 1 : 3 a mřížkový parametr c @ 7 Å. Do této skupiny řadíme draselné živce ortoklas (Or), sanidin (Sa), mikroklin (Mi) a sodný živec albit (Ab).
plagioklasy jsou živce, které mají Al : Si v rozsahu 1 : 3 až 1 : 1, mají mřížkový parametr blízký c @ 14 Å. Jsou zastoupeny řadou sodno-vápenatých živců s krajními členy albitem (Ab) a anortitem (An).
barnaté živce jsou velmi blízké plagioklasům jak strukturně, tak chemicky. Patří sem celsián (Cn) a hyalofán.

Zvláštní postavení v celé skupině má albit, který je řazen jak mezi alkalické živce, tak mezi plagioklasy. Neomezenou izomorfní mísitelnost najdeme pouze ve skupině plagioklasů, skupina alkalických živců (albit – ortoklas) je neomezeně mísitelná pouze za vyšších teplot. Při postupném poklesu teploty dochází k její exsoluci (odmíšení). Jestliže je K-živec v původním pevném roztoku hojnější (albit tvoří odmíšeniny v hostitelském K-živci), je tato exsoluční struktura označována jako „pertit“ (obrázek714-2), v opačném případě jde o „antipertit“.

Izomorfní mísitelnost mezi K-živci a anortitem je velmi omezená. Velmi dobrá je izomorfní mísitelnost mezi alkalickými a barnatými živci. Izomorfie v plagioklasové řadě je dokonalá a podle složení se rozlišuje řada členů: albit (Ab₁₀₀-Ab₉₀), oligoklas (Ab₉₀-Ab₇₀), andezín (Ab₇₀-Ab₅₀), labradorit (Ab₅₀-Ab₃₀), bytownit (Ab₃₀-Ab₁₀) a anortit (Ab₁₀-Ab₀).

Struktura živců je založena na prostorové síti SiO₄ tetraedrů (obrázek 714-3), které jsou v některých pozicích nahrazovány tetraedry AlO₄, takže je umožněn vstup dalších prvků do struktury (Na, K, Ca, Ba). Při vstupu pouze jednomocných prvků musí být nahrazena 1/4 tetraedrů SiO₄ tetraedry AlO₄, při vstupu pouze dvojmocných prvků musí být nahrazena polovina Si tetraedrů. Tetraedrické pozice se ve struktuře živců označují jako T₁ a T₂, ionty alkalických kovů obsazují speciální dutiny v 9-četné koordinaci (obrázek 714-4). Tetraedrické skupiny vytvářejí 4-četné kruhy propojené do dvojitých prostorových „řetězců“ ve směru osy a. Z hlediska strukturní klasifikace živců je významným kritériem strukturní stav živců, tedy pravidelnost, resp. nepravidelnost uspořádání atomů Al ve struktuře. Distribuce atomů Al v tetraedrických pozicích je totiž silně závislá na teplotě krystalizace a teplotní historii každého živce. Živce vykrystalizované velmi rychle mají vysoký stupeň neuspořádanosti Al (náhodné obsazování tetraedrických pozic) a označují se jako vysoké (high, např. vysoký sanidin, vysoký albit), živce krystalizující zvolna se vyznačují vysokým stupněm uspořádání atomů Al a označují se jako nízké (low, nízký sanidin, nízký albit). Neuspořádané živce mají obvykle monoklinickou symetrii 2/m. Pokud atomy Al obsazují pouze určité strukturní pozice (obrázek 714-5), stává se struktura uspořádanou. Tento jev je doprovázen vymizením roviny symetrie a dvojčetné rotační osy symetrie, takže většina uspořádaných struktur má symetrii triklinickou.

Mezi obecné charakteristiky živců můžeme počítat tabulkovité krystaly podle (010) omezené pinakoidy, případně prizmaty. Agregáty živců jsou tabulkovité, s nápadnou štěpností. Barva živců je většinou světlá. Lesk živců je skelný, tvrdost 6, hustota kolísá podle složení od 2,6 do 2,9 g/cm³. Všechny živce mají dokonalou štěpnost podle (001) a velmi dobrou podle (010).

