Přednáška č. 7. Systematická mineralogie. Vybrané minerály z třídy: Oxidů, karbonátů, sulfátů a fosfátů

Transkript

1 Přednáška č. 7 Systematická mineralogie. Vybrané minerály z třídy: Oxidů, karbonátů, sulfátů a fosfátů

2 Třída oxidů Oxidy tvoří skupinu minerálů s relativně vysokou tvrdostí a hustotou a vyskytují se zpravidla jako akcesorické minerály s vysokou odolností a schopností přecházet do klastických sedimentů. Principielně jsou oxidy sloučeniny kyslíku s kovem a dělí se podle složitosti na oxidy jednoduché a komplexní. Jednoduché oxidy jsou sloučeninou kyslíku a jednoho kovu v různých poměrech (např. CaO, Cu 2 O), zatímco komplexní oxidy obsahují alespoň dva nestejné kovy v různých strukturních pozicích. Další dělení se provádí na základě přítomnosti vody ve struktuře. Vazby jsou v oxidech převážně iontové. Mezi oxidy je řada minerálů, které mají obrovský ekonomický význam pro získávání Fe, Cr, U, Sn, Ti a dalších prvků.

3 MAGNETIT Fe 3 O 4 Symetrie: kubická Forma výskytu: Běžně tvoří oktaedrické krystaly, které mohou být zdvojčatělé podle (111), agregáty hrubě zrnité. Magnetit (2 cm), Švýcarsko (zdroj Ďuďa, 1990) Fyzikální vlastnosti: T = 6, H = 5,18; barva černá, lesk kovový, vryp černý, lom lasturnatý. Je magnetický.

4 MAGNETIT Fe 3 O 4 Složení a struktura: Běžné jsou příměsi - Cr, Mg, Al nebo V, za vyšších teplot Ti. Struktura je inverzní spinelová. Vznik a výskyt: Převážně vysokoteplotní minerál, vzniká ale i za pokojových teplot. V magmatických horninách (hlavně bazických a ultrabazických) tvoří akumulace, hojný je ve skarnech. Na hydrotermálních žilách spíše vzácný, na alpských žilách běžný. Pěkné krystaly bývají v chloritických a mastkových břidlicích, vzniká i v sedimentech za nízkých teplot. Naleziště: Obří důl - Krkonoše, Vlastějovice, Měděnec, Nedvědice (skarny), Bushveldský komplex - JAR (magmatity), Sobotín (v mastkových břidlicích), Použití: ruda Fe Diagnostické znaky: magnetismus, vryp

5 Chromit FeCr 2 O 4 Kubický, řada spinelidů Je hnědočerný až černý, kovově až polokovově lesklý, neprůhledný, bez štěpnosti, má hnědý vryp; většinou je nemagnetický. Tvrdost 5, hustota 4,5 4,8 g.cm 3. Vyskytuje se v podobě zrnitých agregátů, je kusový či celistvý; jen vzácně tvoří dobře omezené xx oktaedrického typu. Výskyt: Typická akcesorie ultrabazických (peridotity, pyroxenity, dunity a z nich vzniklé serpentinity a mastkové břidlice) a méně bazických (gabra, nority) hornin; gravitační diferenciací vznikají ložiskové akumulace, někdy s Ni-rudami a platinovými kovy. Hromadí se ve zvětralinách, odkud je rovněž těžen. Použití: Nejvýznamnější ruda Cr; používá se i pro výrobu hutnických žáruvzdorných materiálů, při výrobě barev, v koželužnách apod. Poznávací znaky: Hnědočerná až černá barva, polokovový až kovový lesk, bez štěpnosti, vysoká hustota; zrna v olivinické nebo serpentinové hornině. Od podobného magnetitu lze rozlišit podle barvy vrypu a podle magnetičnosti.

