| hlavní stránka | obsah | učebnice | mapa webu | o autorech | rejstřík |
7.8.1 Bezvodé fosfáty, arsenáty a vanadáty
7.8.2 Vodnaté fosfáty, arsenáty a vanadáty
7.8.2.8 Uranové slídy – torbernit, autunit
Vzorce
fosfátů (fosforečnanů) a analogických fází můžeme odvodit od kyseliny
fosforečné H3PO4. Minerály této skupiny lze rozdělit
podle případného obsahu vody na bezvodé a vodnaté.
Tyto
minerály obsahují základní stavební jednotku tetraedru PO4
(resp. AsO4 nebo VO4) a tyto jsou do prostorové struktury vzájemně propojeny přes
koordinační polyedry jiných kationtů, nejčastěji REE, Z, Fe, Mn nebo Li.
Ve struktuře není obsažena voda v žádné formě. Do skupiny řadíme
zejména monazit, xenotim nebo trifylin.
Kationtové
složení monazitu je velmi variabilní, jako monazit-(Ce) označujeme minerál
s teoretických vzorcem CePO4, analogicky má monazit-(La)
vzorec LaPO4 nebo monazit-(Nd) vzorec NdPO4. Ve strukturní
pozici kationtu převažuje La, Ce, Nd, pravidelně je přítomno menší množství
Sm, Gd, U, Th, Ca nebo Fe. Na pozici fosforu může vstupovat Si.
Symetrie
je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Struktura je složena z tetraedrů
PO4, které jsou do prostorové kostry propojeny přes prvky REE v devítičetné
koordinaci (obrázek 78-1). Mřížkové parametry (pro monazit-Ce): a = 6,79; b
= 7,01; c = 6,46; b
= 103,633°; Z = 4. Vzhled RTG práškového difrakčního záznamu silně závisí
na aktuálním složení – obrázek 78-2.
Monazit tvoří
tence nebo tlustě tabulkovité krystaly (obrázek
78-3), někdy zdvojčatělé
podle (100). Běžné jsou jemně zrnité agregáty nebo jednotlivá, mírně
zaoblená zrna.
Fyzikální
vlastnosti: T = 5 – 5,5; H = 4,8 – 5,5 (podle složení). Může být
bezbarvý, ale obvykle je žlutý, žlutohnědý, červenohnědý nebo hnědý
(obrázky 78-4 a 78-5). Velmi často bývá postižen metamiktní přeměnou, což
je doprovázeno ztmavnutím minerálu, zmenšením tvrdosti a celkovou
izotropizací (amorfizace). Štěpnost je zřetelná podle (001), lesk je skelný.
Monazit
je poměrně běžný akcesorický minerál granitů, syenitů a pegmatitů. V některých
pegmatitech se vyskytuje i ve větších zrnech (Dolní
Bory, Písek, Velká Kraš
u Vidnavy).
Běžně
se objevuje v některých speciálních alkalických horninách (poloostrov
Kola). Popsán byl z greisenů, alpských žil, klastických sedimentů
nebo některých skarnů. Sekundárně se hromadí jako těžký minerál v náplavech,
odkud se také těží („monazitové písky“ v Brazílii).
Monazit
je průmyslovým minerálem pro získávání vzácných zemin a thoria.
Teoretický
vzorec YPO4 nezahrnuje zcela běžné substituce zejména La, U, Th
nebo Zr.
Symetrie
je tetragonální (oddělení ditetragonálně dipyramidální). Základem struktury jsou
izolované tetraedry PO4 propojené přes kationty Y v osmičetné
koordinaci (obrázek 78-6). Je izotypní se zirkonem. Mřížkové parametry (mění
se spolu se složením): a = 6,89; c = 6,03; Z = 4. Práškový RTG difrakční
záznam je na obrázku 78-7.