7.14.1.1 Sanidin

Alkalický živec s ideálním složením KAlSi₃O₈, většinou obsahuje podstatnou izomorfní příměs Na. Za vysokých teplot je neomezeně mísitelný s vysokým albitem.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Sanidin je jednou z polymorfních modifikací K-živců (další jsou např. mikroklin a ortoklas). Vykazuje vysokou neuspořádanost distribuce atomů Al v tetraedrických pozicích, dutiny mezi čtyřmi tetraedrickými pozicemi jsou obsazeny atomy K (méně Na) v 9-četné koordinaci (obrázek 714-6). Mřížkové parametry: a = 8,562; b = 12,996; c = 7,193; b = 116,016°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-7.

Krystaly jsou tabulkovité (obrázek 714-8), převažují plochy pinakoidu {010}, většinou se jedná o vyrostlice (obrázek 714-9). Běžné je dvojčatění podle karlovarského, bavenského i manebašského zákona (viz kapitola 7.14.1.2.).

Fyzikální vlastnosti: T = 6, H = 2,52. Barva je obvykle bílá, šedá nebo nažloutlá (obrázek 714-10), vzácně je bezbarvý. Lesk je skelný. Štěpnost je dokonalá podle (001) a dobrá podle (010). Velmi důležité jsou optické vlastnosti sanidinu.

Sanidin je typický vysokoteplotní alkalický živec výlevných magmatických hornin (trachyty, ryolity, fonolity), ve kterých tvoří často automorfní vyrostlice. Je rovněž typický pro vysokoteplotní a nízkotlakou kontaktní metamorfózu.

7.14.1.2 Ortoklas

Chemické složení je definováno vzorcem KAlSi₃O₈, běžný je izomorfní obsah Na, nebo přítomnost pertitů albitu.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Stupeň uspořádanosti atomů Al v tetraedrických pozicích bývá různý, zjednodušeně řečeno je přechodným členem mezi neuspořádaným sanidinem a vysoce uspořádaným mikroklinem (obrázek 714-11). Uspořádání ostatních atomů ve struktuře odpovídá běžné živcové struktuře (obrázek 714-12). Mřížkové parametry: a = 8,625; b = 12,996; c = 7,193; b = 116,016°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-13.

Habitus krystalů je sloupcovitý nebo tabulkovitý (obrázek 714-14), velmi časté je dvojčatění. Podle karlovarského zákona (obrázek 714-15) vznikají penetrační prorostlice podle osy c v ploše (010), bavenský zákon (obrázek 714-16) je srůstem podle plochy (021) a manebašský zákon (obrázek 714-17) je srůst podle roviny (001). Krystaly mohou vykazovat zonální stavbu (obrázek 714-18). Agregáty jsou zrnité (obrázek 714-19), štěpné (obrázek 714-20), vzácně bývá mikrokrystalický.

Fyzikální vlastnosti: T = 6; H = 2,56. Barva je nejčastěji šedá (obrázky 714-21 a 714-22), žlutošedá nebo má „pleťové“ odstíny (obrázky 714-20 a 714-23), vzácně je bezbarvý. Lesk je skelný, štěpnost dokonalá podle (001) a dobrá podle (010). Dobře se poznává podle optických vlastností.

Je typickým minerálem magmatických hornin, především granitů (žulovský masiv - Černá Voda, karlovarský masiv – Loket, Bečov, liberecká žula - Hraničná a pod.), syenitů (táborský nebo třebíčský masiv) nebo trachytů. Velké krystaly tvoří v žulových pegmatitech (Dolní Bory, Otov, Písek). Na hydrotermálních a alpských žilách se vyskytuje ve formě aduláru (triklinický čirý K-živec). Je stabilní v metamorfovaných horninách ve facii granulitové a vzniká i při kontaktní metamorfóze za podmínek facie pyroxenických rohovců. V sedimentech je velmi ojedinělý (arkózy), K-živce zpravidla podléhají přeměněn tzv. kaolinizaci (obrázek 714-24, viz kapitola 7.13.2.4.).

Průmyslově je využíván jako keramická surovina.

Diagnostickými znaky jsou barva, štěpnost a tvar krystalů.

7.14.1.3 Mikroklin

Z chemického hlediska typický K-živec se vzorcem KAlSi₃O₈, obsah Na je zpravidla vázán na pertity albitu.