6 Korund Al 2 O 3, trigonální Obecný korund je šedý, hnědý, namodralý, nažloutlý, méně často bílý a bezbarvý, neprůhledný až průsvitný, matný až skelně lesklý. Je neštěpný, často má odlučnost podle {0001}. Tvrdost 9, hustota 4,0 4,1 g.cm 3, bílý vryp. Často tvoří obvykle nedokonale omezené xx nebo je zrnitý; ve formě valounků se hromadí v náplavech. Odrůdy: Šedočerný až černý zrnitý korund se nazývá smirek. Průhledné barevné korundy jsou vysoce ceněny jako drahé kameny: krvavě červený rubín (malá příměs Cr), modrý safír; je i žlutý, zelený, zlatavý, fialový, růžový, čirý (leukosafír) atd. Velmi ceněné jsou asterické kameny (asterismus je způsoben orientovaně zarostlými jehlicovitými inkluzemi jiných minerálů, např. rutilu). Výskyt: Obecně vzniká v prostředí bohatém Al a chudším Si. Akcesoricky se vyskytuje v některých magmatitech (syenity, nefelinické syenity, čediče, andezity). Poměrně hojný je v Al-bohatých pegmatitech spolu s andalusitem a kyanitem. Je hojný v některých kontaktně metamorfovaných horninách (kontaktně metamorfované bauxity a terry rosy, jílovité horniny, Al-bohaté vápence a dolomity, svory, břidlice). Drahokamové odrůdy se těží hlavně z aluvií. Použití: Jako abrazivum (dnes obvykle syntetický korund); drahokamové odrůdy ve šperkařství; syntetické krystaly korundu se využívají v laserové technice. Poznávací znaky: Tvar xx, odlučnost, nejčastěji šedomodrá barva, vysoká tvrdost.

7 Třída karbonátů Základem struktury karbonátů jsou aniontové skupiny (CO 3 ) -2, které mezi sebou navzájem nesdílí kyslíkové atomy. Vazba mezi uhlíkem a kyslíky je poměrně pevná, ne však tolik jako v CO 2. Důležité bezvodé karbonáty spadají do tří strukturních skupin: řada kalcitu, řada aragonitu a řada dolomitu.

8 Třída karbonátů obdobné sloučeniny: nitráty (dusičnany, NO3 ) sulfity (siřičitany, SO32 ) cca 210 minerálů, tj. 6 % všech dnes známých minerálů (údaj k r. 2002) Většina karbonátů je v čisté formě bezbarvá, časté je ale zbarvení dané přítomností poruch krystalové mřížky, chromoforů nebo mikroskopických inkluzí jiných minerálů. Karbonáty Cu jsou nejačastěji zelené nebo modré, Mn růžové, Co růžové nebo červené, U žluté. Tvrdost běžných karbonátů je 3 4,5 Mohsovy škály, hustota běžných karbonátů se pohybuje v rozmezí 2,5 4 g.cm 3. Přítomnost iontových vazeb ve strukturách se projevuje dokonalou štěpností, často se skelným leskem na štěpných plochách. Největší množství karbonátů Ca vzniká sedimentací tělních opor organizmů, zejména ve vodním prostředí. Tímto způsobem vznikají mocná souvrství vápenců. Z ložisek vápenců mohou metasomatickými pochody vznikat dolomity a magnezity. Metamorfózou vápenců a dolomitů vznikají mramory a dolomitické mramory. Odhaduje se, že vápence, dolomity a mramory tvoří cca 2 3 % zemské kůry. Karbonáty jsou dále běžnou složkou hydrotermálních žil (kalcit, dolomit, siderit atd.). Karbonáty těžkých kovů vznikají v oxidační zóně sulfidických ložisek (malachit, azurit, smithsonit, cerusit atd.), magnezit je častým produktem zvětrávání ultrabazických hornin. Aragonit vzniká nejčastěji jako chemogenní sediment srážením z nízkoteplotních roztoků (krasy, vřídla atd.). Kalcit a dolomit mohou vznikat rovněž magmaticky jako součást karbonatitů.