Tvoří
krátce sloupcovité (obrázek 78-8) nebo tlustě tabulkovité krystaly, běžný
je epitaktický srůst se zirkonem (obrázek 78-9). Agregáty jsou masivní, běžná
jsou izolovaná zaoblená zrna.
Fyzikální
vlastnosti: T = 4 – 5; H = 4,4 – 5,1 (podle složení). Barva bývá žlutohnědá
(obrázek 78-10) nebo zelenavá. Lesk je skelný, štěpnost dokonalá podle
(100).
Xenotim
je častým akcesorickým minerálem granitických a syenitových pegmatitů (Písek,
Sušice), většinou se ale vyskytuje vzácně (alpská parageneze nebo
granity). Je odolný, takže se místně hromadí v náplavech, kde může
být těžen.
Tato
velká skupina minerálů obsahuje ve své struktuře vodu ve formě hydroxylových
skupin (konstituční voda) nebo molekul H2O (krystalová voda), případně
jiný typ aniontu, např. Cl. Pozice fosforu je u řady minerálů zcela
obsazena arsenem nebo vanadem, častá je velmi dobrá izomorfní mísitelnost
mezi koncovými členy. Mezi nejčastější zástupce patří minerály
skupiny apatitu (apatit, pyromorfit, vanadinit, mimetezit), viviantiu (vivianit,
erytrín, annabergit) a uranových slíd (autunit, torbernit).
Ideální
vzorec apatitu se uvádí jako Ca5(PO4)3(Cl, F,
OH). Podle množství OH, F a Cl v minerálu se rozlišují koncové členy:
hydroxylapatit, fluorapatit a chlorapatit. Další koncové členy skupiny (např.
karbonátapatit) jsou vzácné. Vápník může být izomorfně zastupován Mn,
Fe, Sr, Na nebo REE. Fosfor může být částečně nahrazován Si.
Symetrie
je hexagonální (oddělení dihexagonálně dipyramidální). Struktura apatitu
obsahuje tetraedry PO4, které jsou propojeny přes kationty vápníku
v devítičetné a sedmičetné koordinaci (obrázek
78-11). Mřížkové
parametry – hydroxylapatit: a = 9,418; c = 6,875; Z = 2; chlorapatit: a =
9,598; c = 6,776; fluorapatit: a = 9,367; c = 6,884. Vzhled práškových RTG
difrkačních záznamů se pro jednotlivé koncové členy liší – obrázek
78-12.
Tvoří
krátce (obrázek 78-13) i dlouze sloupcovité (obrázek
78-14) krystaly, často
hojnoploché. Svislé plochy mohou být rýhovány. Agregáty jsou nejčastěji
jemně zrnité, vláknité nebo paprsčité, může tvořit i kůry a povlaky.
Fyzikální
vlastnosti: T = 5; H = 3,1 – 3,2. Bývá bezbarvý, bílý, šedá, žlutý,
zelený (obrázky 78-15 a 78-16). Lesk je zpravidla skelný
(obrázek 78-17). Důležitým
diagnostickým znakem jsou optické vlastnosti
apatitu.
Apatit
je typický akcesorický minerál mnoha typů hornin (granity, diority, svory,
ruly a řada dalších hornin). Fluorapatit je typický pro kyselé granity a
pegmatity nebo syenity, často je hojně zastoupená i hydroxylapatitová
komponenta. Chlorapatit je typický pro nenasycené magmatické horniny (např.
nefelinické syenity) a jejich pegmatity, běžný je např. v gabrech. Pěkné
krystaly apatitu najdeme v pegmatitech (Dolní
Bory), greisenech (Horní
Slavkov) a alpské paragenezi (Sobotín). Ložiska apatitu („fosforitů“)
jsou sedimentární geneze (šelfové akumulace fosfátů), nebo magmatogenní v alkalických
horninách (Kola – Rusko). Apatit může tvořit také konkrece v sedimentárních
horninách.
Složení
je charakterizováno vzorcem Pb5(AsO4)3(Cl), běžnou
izomorfní příměsí je P a Ca.