Symetrie je triklinická (oddělení triklinicky pinakoidální). Ze všech polymorfních modifikací K-živců má nejlépe uspořádanou strukturu, atomy Al obsazují speciální tetraedrické pozice, takže symetrie je snížena (obrázek 714-25). Mřížkové parametry: a = 8,577; b = 12,967; c = 7,223; a = 90,65°; b = 115,933°; g = 87,783°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-26.

Krystaly mají podobnou morfologii jako ortoklas, dvojčatění podle albitového a periklinového zákona má formu lamel viditelných zpravidla v polarizačním mikroskopu. Agregáty jsou zrnité, štěpné.

Fyzikální vlastnosti: T = 6; H = 2,56. Barva je bílá, žlutá (obrázek 714-27), nazelenalá nebo zelená (amazonit – obrázek 714-28), lesk je skelný. Štěpnost je dokonalá podle (001) a dobrá podle (010). Pro poznávání jsou důležité optické vlastnosti mikroklinu, ale na základě optických vlastností nelze bezpečně rozpoznat mikroklin a ortoklas.

Mikroklin je živec typický pro magmatické horniny typu granitů, granodioritů (žulovský masiv, moldanubický pluton a další výskyty), kde se vyskytuje spolu s ortoklasem. Častý je v pegmatitech (Otov, Meclov, Budislav, Vlastějovice, Rožná). V metamorfovaných horninách se objevuje od facie zelených břidlic až po granulitovou facii (častý je v některých moldanubických rulách).

7.14.1.4 Řada plagioklasu

Plagioklasová řada (sodno-vápenaté živce) tvoří izomorfní řadu mezi koncovými členy albitem NaAlSi₃O₈ a anortitem CaAl₂Si₂O₈. Pro pojmenování je vhodné používat pouze koncové členy s označením zastoupení jednoho z koncových členů (např. An₅₀ je živec v polovině izomorfní řady). V praxi je však velmi silně vžité dělení na následující členy: albit – An_0-10, oligoklas – An_10-30, andezín – An_30-50, labradorit – An_50-70, bytownit – An_70-90 a anortit – An_90-100.

Albit je za vysokých teplot izomorfně mísitelný se sanidinem, za nízkých teplot dochází zpravidlka k exsoluci a vzniku pertitů. Mísitelnost anortitu s jinými živci než s albitem je velmi omezená.

Symetrie je triklinická (oddělení triklinicky pinakoidální). Ve struktuře (obrázek 714-29) funguje párová substituce od albitu k anortitu, kdy vstup Ca⁺² je kompenzován zvyšujícím se podílem Al⁺³ (viz kapitola 3.6.1.1.). Tato substituce je příčinou dvojnásobné délky mřížkového parametru c u anortitu. Mřížkové parametry (albit): a = 8,144; b = 12, 877; c = 7,16; a = 94,266°; b = 116,583°; g = 87,667°; Z = 4; pro anortit: a = 8,177; b = 12, 877; c = 14,169; a = 93,166°; b = 115,85°; g = 91,216°. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-30.

Krystaly albitu mají zpravidla jednoduché omezení, albitový habitus (obrázek 714-31) představují tabulkovité krystaly podle (010) a periklinový habitus (obrázek 714-32) mají krystaly sloupcovité podle osy b. Nejčastějšími dvojčatnými zákony jsou albitový (obrázek 714-33) podle roviny (010) a periklinový (obrázek 714-34) podle osy [010]. Dvojčatění je ve většině případů polysyntetické, viditelné pouze v polarizačním mikroskopu. Krystaly anortitu jsou tabulkovité nebo sloupečkovité, dvojčatění je běžné podle různých zákonů. Plagioklasy tvoří zrnité, štěpné agregáty (obrázek 714-35) nebo lištovitá zarostlá zrna.

Fyzikální vlastnosti (albit): T = 7; H = 2,63; anortit: T = 6; H = 2,73. Barva plagioklasů je bílá (obrázek 714-36) nebo šedá, lesk skelný. Štěpnost je dokonalá podle (001) a dobrá podle (010). Pro poznávání jsou důležité optické vlastnosti plagioklasů.