9 Třída karbonátů Karbonáty patří k významným nerostným surovinám. Jsou využívány vedle dalších průmyslových odvětví zejména jako stavební a ozdobné materiály (vápence, dolomity, mramory, travertiny), slouží k výrobě cementů (vápence, mramory, dolomity) a vápna (vápence), v hutnictví se používají jako struskotvorné přísady (vápence, dolomity). Siderit je rudou Fe, rodochrozit Mn, smithsonit Zn, cerusit Pb, azurit a malachit Cu. Magnezit a v menší míře dolomit se využívají v hutnictví (žárovzdorné vyzdívky pecí) a složí jako ruda Mg. Bastnäsit a parisit jsou významným zdrojem prvků vzácných zemin.

10 KALCIT CaCO 3 Forma výskytu: U kalcitu bylo popsáno přes 500 krystalových tvarů a 1500 spojek těchto tvarů. Mezi nejběžnější patří: sloupcovité krystaly, klenec, skalenoedr. Agregáty kalcitu jsou kusové, zrnité, stébelnaté, tvoří oolity, konkrece a krápníky. Kalcitová drůza, Nižná slaná (zdroj Herčko, 1984)

11 KALCIT CaCO 3 Fyzikální vlastnosti: T = 3; H = 2,71; barva je bílá, šedá, žlutá, hnědavá, růžová nebo je bezbarvý, lesk skelný, dokonale štěpný podle klence. Složení a struktura: Ca může být izomorfně zastupováno Fe, Mn nebo Mg (dokonalá izomorfní mísitelnost je za vyšších teplot). Krystaly kalcitu horní řada: klenec pozitivní a negativní, prostřední řada: různé spojky klenců, dolní řada zleva skalenoedr, spojka skalenoedru a klence a spojka dvou skalenoedrů (zdroj Ježek, 1932)

12 KALCIT CaCO 3 Vznik a výskyt: Velmi rozšířený minerál, vznikající během mnoha nejrůznějších procesů. Může vznikat v magmatickém cyklu - je součástí karbonatitů, je velmi častou hlušinovou výplní hydrotermálních žil nejrůznějších typů, vzniká na termálních pramenech, vzniká přímým srážením z mořské vody, je tedy podstatnou součástí sedimentů (vápence, slínovce) a při metamorfóze je součástí mramorů. Často fosilizuje organické zbytky. Velmi časté je nahrazování kalcitu jinými minerály (pseudomorfózy) např. křemenem, limonitem a naopak - kalcit tvoří pseudomorfózy po aragonitu, barytu, fluoritu a dalších. Naleziště: Příbram, Stříbro (krystaly na rudních žilách), Černý důl v Krkonoších, Štramberk (krystaly ve vápencích) a mnoho dalších. Použití: výroba cementu, čiré krystaly se používají jako nikoly Diagnostické znaky: štěpnost

13 MAGNEZIT MgCO 3 Symetrie: hexagonální Forma výskytu: Vzácně tvoří krystaly, agregáty jsou hrubě až jemně zrnité, křídovité, zemité nebo hrubě vláknité. Fyzikální vlastnosti: T = 3,5-5; H = 3-3,2; barva bílá, žlutavá, hnědavá nebo i bezbarvý, lesk skelný až matný, štěpnost dokonalá podle klence. Složení a struktura: Existuje neomezená mísitelnost se sideritem (FeCO 3 ). Izostrukturní s kalcitem. Vznik a výskyt: Tvoří hydrotermálně metasomatická tělesa v karbonatických horninách, vzniká při autometamorfóze v hadcích a ultrabazických horninách. Vznikat může i metamorfně. Naleziště: Věžná, Nová Ves u Oslavan (hadce), Hnúšťa, Jelšava - Slovensko (metasomatická ložiska) Použití: zdroj Mg pro chemický průmysl Diagnostické znaky: barva, agregace, štěpnost