Symetrie
je hexagonální (oddělení dihexagonálně dipyramidální). Je izostrukturní
s apatitem (obrázek 78-18). Mřížkové parametry: a = 10,46; c = 7,44; Z
= 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku
78-19.
Tvoří
dlouze sloupcovité (podle osy c) nebo tabulkovité krystaly podle (001)
(obrázek 78-20), agregáty bývají hroznovité nebo ledvinité.
Fyzikální
vlastnosti: T = 3,5 – 4; H = 7,1 – 7,25. Barva je žlutá, oranžová,
nazelenalá nebo červenohnědá. Lesk vykazuje diamantový.
Vzniká
jako vzácný produkt oxidace galenitu na různých typech ložisek (Bohutín,
Moldava, Broken Hill – Austrálie, Tsumeb – Namibie).
Ideální
složení odpovídá vzorci Pb5(VO4)3(Cl).
Vanad se běžně zastupuje s fosforem, omezeně s arzénem.
Symetrie
je hexagonální (oddělení dihexagonálně dipyramidální). Je izostrukturní
s apatitem (obrázek 78-21). Mřížkové parametry: a = 10,331; c = 7,343;
Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku
78-22.
Podobně
jako pyromorfit tvoří sloupcovité (obrázek 78-23) nebo tabulkovité
krystaly, v agregátech je často ledvinitý nebo vláknitý.
Fyzikální
vlastnosti: T = 3,5 – 4; H = 6,8 – 7,1. Barva je typicky oranžová, červená
nebo hnědá (obrázek 78-24). Většinou je průsvitný s diamantovým
leskem.
Vanadinit
je méně běžný produkt oxidace galenitu, především v gossanech aridních
oblastí (Maroko, Alžírsko).
Teoretické
složení Pb5(PO4)3(Cl) bývá doplněno o příměs
Ca a As.
Symetrie
je hexagonální (oddělení dihexagonálně dipyramidální). Je izostrukturní
s apatitem (obrázek 78-25). Mřížkové parametry: a = 10,0; c = 7,33; Z
= 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku
78-26.
Pyromorfit
tvoří jednoduché sloupcovité hexagonální krystaly (obrázky 78-27 a
78-28), někdy dvojčatí podle (11-21). Agregáty bývají hroznovité nebo
ledvinité, vytváří povlaky nebo kůry.
Fyzikální
vlastnosti: T = 3,5 – 4; H = 6,7 – 7. Barva je zelená nebo hnědá, lesk
diamantový, štěpnost podle (10-11) nedokonalá.
Je
typickým supergenním minerálem Pb na ložiskách galenitu (Příbram, Nová
Ves u Rýmařova, Stříbro, Jihlava).
Vodnatý
fosfát vivianit má složení Fe3(PO4)2 . 8 H2O.
Symetrie
je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Ve struktuře je Fe ve
dvou typech oktaedrů, které jsou s tetraedry PO4 propojeny do
vrstev podle (010) – obrázek 78-29. Mřížkové parametry: a = 10,06; b =
13,41; c = 4,696; b
= 104,3°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku
78-30.
Dlouze
sloupcovité krystaly (obrázek 78-31) jsou vzácné, častěji tvoří radiálně
paprsčité agregáty, konkrece nebo je zemitý.
Fyzikální
vlastnosti: T = 1,5 –2; H = 2,6 – 2,7. Je bezbarvý, při oxidaci se stává
zeleným nebo modrým (obrázek 78-32). Lesk je skelný, štěpnost dokonalá
podle (010).
Je
častým produktem oxidace pyritu na kyzových ložiskách (Chvaletice), někdy
vzniká na rudních žilách jako pozdní nerost. Vzniká v sedimentech se
zvýšenou koncentrací fosforu a železa.
Složení
se vyjadřuje vzorcem Co3(AsO4)2 . 8 H2O.