Výskyt plagioklasů je silně závislý na jejich složení. Kyselé plagioklasy (převažuje albitová složka) jsou typické pro magmatické horniny typu granitu a granodioritu, je hlavní složkou metasomatických albititů. Běžný je v granitických pegmatitech (Bobrůvka, Písek, Dobrá Voda). Je běžným minerálem středně metamorfovaných hornin typu zelených a chloritových břidlic, objevuje se na žilách alpské parageneze. Může vznikat v alteračních procesech hornin, např. ve spilitech. Středně bazické plagioklasy (andezín, labradorit) jsou typické pro magmatické horniny typu dioritů, gaber a bazaltů. V metamorfovaných horninách se vyskytují především v rulách a amfibolitech. Plagioklasy typu anortitu jsou ojedinělé, vyskytují se v některých speciálních bazických nebo ultrabazických horninách.

Plagioklasy nejsou stabilní minerály, poměrně snadno podléhají přeměnám, z nichž nejčastější jsou sericitizace a saussuritizace.

Albit je používán jako keramická surovina.

Poznávacími znaky jsou barva a štěpnost.

7.14.1.5 Celsián

Barnatý živec má složení BaAl₂Si₂O₈ a často tvoří izomorfní směs s K-živci. Živce s obsahem 10 – 50 % celsiánové složky se označují jako hyalofán.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Kromě symetrie se strukturně velmi podobá anortitu. Mřížkové parametry: a = 8,627; b = 13, 045; c = 14,408; b = 115,2°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-37.

Tvoří krátce sloupcovité krystaly nebo lištovitá či tabulkovitá zarostlá zrna. Dvojčatí podle karlovarského nebo manebašského zákona.

Fyzikální vlastnosti: T = 6 – 6,5; H = 3,1 – 3,4. Bývá bezbarvý nebo šedožlutý se skelným leskem.

Jeho výskyt je ojedinělý, zpravidla v manganatých skarnech a mramorech. Vzácný je v některých rulách a kvarcitech. U nás nalezen např. v barytové žíle na Zámčisku v Jeseníkách nebo v křemenných žilkách ve Zlatých Horách.

7.14.2 Foidy

Foidy, nazývané též „zástupci živců“ nebo „feldspatoidy“, zahrnují tektosilikáty, které krystalizují z magmatu místo živců, pokud je magma deficitní SiO₂ (zastupují tedy živce v křemíkem chudých magmatických horninách). Většina foidů je svým výskytem omezena na horniny, ve kterých není přítomen křemen, vyskytují se buď současně s alkalickými živci, nebo bez nich (při větším deficitu SiO₂).

Skupina foidů není skupinou systematického členění minerálů, ale je vyčleněna petrogeneticky. Řadíme k nim minerály skupin nefelínu, leucitu, některé tektosilikáty s cizími anionty (sodalit, hauyn, nosean) a analcim (zeolit).

7.14.2.1 Leucit

Teoretické složení je vyjádřeno vzorcem KAlSi₂O₆, obvykle jsou izomorfně zastoupeny Na a Ca, ve struktuře se může objevit i voda.

Symetrie je tetragonální (oddělení tetragonálně dipyramidální). Výšeteplotní polymorfní modifikace leucitu je kubická a na tetragonální symetrii přechází za teploty 605^oC. Polymorfní přeměna je reverzibilního typu. Struktura se skládá z tetraedrů Al a Si, které jsou přes rohy propojeny do čtyř- a šestičlenných prstencových tvarů. Kationt draslíku obsazuje středy těchto dutin a má dvanáctičetnou koordinaci (obrázek 714-38). Mřížkové parametry: a = 13,09; c = 13,75; Z = 16. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-39.

Kubické krystaly leucitu jsou paramorfózy tetragonální modifikace po modifikaci kubické (obrázek 714-40), takže jsou omezeny tetragon-trioktaedrem, zarostlá zrna jsou izometrická.

Fyzikální vlastnosti: T = 6; H = 2,47. Barva je bílá (obrázek 714-41) nebo šedá, lesk skelný. Leucit má lasturnatý lom. Pro poznávání jsou důležité optické vlastnosti leucitu.

Leucit je typickým minerálem alkalických, bazických, magmatických hornin typu leucititu, bazanitu nebo fonolitu. U nás najdeme tyto horniny v Doupovských horách a v Českém středohoří.

Leucit není za běžných podmínek stabilní a mění se na směs nefelínu a ortoklasu, tzv. pseudoleucit.