14 SIDERIT FeCO 3 Symetrie: hexagonální Forma výskytu: Krystaly klencové nebo tence až tlustě tabulkovité. Agregáty kusové hrubozrnné a ve formě konkrecí. Fyzikální vlastnosti: T = 3,5-4; H = 3,96; barva žlutá, světle i tmavě hnědá, černá, lesk skelný, vryp nažloutle bílý, dokonale štěpný podle klence. Složení a struktura: Neomezeně mísitelný s magnesitem a rodochrozitem (MnCO 3 ). Izostrukturní s kalcitem. Vznik a výskyt: Je středně nebo nízkoteplotním minerálem. Velký význam má na hydrotermálních žilných ložiscích, kde může tvořit převážnou část hlušiny, tvoří ložiska v karbonatických horninových komplexech, tvoří sedimentární ložiska v bitumenózních a jílových břidlicích nebo se nachází na oceánských ložiscích Fe. Naleziště: Příbram, Kutná Hora, Freiberg - Sasko (hlušina na hydrotermálních žilách), Rudňany, Rožňava (slovenské siderit-sulfidické žíly), Zdice, Nučice (oceánské oolitické rudy) Použití: zřídka jako surovina Fe Diagnostické znaky: štěpnost, barva

15 ARAGONIT CaCO 3 Symetrie: rombická Forma výskytu: Sloupcovité krystaly (někdy zploštělé podle (010)), jehlicovité krystaly podle osy c. Dvojčatí podle (110) často i cyklicky tak, že vzniká pseudohexagonální symetrie. Agregáty stébelnaté, paprsčité, vřídlovcovité, keříčkovité nebo krápníkovité. Fyzikální vlastnosti: T = 3,5-4; H = 2,94; barva bílá, šedá, žlutá, nazelenalá nebo je bezbarvý, lesk skelný až mastný, štěpnost podle (010) málo zřetelná.

16 ARAGONIT CaCO 3 Složení a struktura: Omezeně může na pozici Ca vstupovat Sr a Pb. Třením v achátové misce může kalcit přecházet na aragonit - ten je stabilnější za vyšších tlaků. Vznik a výskyt: Vzniká za nízkých teplot v připovrchových podmínkách. Objevuje se v pozdních fázích na něktrých hydrotermálních žilách, vzniká během supergenních pochodů na mnoha ložiscích, je běžný produkt vylučování z horkých pramenů (vřídlovec), zvětráváním Ca minerálů v bazaltech nebo se tvoří v jílových sedimentech. Naleziště: Hřídelec u Nové Paky, Hořenec u Bíliny (v bazaltech), Příbram, Špania Dolina (supergenní zóna ložiska) Diagnostické znaky: štěpnost, hustota

17 DOLOMIT CaMg(CO 3 ) 2 Symetrie: hexagonální Forma výskytu: Krystaly klencové, sedlovitě prohnuté, zrnité agregáty. Fyzikální vlastnosti: T = 3,5; H = 2,85; barva šedá, červená nebo hnědá, lesk perleťový nebo skelný, dokonale štěpný podle klence. Složení a struktura: Poměr Ca : Mg kolísá okolo 1 : 1. Struktura popsána výše.

18 DOLOMIT CaMg(CO 3 ) 2 Vznik a výskyt: Je častým hydrotermálně žilným a metasomatickým nerostem, tvoří hlušinu na rudních žilách, je hlavním minerálem obrovských horninových komplexů (dolomity), vzniká v mocných vrstvách během sedimantárního procesu, méně častý je na pegmatitech a alpských žilách. Naleziště: Kutná Hora, Příbram (na rudních žilách), Dolomity (Itálie) Použití: stavební kámen Diagnostické znaky: rozpustnost v horké HCl, tvar krystalů

19 MALACHIT Cu 2 CO 3 (OH) 2 Symetrie: monoklinická Forma výskytu: Krystaly sloupcovité nebo jehlicovité, zpravidla zdvojčatělé podle (100). Agregáty ledvinité s vrstevnatou stavbou, krápníky, povlaky nebo výplně. Fyzikální vlastnosti: T = 3,5-4; H = 3,9-4,03; barva v různých odstínech zelené, někdy až do černa. Lesk podle formy výskytu skelný až zemitý, dokonale štěpný podle báze, vryp zelený. Řez kolomorfním agregátem malachitu, Zair (zdroj Ďuďa, 1990)