Symetrie
je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Je izotypní s
vivianitem. Mřížkové parametry: a = 10,2; b = 13,37; c = 4,74; b
= 105,016°; Z = 2.
Krystalky
jsou jehlicovité (obrázek 78-33), obvykle uspořádané do radiálně paprsčitých
nebo ledvinitých agregátů. Tvoří práškovité povlaky na primárních
minerálech Co.
Fyzikální
vlastnosti: T = 1,5 –2; H = 3,1. Barva je růžová až červenofialová (obrázek
78-34) se skelným leskem. Štěpnost je dokonalá podle (010).
Je
typickým sekundárním minerálem vznikajícím oxidací Co arsenidů (Jáchymov,
Abertamy, Dobšinná – Slovensko).
Složení
je vyjádřeno vzorcem Ni3(AsO4)2 . 8 H2O.
Symetrie
je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Je izotypní s
vivianitem. Mřížkové parametry: a = 10,122; b = 13,284; c = 4,698; b
= 104,75°; Z = 2.
Jehlicovité
krystaly jsou velmi vzácné, běžný je ve formě zemitých a práškovitých
agregátů a povlaků.
Fyzikální
vlastnosti: T = 2; H = 3 – 3,1. Barva je typicky bělozelená až jablečně
zelená (obrázek 78-35), lesk je perleťový, štěpnost dokonalá podle (010).
Vzniká
přeměnou Ni arzenidů, na kterých tvoří typicky zelené povlaky (Jáchymov,
Potůčky, Abertamy).
Tato
skupina fosfátů se označuje jako „uranové slídy“ podle jejich typického
tabulkovitého vývinu a dokonalé bazální štěpnosti. Složení torbernitu
je Cu(UO2)2(PO4)2 . 8-12 H2O,
autunitu Ca(UO2)2(PO4)2 . 10-12 H2O.
Podobné minerály s nižším obsahem krystalové vody a mírně odlišnou
strukturou se označují předponou meta- (metatorbernit, metaautunit).
Symetrie torbernitu je tetragonální (oddělení ditetragonálně dipyramidální). Mřížkové parametry: a = 7,06; c = 20,54; Z = 2. Autunit má stejnou symetrii, mřížkové parametry: a = 7,009; c = 20,736; Z = 2. Ve struktuře obou minerálů leží uranylové skupiny v jedné linii a s tetraedry PO4 tvoří tetragonální vrstvy podle (001), která jsou vzájemně vázány slaběji (obrázek 78-36).
Krystaly
jsou tabulkovité s převažující bází (obrázek
78-38), tvoří šupinkaté
nebo zemité agregáty.
Fyzikální
vlastnosti – torbernit: T = 2 – 2,5; H = 3,2; autunit: T = 2 – 2,5; H =
3,1 – 3,2. Barva torbernitu je světle zelená (obrázek
78-39), autunit je žlutý
nebo nazelenalý (obrázek 78-40). Oba mají dokonalou štěpnost podle (001).
Autunit v UV záření žlutozeleně fluoreskuje.
Uranové
slídy jsou typickými supergenními minerály na uranových ložiskách (Příbram,
Dolní Rožínka), vzácně se vyskytují také v pegmatitech a greisenech.
Ideální
složení označuje vzorec CaWO4, izomorfně může být zastoupen Mo (powellit – CaMoO4).
Symetrie
je tetragonální (oddělení tetragonálně dypiramidální). Ve
struktuře jsou tetraedrické skupiny WO4 propojeny přes atomy vápníku
v osmičetné koordinaci (obrázek 78-41). Mřížkové parametry: a =
5,242; c = 11,372; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku
78-42.
Krystaly
jsou velmi časté, dipyramidálního typu s třetiřadým tvarem (obrázek
78-43), některé plochy bývají rýhované. V hornině tvoří zrna nebo
celistvé agregáty.