7.14.2.2 Nefelín

Teoretické složení je NaAlSiO₄, koncový člen se složením KAlSiO₄ se označuje jako kalsilit. V přírodních nefelínech je poměr Na a K proměnlivý, při snižování teploty může dojít k exsoluci samostatných fází. Do struktury může vstupovat malé množství Fe, Ca a vody.

Symetrie je hexagonální (oddělení hexagonálně pyramidální). Nefelín má nízkoteplotní a vysokoteplotní polymorfní modifikaci, při 1254° C přechází na carnegiit. Struktura nefelínu je podobná vysokému tridymitu s tím, že polovina tetraedrických pozic je obsazena atomy Al. Ve struktuře vznikají větší dutiny, které jsou obsazovány atomy Na a K v odlišných strukturních pozicích (obrázek 714-42). Mřížkové parametry: a = 10,01; c = 8,405; Z = 8. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-43.

Vytváří krátce sloupečkovité prizmatické krystaly s jednoduchým omezením (obrázek 714-44), většinou pouze mikroskopické velikosti. Může tvořit zrnité agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 6; H = 2,6. Barva je bílá nebo šedá (obrázek 714-45), někdy je zakalený, lesk skelný. Štěpnost je slabá podle (10-10). Pro určování jsou důležité optické vlastnosti nefelínu.

Nefelín bývá horninotvorným minerálem v asociaci s alkalickými živci ve vyvřelinách nenasycených SiO₂ (nefelinické syenity, fonolity) a pegmatitech nefelinických syenitů. U nás se vyskytuje v terciérních vulkanitech Českého středohoří, Českolipska a Lužických hor.

7.14.2.3 Sodalit

Jedná se o tektosilikát s cizím aniontem, teoretický vzorec se uvádí jako Na₈(Al₆Si₆O₂₄)Cl₂. Sodík může být částečně zastupován draslíkem a chlor síranovými anionty.

Symetrie je kubická (oddělení hexatetraedrické). Struktura je složeny ze čtyř- a šestičlenných prstenců tetraedrů Si a Al. Ve středu čtyřčlených prstenců je umístěn cizí aniont, ve větších šestičlenných prstencích jsou koordinovány dva ionty sodíku (obrázek 714-46). Mřížkové parametry: a = 8,85; Z = 1. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-47.

Krystaly mívají tvar dodeakedru nebo tvoří izometrická zrna a zrnité agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 6; H = 2,3. Barva bývá nejčastěji šedá, modrošedá až modrá (obrázek 714-48), je skelně lesklý a má špatnou štěpnost. Důležité jsou optické vlastnosti sodalitu.

Vyskytuje se v intruzívních i efuzívních alkalických horninách (nefelinických syenitech a jejich pegmatitech). Některé vzorky se používají jako ozdobný kámen.

7.14.2.4 Nosean

Teoretické složení tohoto tektosilikátu s cizím aniontem je Na₈(Al₆Si₆O₂₄)(SO₄). Ve struktuře se často objevuje jedna molekula vody na vzorcovou jednotku.

Symetrie je kubická (oddělení hexatetraedrické). Struktura je podobná sodalitu (obrázek 714-49). Mřížkové parametry: a = 8,85; Z = 1. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-50.

Krystaly jsou vzácné (obrázek 714-51), tvoří izometrická zrna zarostlá v hornině.

Fyzikální vlastnosti: T = 5,5 – 6; H = 2,35. Bývá bílý, šedý nebo modrošedý, skelně lesklý, špatně štěpný podle (110). Důležité jsou optické vlastnosti noseanu.

Vyskytuje se v efuzívních alkalických horninách (fonolitech).

7.14.2.5 Hauyn

V teoretickém vzorci (Na, Ca)₈(Al₆Si₆O₂₄)(SO₄)₂ se zastoupení Na a Ca může měnit. Hauyn (čti „ojin“) je částečně izomorfně mísitelný se sodalitem a noseanem.

Symetrie je kubická (oddělení hexatetraedrické). Struktura je podobná sodalitu. Mřížkové parametry: a = 8,9; Z = 1. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-52.

Krystaly mají izometrický habitus, tvoří spíše mikroskopická zrna.