20 MALACHIT Cu 2 CO 3 (OH) 2 Složení a struktura: Základem struktury jsou koordinační oktaedry CuO 2 (OH) 4 a CuO 4 (OH) 2. Ty jsou hranami propojeny do řetězců ve směru osy c. Jednotlivé řetězce jsou pak prostorově provázány pomocí skupin CO Vznik a výskyt: Běžný produkt oxidace Cu rud v gosanech nejrůznějších typů ložisek. Naleziště: Tsumeb (Namíbie), Špania Dolina (Slovensko), Nová Ves u Rýmařova, Borovec u Štěpánova, Ludvíkov u Vrbna Diagnostické znaky: barva, agregace

21 AZURIT Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 Symetrie: monoklinická, oddělení monoklinicky prizmatické Forma výskytu: Sloupcovité nebo tabulkovité krystaly, agregáty práškovité nebo kůrovité. Fyzikální vlastnosti: T = 3,5-4; H = 3,77; barva modrá až černě modrá, vryp modrý. Lesk na krystalech vyšší než na agregátech, štěpnost (100) dokonalá. Azuritový povlak, Piesky (zdroj Herčko, 1984)

22 AZURIT Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 Složení a struktura: Ionty Cu jsou v koordinaci se dvěma kyslíky a dvěma hydroxylovými skupinami. Tyto "tetragonální" skupiny jsou propojeny do řetězců podél osy b, které jsou provázány skupinami CO 3. Každá OH skupina je sdílena třemi ionty Cu a každý kyslík z CO 3 skupiny je vázán na jeden atom Cu. Vznik a výskyt: Běžný produkt oxidace Cu sulfidických rud, doprovázející malachit. Naleziště: Špania Dolina, Tsumeb (Namíbie) Diagnostické znaky: barva, štěpnost

23 Třída sulfátů Základem struktury sulfátů je malý kationt síry v tetraedrické koordinaci s kyslíky - aniontová skupina (SO4)-2.

24 Třída sulfátů obdobné sloučeniny: chromáty, molybdáty, wolframáty cca 330 minerálů, tj. 8 % všech dnes známých minerálů (údaje k r. 2002) Do sedmé třídy spadají minerály, které lze formálně odvodit od kyseliny sírové H2SO4, resp. analogických kyselin Cr, Mo a W. Jako kationty vystupují nejčastěji Na, K, Ca, Al, Mg, Fe, Ba, Sr, méně často Cu, Pb, Zn. Základem struktury sulfátů a analogů je tetraedr (MO4)2, kde M = S, Cr, Mo, W. Tyto tetraedry jsou ve strukturách přítomny izolovaně (na rozdíl od silikátů a borátů) a jsou vzájemně svázány prostřednictvím kationtů nebo cizích aniontů (O2, OH, F ). Mnohé sulfáty jsou hydráty (mají molekuly H2O ve stuktuře). Vazby mezi tetraedry a kationty mají převážně iontový charakter. Ve strukturách hydratovaných sulfátů mohou hrát významnou roli vodíkové můstky. Většina sulfátů, zejména hydráty, tvoří krystaly v soustavách s nízkou symetrií.