Fyzikální
vlastnosti: T = 4 – 5; H = 5,9 – 6,1. Může být bezbarvý, šedý nebo žlutohnědý
(obrázek 78-44), lesk perleťový až skelný. Štěpnost je zřetelná podle
(010). V UV záření vykazuje modrobílou nebo nažloutlou luminiscenci
(podle obsahu Mo).
Scheelit
je charakteristickým minerálem greisenů a s nimi spojených křemenných žil
(Cínovec, Krupka, Horní Slavkov). Někdy zatlačuje starší wolframit. Je
rudním minerálem některých skarnů (Obří důl v Krkonoších) a
kontaktních paragenezí (Žulová, Moravské Bránice).
Scheelit
je lokální rudou wolframu (ložisko Mittersil v Rakousku).
Průměrný
vzorec se uvádí jako (Fe, Mn)WO4, wolframit je vlastně izomorfní
směs dvou koncových členů: ferberit – FeWO4 a hübnerit – MnWO4.
Koncové členy se v přírodě vyskytují velmi vzácně, častá je přítomnost
dalších izomorfních prvků – Mg, Ca, Ta, Nb nebo Sn.
Symetrie
je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Ve struktuře najdeme
Fe a Mn v oktaedrické koordinaci a atomy wolframu v tetraedrické
koordinaci s kyslíkem, takže se vytváří stavební jednotky analogické
s fosfáty (obrázek 78-45). Zařazení v systému není jednoznačné,
četní autoři řadí wolframit mezi oxidy. Mřížkové parametry ferberitu: a
= 4,76; b = 5,68; c = 4,92; b
= 90,016°; Z = 2. Mřížkové parametry hübneritu: a = 4,86; b = 5,78; c =
5,02; b
= 90,816°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku
78-46.
Wolframit
tvoří krátce sloupcovité, častěji tlustě tabulkovité krystaly (obrázek
78-47) se silným rýhováním na plochách vertikálního pásma. Vyskytují se
i jehlicovité krystaly nebo dvojčata podle (100) – obrázek
78-48. Agregáty
jsou obvykle jemně zrnité až celistvé.
Fyzikální
vlastnosti: T = 4,5; H = 7,1 – 7,5 (podle složení). Barva je hnědočerná až
černá (obrázek 78-49) s převahou hübneritové složky červenohnědá,
lesk je kovový nebo diamantový, štěpnost výborná podle (010).
Wolframit
je typickým rudním minerálem greisenů, kde se vyskytuje často v asociaci
s kasiteritem, křemenem, topazem a cinvalditem (Cínovec, Krupka, Horní
Slavkov). Vzácně
byl nalezen v pegmatitech.
Wolframit
je hlavní rudou wolframu.
Ideální
složení udává vzorec Pb(MoO4), Pb může být zastupováno Ca, Cu,
Mg nebo Cr. Molybden se zastupuje s wolframem.
Symetrie
je tetragonální (oddělení tetragonálně dipyramidální). Je izotypní se scheelitem
(obrázek 78-50). Mřížkové parametry: a = 5,435; b = 12,11; Z = 4. Práškový
rtg difrakční záznam je na obrázku 78-51.
Tvoří
výrazně tabulkovité krystalky s dominantním bazálním pinakoidem (obrázek
78-52) nebo krátce sloupcovité krystaly dipyramidálního typu (obrázek
78-53), někdy i polární krystaly pyramidálního typu. Agregáty jsou zrnité až
celistvé, někdy má formu povlaků.
Fyzikální
vlastnosti: T = 3; H = 6,5 – 7. Zbarvení wulfenitu je nejčastěji žluté,
oranžové až červené (obrázek 78-54) vždy s bílým vrypem, lesk je
skelný až diamantový. Štěpnost je nedokonalá podle (101).
Wulfenit
je vzácným supergenním minerálem oxidační zóny některých ložisek olověných
rud (Mežica – Slovinsko, Tsumeb – Namibie, Příbram).