Fyzikální vlastnosti: T = 5 – 6; H = 2,4 – 2,5. Barva je šedá, častěji ale šedomodrá nebo modrá. Lesk je skelný, štěpnost je zřetelná podle (110).

Hauyn se vyskytuje nejčastěji ve fonolitech, bývá v asociaci s nefelínem a leucitem.

7.14.3 Zeolity

Zeolity tvoří velkou a důležitou skupinu tektosilikátů. V přírodě bylo popsáno více než 40 různých minerálů, synteticky bylo připraveno nejméně 100 zeolitů pro průmyslové využití.

7.14.3.1 Struktury zeolitů

Stejně jako všechny tektosilikáty mají zeolity trojrozměrnou vazbu tetraedrů SiO₄ a AlO₄, které jsou navzájem propojené sdílením vrcholových kyslíků. Negativní náboj na mřížce zeolitů vyrovnávají kationty, které obsazují mřížkové dutiny. Nejdůležitějším strukturním rozdílem mezi zeolity a ostatními tektosilikáty jsou větší rozměry mřížkových dutin a jejich vzájemné propojení kanály. Molekulová voda i jiné látky mohou vstupovat do struktury zeolitů a opět se uvolňovat bez poškození původní mřížky. Tato vlastnost se samozřejmě odrazí na mřížkových parametrech, které jsou u zeolitů velmi proměnlivé.

Při zahřívání je zeolitová voda snadno vypuzována ze struktury a bezvodý materiál může absorbovat jiné molekuly, které nejsou větší než kanály, kterými musí projít. Tato specifická schopnost struktur zeolitů umožňuje jejich využití jako molekulárního síta.

Zeolity jsou navzájem odlišné různým sestavením tetraedrů v rámci trojrozměrné sítě a také velikostí a tvarem výsledných kanálů. Základní konfigurace jsou smyčky 4, 5, 6, 8, 10 a 12 tetraedrů. Vzájemně propojené smyčky utvářejí větší a komplikovanější polyedrické klece.

V chemickém složení zeolitů dominuje Si a Al, přičemž Al nikdy nepřevažuje nad Si. V závislosti na jejich poměru v tetraedrických pozicích jsou obsazeny dutiny ionty Na, Ca, K a Ba.

7.14.3.2 Geneze a výskyt zeolitů

Zeolity jsou podstatnou složkou vulkanických tufů a vulkanoklastických sedimentů, vznikají reakcí vulkanických skel a vody v sedimentačních bazénech (klinoptilolit, chabazit, mordenit, phillipsit). Vznikají též reakcí vulkanických skel s prosakující meteorickou vodou (ložiska až X00 m mocná) – klinoptilolit, mordenit zde tvoří až přes 90 % horniny. Zeolity jsou masivně zastoupeny v hlubokooceanických sedimentech (phillipsit, klinoptilolit – někdy tvoří až přes 80 % sedimentu).

Mineralogické ukázky zeolitů nalezneme v nízce metamorfovaných horninách a zejména v alterovaných vulkanitech (výplně mandlí, dutinek – často sbírkové kusy zeolitů). Zeolity zde krystalovaly v rámci nízkoteplotní hydrotermální mineralizace (v ČR v neovulkanitech Českého středohoří a Doupovských hor).

7.14.3.3 Klasifikace zeolitů a hlavní minerály

Na základě výše zmíněných strukturních charakteristik lze zeolity rozdělit do 6 skupin:

skupina phillipsitu (phillipsit, harmotom, gismondin)
skupina analcimu (analcim, wairakit, laumontit)
skupina chabazitu (chabazit, faujasit)
skupina natrolitu (natrolit, mezolit, skolecit, thomsonit)
skupina heulanditu (heulandit, klinoptilolit, stilbit)
skupina mordenitu (mordenit, epistilbit)

7.14.3.4 Phillipsit

Teoretický vzorec phillipsitu (čti „filipsitu“) je KCa(Al₃Si₅O₁₆) . 6H₂O. Izomorfně mohou být přítomny i Na nebo Ba. Obsah vody je proměnlivý.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Struktura (obrázek 714-53) je tvořena dvojitými osmičlánkovými prstenci tetraedrů Si a Al, které jsou uspořádány tak, že vznikají kanály ve směru [100]. Mřížkové parametry: a = 9,9; b = 14,1; c = 8,66; b = 124,75°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-54.