25 Třída sulfátů Pro sulfáty je charakteristický nekovový vzhled a nízká tvrdost (do 4 stupně Mohsovy stupnice, u hydrátů do 2. stupně). Čisté jsou většinou bezbarvé, skelně nebo perleťově lesklé, často dokonale štěpné. Sulfáty alkalických kovů a hydratované sulfáty jsou často dobře rozpustné ve vodě a mají charakteristickou hořkou nebo hořkoslanou chuť. Sulfáty vznikají v přírodě (1) jako evapority zejména mořského původu, (2) reakcemi plynných oxidů síry s okolními horninami při vulkanické činnosti, (3) oxidací sulfidů, hlavně pyritu a markazitu, v povrchových podmínkách (tzv. kyzové zvětrávání), (4) hydrotermálně (hl. bezvodé sulfáty Ba, Ca, Sr, Pb). Sulfáty se uplatňují ve stavebním průmyslu (sádrovec), jako zdroj některých prvků (Ba, Sr, Al, Mg), mají i řadu jiných využití (baryt). Chromáty, molybdáty a wolframáty mají ve srovnání se sulfáty vyšší hustotu a tvrdost a někdy až polokovový vzhled. Zatímco řada sulfátů patří k běžným minerálům (např. baryt, sádrovec), chromáty, molybdáty a wolframáty jsou až na výjimky v přírodě vzácné a počet jejich druhů je nevelký. Vznikají v oxidační zóně ložisek kovů (wulfenit, krokoit), hydrotermálně či metasomaticky (scheelit). Slouží jako rudy Cr, Mo a W.

26 BARYT BaSO 4 Symetrie: rombická Forma výskytu: Krystaly jsou převážně tabulkovité podle báze nebo sloupcovité (rakve) podle osy a, často hojnoploché. Agregáty bývají zrnité. Fyzikální vlastnosti: T = 3-3,5; H = 4,5; barva šedá, žlutá, nazelenalá, modrá, červená, lesk na krystalových plochách skelný, jinak matný, dokonale štěpný podle báze, zřetelně štěpný podle (210). Baryt, Banská Štiavnica (zdroj Herčko, 1984) Různé typy krystalů barytu (zdroj Bernard, 1992)

27 BARYT BaSO 4 Složení a struktura: Běžně bývá izomorfně přimíšeno Sr nebo Pb, mechanickou nečistotou bývá Fe 2 O 3. Vznik a výskyt: Je to běžný středně až nízce teplotní minerál postmagmatického a sedimentárního původu. Běžný je na některých hydrotermálních žilách (asociace fluorit-barytová), je součástí hydrotermálně sedimentárních ložisek, vzniká i krystalizací z termálních vod, a na řadě typů sedimentárních ložisek (reziduální zvětraliny, evaporitová ložiska nebo ve vápencích). Naleziště: Příbram, Jihlava, Stříbro, Harrachov, Moldava (hydrotermální žíly), Štěpánovice a Květnice u Tišnova (čočky ve vápencích), Kladno (na trhlinách pelosideritů), Kozákov, Studenec (dutiny bazaltů) Použití: při těžbě ropy na výplach vrtů, ve stavebniství na RTG absorbující omítky, výroba barev, plnidlo v papírenství a gumárenství Diagnostické znaky: hustota

28 ANHYDRIT CaSO 4 Symetrie: rombická, oddělení dipyramidální Forma výskytu: Izometrické nebo sloupcovité krystaly jsou poměrně vzácné. Agregáty zrnité až celistvé. Fyzikální vlastnosti: T = 3-3,5; H = 2,89-2,98; bývá bezbarvý, bílý, šedý, namodralý, červený nebo hnědý, lesk perleťový až skelný. Složení a struktura: Mívá řadu mechanických příměsí. Vznik a výskyt: Je naprosto převládající na ložiskách mořských evaporitů, jinde jen podružně (hydrotermální ložiska, dutiny bazaltů). Naleziště: Bad Ischl - Rakousko, Wieliczka - Polsko, Stassfurt - Německo (sedimentární ložiska), České Hamry (v dutinách vyvřelin) Použití: cementářský průmysl Diagnostické znaky: štěpnost

