hlavní stránka | obsah | učebnice | mapa webu | o autorech | rejstřík |
7.14.3.2
Geneze a výskyt zeolitů
7.14.3.3
Klasifikace zeolitů a hlavní minerály
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).
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
Kx
Nay
Ca1-(x+y)
Al2-(x+y)
Si2+(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).
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.
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.
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).
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
– An0-10, oligoklas – An10-30, andezín – An30-50,
labradorit – An50-70, bytownit – An70-90 a anortit –
An90-100.
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.
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.
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).
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 605o C. 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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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).
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)
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.
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.
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.
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).
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).
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.