Krystaly jsou sloupcovité nebo tabulkovité, častá jsou dvojčata podle báze (obrázek 714-55) nebo čtyřčata podle (021). Dvanáctičetné srůsty mají pseudokubický vzhled (obrázek 714-56). Agregáty jsou kulovité s radiálně paprsčitou stavbou.

Fyzikální vlastnosti: T = 4 – 5; H = 2,2. Barva je bílá se skelným leskem (obrázek 714-57). Štěpnost může být zřetelná podle (010) nebo (001).

Vyskytuje se především jako druhotný minerál v dutinách bazických efuzivních hornin (Vinařická hora, Zálezly, Velké Březno). Jeho recentní vznik je popsán z hlubokomořských sedimentů.

7.14.3.5 Analcim

Teoretické složení je NaAlSi₂O₆ . H₂O, často obsahuje izomorfní příměs Ca (druhý koncový člen wairakit), K nebo obsahuje více vody. Chemicky, strukturně a parageneticky je velmi blízký minerálům skupiny foidů.

Symetrie je kubická (oddělení hexaoktaedrické). Existují ale i polymorfní modifikace se symetrií tetragonální, rombickou a triklinickou. Ve struktuře jsou tetraedry Si a Al propojeny do šestičlenných a čtyřčlenných prstenců, které vytvářejí dutiny ve směru trojčetné inverzní osy. V těchto dutinách jsou uloženy molekuly vody a ionty Na v šestičetné koordinaci (obrázek 714-58). Mřížkové parametry: a = 13,71; Z = 16. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-59.

Krystaly mají izometrický habitus (obrázek 714-60), omezeny jsou plochami tetragon-trioktaedru {211}, většinou se jedné o paramorfózy různých polymorfních modifikací po kubickém polymorfu. Tvoří i celistvé nebo zrnité agregáty. Běžně pseudomorfuje leucit, nefelín a sodalit.

Fyzikální vlastnosti: T = 5; H = 2,3. Barva je bílá, šedá, nazelenalá, růžová nebo červená (obrázek 714-61), může být i čirý. Lesk je skelný, štěpnost prakticky chybí.

Je běžným minerálem alkalických vulkanických hornin (fonolity, trachyty) u nás zejména v Českém středohoří. Často vzniká až v druhotné fázi v dutinách nebo přeměnou nefelínu. Objevuje se v dutinách permských bazaltů v podkrkonoší (Morcinov u Lomnice nad Popelkou) a běžný je v horninách těšínitové asociace (Hončova hůrka, Žermanice). Pěkné krystaly tvoří na žilách alpské parageneze (Markovice, Libodřice). Vzniká v sedimentech s tufovou příměsí nebo vulkanických tufech.

7.14.3.6 Chabazit

Chemické složení chabazitu bývá zpravidla komplikované, složení Ca-chabazitu se vyjadřuje vzorcem Ca₂Al₂Si₄O₁₂ . 6 H₂O. Většinou se jedná o izomorfní směs s teoretickými členy K-chabazitem a Na-chabazitem. Chabazit s převahou Na+K se označuje jako herschelit. Do struktury vstupuje i Sr a Ba.

Symetrie je trigonální (oddělení ditrigonálně skalenoedrické). Existují ale i polymorfní modifikace se symetrií monoklinickou nebo triklinickou. Minerál je pak obvykle paramorfózou různých typů polymorfních modifikací. Pro strukturu jsou charakteristické dvojité šestičlenné prstence tetraedrů Si a Al, které v prostoru vytvářejí poměrně velké dutiny (obrázek 714-62). Mřížkové parametry: a = 13,8; C = 14,99; Z = 1. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-63.

Krystaly jsou nejčastěji klencového typu (obrázek 714-64), vzácně jsou tabulkovitého habitu. Velmi běžné je dvojčatění (obrázek 714-64) podle (0001), vytváří čočkovitá penetrační dvojčata (označení fakolit – obrázek 714-65). Agregáty bývají kusové.

Fyzikální vlastnosti: T = 4; H = 2 – 2,15. Bývá bezbarvý průsvitný, bílý (obrázek 714-66), šedý, nažloutlý nebo s odstíny do červena. Lesk skelný, štěpnost nezřetelná. Vyznačuje se vysokou sorpční kapacitou, se zvyšující se teplotou dokáže pojmout do dutin i větší organické molekuly.