29 SÁDROVEC CaSO 4. 2H 2 O Symetrie: monoklinická Forma výskytu: Je známo asi 70 jednoduchých tvarů krystalů sádrovce, z nichž nejčastější jsou krystaly tabulkovité podle (010), sloupcovité nebo čočkovité. Zcela běžné jsou také srůsty podle (100) tzv. "vlaštovčí ocas" nebo podle (001) tzv. "pařížská dvojčata". Agregáty bývají zrnité, celistvé, vláknité (selenit) nebo lupenité. Fyzikální vlastnosti: T = 2; H = 2,32; zpravidla bezbarvý bílý, šedý nebo nažloutlý, lesk skelný na štěpných plochách perleťový. Štěpný velmi dokonale podle (010). Krystaly sádrovce (a) a dvojče (b) podle (100); n (111), f (110), b (010), e (001) (zdroj Klein a Hurlbut, 1993)

30 SÁDROVEC CaSO 4. 2H 2 O Složení a struktura: Se zvyšující se teplotou postupně ztrácí vodu (přes bassanit až k anhydritu), zpravidla obsahuje řadu mechanických příměsí. Vznik a výskyt: Typický minerál sedimentárních a zvětrávacích procesů (evapority, jílové sedimenty, zvětrávací kůry ložisek), méně často vzniká na fumarolách. Naleziště: Hromnice, Chvaletice (zvětrávání kyzových ložisek), Kateřinky a Kobeřice u Opavy (v sedimentech), v hnědouhelných pánvích Použití: výroba sádry Diagnostické znaky: štěpnost, krystalové tvary a srůsty Postupná dehydratace sádrovce se zvyšující se teplotou zdroj Klein a Hurlbut, 1993)

31 Třída fosfátů Základní jednotkou struktury fosfátů je aniontová skupina (PO 4 ) -3.

32 Třída fosfátů obdobné sloučeniny: arsenáty (arseničnany, AsO43 ) vanadáty (vanadičnany, VO43 ) cca 700 minerálů, tj 18 % všech dnes známých minerálů (údaj k r. 2002) Minerály 8. třídy lze formálně odvodit od kyseliny trihydrogenfosforečné H3PO4 a obdobných kyselin trihydrogenarseničné H3AsO4 a trihydrogenvanadičné H3VO4. Fosfátů je v přírodě velké množství druhů, většina však patří ke vzácným až velmi vzácným minerálům. Základem jejich struktur jsou izolované tetraedry (PO4) 3 s centrálním kationtem P5+, svázané prostřednictvím kationtů. Uvnitř tetraedrů se uplatňují hlavně kovalentní vazby, mezi tetraedry a kationty zejména iontové vazby. Jako kationty vystupují nejčastěji Al3+, Ca2+, Fe2+, Cu2+, (UO2)2+, méně často Mn2+, Na+, Li+, Sr2+ a prvky vzácných zemin. Symetrie je nejčastěji rombickýnebo monoklinický. Asi polovina známých fosfátů jsou hydráty, nejčastěji se třemi, čtyřmi či osmi molekulami vody ve struktuře. Rozšířené jsou i fosfáty s cizími anionty OH, F, Cl, méně často O2, (CO3)2, (SO4)2. Časté je izomorfní zastupování mezi kationty (např. Ca2+ Sr2+ TR3+, Fe2+ Mn2+) i anionty (např. OH Cl F O2, (PO4)3 (AsO4)3, (PO4)3 (SiO4)4 (SO4)2 (CO3)2 ).