Je typickým minerálem v dutinách bazických efuzivních hornin typu bazaltu nebo tefritu (Řepčice u Litoměřic, Hřídelec, Kozákov). Je běžným zeolitem na některých typech alpských žil (Sobotín – Kožušná). Recentně může vznikat v hlubokooceánských sedimentech.

7.14.3.7 Natrolit

Chemické složení definuje vzorec Na₂Al₂Si₃O₁₀ . 2H₂O, izomorfně může vstupovat Ca nebo Fe.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky pyramidální). Ve struktuře tvoří tetraedrické polyedry čtyřčlenné skupiny, které se řetězí ve směru osy c takovým způsobem, že vznikají větší dutiny, obsazované ionty Na (obrázek 714-67). Mřížkové parametry: a = 18,27; b = 18,587; c = 6,56; Z = 8. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-68.

Natrolit je typický vláknitý zeolit, krystaly jsou dlouze sloupcovité až jehlicovité (obrázek 714-69), v dutinách bazaltů uspořádané do vějířovitých drúz, běžně dvojčatí podle (110). Agregáty jsou snopkovité, vláknité, kulovité nebo celistvé (obrázek 714-70).

Fyzikální vlastnosti: T = 5,5 – 6; H = 2,25. Barva je nejčastěji bílá nebo je nažloutlý (obrázek 714-71), načervenalý se skelným leskem. Štěpnost je dokonalá podle (110).

Je typickým minerálem bazických efuzivních hornin (bazalty a fonolity), kde tvoří krystaly i agregáty v dutinách (Zálezly, Soutěsky u Děčína, Mariánská hora v Ústí n. L., Kunětická hora u Pardubic). V některých typech hornin dokonce tvoří pozdní primární složku. Častý je i v asociaci těšínitů, objevuje s v některých pegmatitech (Věžná). Poměrně častý je na některých alpských žilách (Krásné u Šumperka, Markovice).

7.14.3.8 Heulandit

Heulandit (čti „hojlendyt“) bývá definován vzorcem Ca₉(Al₉Si₂₇O₇₂) . 24H₂O. Do struktury vždy vstupuje izomorfní podíl Na a K, často rovněž Sr, Ba nebo Mg.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Ve struktuře jsou čtyřčlenné, pětičlenné a šestičlenné prstence uspořádány do vrstev a spojením do prostorové sítě vznikají poměrně rozsáhlé dutiny. Mřížkové parametry: a = 17,18; b = 17,89; c = 7,428; b = 116,42°; Z = 1.

Obvykle tvoří jednoduché tabulkovité krystaly, které někdy přecházejí do sloupcovitého habitu. Agregáty jsou lupenité, kulovité nebo miskovité.

Fyzikální vlastnosti: T = 3 – 3,5; H = 2,2. Barva je bílá, šedá nebo načervenalá, často uzavírá jemné šupinky hematitu. Lesk je skelný nebo perleťový. Je dokonale štěpný podle (010).

Nejčastěji se objevuje v dutinách bazických efuzivních hornin (Kozákov), častý je na některých žilách alpské parageneze (Markovice, Bohutín u Šumperka).

7.14.3.9 Mordenit

Chemický vzorec je uváděn jako (Na, Ca, K)₂(Al₂Si₁₀O₂₄) . 7H₂O. V kationtové části je značná variabilita složení. Starší název je ptilolit.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky paramidální). Základem struktury jsou pětičlenné prstence tetraedrů Si a Al, které svým spojením vytváří poměrně velké dutiny obsazovány kationty typu Na, K a Ca. Mřížkové parametry: a = 18,114; b = 20,514; c = 7,527; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 714-72.

Krystaly jsou sloupcovité, vertikálně rýhované, častěji tvoří jehlicovité, vláknité radiálně uspořádané agregáty, někdy celistvé agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 5; H = 2,1. Bývá bezbarvý, žlutý, narůžovělý nebo červený, lesk je skelný až hedvábný. Je dokonale štěpný podle (010).

Spolu s dalšími zeolity se vyskytuje především v dutinách bazických efuzivních hornin.

Zpět na hlavní stránku