33 Třída fosfátů Tvrdost a hustota se u fosfátů pohybují v širokém rozmezí (T = 1 6,5, h = 1,7 7,3 g.cm 3), rozmanité jsou i ostatní makroskopické vlastnosti fosfátů. Mnoho fosfátů vykazuje luminiscenci v UV záření. Fosfáty vznikají v širokém spektru podmínek: jsou běžné jako akcesorie v magmatických horninách (např. apatit, monazit), vysktují se v greisenech, skarnech, pegmatitech i na hydrotermálních žilách. Velké množství druhů fosfátů, zejména Al, Fe a Ca, vzniká v hypogenním prostředí zdrojem fosforu jsou buď zvětrávající horniny s primárními fosfáty, nebo zbytky organizmů vytvářejících fosfátovou kostru (hl. obratlovci, z bezobratlých ramenonožci). Fosfáty Cu, Pb, Fe, Mn, Co, Ni, U atd. jsou typické pro oxidační zónu rudních ložisek. Praktický význam mají zejména fosfority (sedimentární fosfátové horniny tvořená hlavně apatitem), které jsou surovinami pro výrobu fosforečných hnojiv, fosforu a jeho sloučenin. Fosfáty jsou dále zdrojem prvků vzácných zemin a Th (monazit), Pb (pyromorfit), Co (erytrin), Ni (annabergit), U (uranové slídy). Vanadáty a arsenáty patří ke vzácným až velmi vzácným minerálům. Jako kationty vystupují Ca2+, Cu2+, Pb2+, Zn2+, Bi3+, Co2+, Ni2+, (UO2)2+. Vznikají téměř bez výjimky v oxidační zóně rudních ložisek. Místně slouží jako rudy kovů, vanadinit je nejvýznamnější rudou vanadu.

34 APATIT Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl, OH) Symetrie: hexagonální Forma výskytu: Krystaly jsou velmi rozmanitých forem - krátce i dlouze sloupcovité, jehlicovité nebo tabulkovité podle báze. Většinou převažuje prizma, báze nebo dipyramida. Agregáty nejčastěji zrnité nebo celistvé, ale i oolitické, vláknité či zemité. Krystaly apatitu (0,5 cm) Gunheath Pit, Cornwall (zdroj Lapis) Fyzikální vlastnosti: T = 5; H = 3,15-3,2; barva šedá, žlutá, zelená, modrá, hnědá někdy i čirý, lesk skelný, nezřetelně štěpný podle báze.

35 APATIT Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl, OH) Složení a struktura: Ve struktuře se běžně zastupují F, Cl, (OH) a CO 3. Skupina PO 4 může být nahrazována SO 4 nebo i SiO 4. Za vápník nejčastěji substituují Sr a Mn. Vznik a výskyt: Běžný akcesorický minerál hornin nejrůznějšího genetického typu. Zcela běžný je v magmatických a metamorfovaných horninách, krystalovaný bývá v pegmatitech a greisenech. Vzácněji se objevuje na hydrotermálních žilách a alpských žilách. Naleziště: alkalické horniny na poloostrově Kola, Rožná, Dobrá Voda (pegmatity), Horní Slavkov, Krupka (greiseny) Použití: zdroj fosforu, surovina pro přípravu syntetických hnojiv. Diagnostické znaky: barva, krystalové tvary

36 Pyromorfit Pb 5 (PO 4 ) 3 Cl Hexagonální, skupina apatitu Je nejčastěji zelený, méně často hnědý, šedý, žlutý. Je průsvitný až neprůhledný, s diamantovým až mastným leskem, neštěpný, má lasturnatý až nerovný lom. Tvrdost 3,5 4, hustota 6,7 7,1 g.cm 3, má bílý vryp. Často tvoří sloupečkovité až jehlicovité xx, vyskytuje se i v kůrách a ledvinitých agregátech. Poměrně hojný produkt oxidace galenitu (fosfor je mobilizován z apatitu ze sousedních hornin).

37 Vivianit Fe 3 (PO 4 ) 3 8H 2 O monoklinický Je modrý nebo modrozelený, často s červenavým odstínem, skelně lesklý, dokonale štěpný podle {010}. Tvrdost 1,5 2, hustota 2,68 g.cm 3, má modrý vryp. Nejčastěji vytváří dlouze sloupcovité krystaly, je i v hlízách, radiálně paprsčitých agregátech, zemitých agregátech, tvoří povlaky. Je vázán zejména na sedimentární horniny bohaté P a Fe. Vzácně se vyskytuje se i na rudních ložiskách, ve skarnech, na žilách Sn W spjatých s greiseny i jako produkt hoření uhlí. Vzniká také alterací některých pegmatitových fosfátů.

38 Děkuji za pozornost.