Mineralogie. pro Univerzitu třetího věku VŠB-TUO, HGF. 4. Systematická mineralogie. Silikáty

Mineralogie pro Univerzitu třetího věku VŠB-TUO, HGF 4. Systematická mineralogie Silikáty Ing. Jiří Mališ, Ph.D. jiri.malis@vsb.cz, tel. 4171, kanc. J441

Silikáty (křemičitany) cca 1050 minerálů, tj. 26 % známých minerálů (údaj k r. 2002) Silikáty jsou vůbec nejdůležitější skupinou minerálů podle kvalifikovaných odhadů tvoří asi 75 % zemské kůry, spolu s křemenem (který je jim strukturně blízký) dokonce asi 95 %. Zemská kůra obsahuje 49,13 % O a 26 % Si. Uvážíme-li, že silikátové složení má i zemský plášť a podle některých názorů i jádro naší planety, můžeme Zemi směle označit za silikátovou planetu, stejně jako ostatní planety terestrického typu. Silikáty představují velmi důležitou skupinu nerostných surovin (keramický a sklářský průmysl, stavební průmysl, těžba některých kovů atd.). Z těchto důvodů je silikátům věnována mimořádná pozornost ze strany přírodovědců i technologů.

Struktury a klasifikace silikátů Základní stavební jednotkou struktury silikátů je křemík-kyslíkový tetraedr [SiO 4 ] 4. Je tvořen iontem Si 4+, který je pravidelně obklopen čtyřmi kyslíkovými anionty O 2. model kuličkový se znázorněním vazeb

Struktury a klasifikace silikátů Základní stavební jednotkou struktury silikátů je křemík-kyslíkový tetraedr [SiO 4 ] 4. Je tvořen iontem Si 4+, který je pravidelně obklopen čtyřmi kyslíkovými anionty O 2. model polyedrický

Struktury a klasifikace silikátů Vedle křemík-kyslíkových tetraedrů mohou být ve strukturách silikátů přítomny i hliník-kyslíkové tetraedry [AlO 4 ] 5 potom hovoříme o alumosilikátech (hlinitokřemičitanech). Tetraedry jsou ve struktuře silikátů přítomny buď jako samostatné stavební částice, nebo se spojují (polymerují) do větších celků různého typu. Vazba dvou sousedních tetraedrů se děje prostřednictvím jednoho společného kyslíkového atomu (vrcholu tetraedru), nikdy ne prostřednictvím hran nebo dokonce ploch tetraedrů. Jako kationty nejčastěji vystupují Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, méně často i Li, B, Be, Mn, Ti, Zr, prvky vzácných zemin, Cs, Sr, Y, Zn, Cu atd. Způsob spojování tetraedrů ve strukturách silikátů se ukázal být nejvhodnějším kritériem pro jejich klasifikaci.

Struktury a klasifikace silikátů Podle tohoto hlediska třídu silikátů dělíme na následující oddělení: nesosilikáty (silikáty s izolovanými tetraedry) sorosilikáty (silikáty se samostatnými skupinami tetraedrů) cyklosilikáty (silikáty s kruhovou vazbou tetraedrů) inosilikáty (silikáty s řetězovou vazbou tetraedrů) fylosilikáty (silikáty s plošnou vazbou tetraedrů) tektosilikáty (silikáty s prostorovou vazbou tetraedrů)

Struktury a klasifikace silikátů Základní strukturní jednotkou silikátů je koordinační tetraedr [SiO 4 ] 4- Tetraedr se polymerizuje do skupin, řetězů, vrstev nebo prostorově. [SiO 4 ] 4- Nezávislé tetraedry Nesosilikáty Příklady: olivín granáty [Si 2 O 7 ] 6- Dvojice tetraedrů Sorosilikáty Příklad: lawsonit n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Cyklosilikáty Příklady: benitoit BaTi[Si 3 O 9 ] axinit Ca 3 Al 2 BO 3 [Si 4 O 12 ]OH beryl Be 3 Al 2 [Si 6 O 18 ]

Struktury a klasifikace silikátů Základní strukturní jednotkou silikátů je koordinační tetraedr [SiO 4 ] 4- Tetraedr se polymerizuje do skupin, řetězů, vrstev nebo prostorově. [SiO 3 ] 2- jednoduché řetězce Inosilikáty [Si 4 O 11 ] 4- dvojité tetraedrů řetězce tetraedrů pyroxeny amfiboly

Struktury a klasifikace silikátů Základní strukturní jednotkou silikátů je koordinační tetraedr [SiO 4 ] 4- Tetraedr se polymerizuje do skupin, řetězů, vrstev nebo prostorově. [Si 2 O 5 ] 2- Vrstvy tetraedrů Fylosilikáty slídy mastek jílové minerály serpentin

Struktury a klasifikace silikátů Základní strukturní jednotkou silikátů je koordinační tetraedr [SiO 4 ] 4- Tetraedr se polymerizuje do skupin, řetězů, vrstev nebo prostorově. [SiO 2 ] 3-D kostra tetraedrů: plně polymerizovaná Tektosilikáty křemen živce zeolity

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Do prostorové struktury jsou propojeny přes iontové vazby s jinými kationty (nejčastěji Fe, Mg, Ca, Li, Be, Zn, Al). Uspořádání atomů ve strukturách nesosilikátů je poměrně těsné a proto mají relativně vysokou hustotu a tvrdost. Nezávislé tetraedry nevytváří žádný přednostní směr, takže štěpnost zpravidla chybí. Substituce Al za Si v tetraedrických pozicích je poměrně zanedbatelná. Řada nesosilikátů patří k významným horninotvorným minerálům (olivín, granáty, zirkon, polymorfní modifikace Al 2 SiO 5 atd.).

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- b c projekce Olivín (100) modře = M1 žlutě = M2

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Olivín - obecné označení minerálů, které jsou svým složením mezi dvěma krajními členy neomezeně mísitelné olivínové řady - forsteritem (Mg 2 SiO 4 ) a fayalitem (Fe 2 SiO 4 ). V přírodě mají běžné olivíny podíl kolem 20% fayalitové komponenty. Chemický vzorec: forsterit - Mg 2 SiO 4 a fayalit - Fe 2 SiO 4 Symetrie: rombická, oddělení rombicky dipyramidální Forma výskytu: Zpravidla krátce sloupcovité krystaly, které mohou srůstat podle (031) nebo hrubě zrnité agregáty Olivín v bazaltu u Podmoklic (zdroj Ďuďa, 1990) Krystaly olivínu; a (100), b (010), C (001), m (110), s (120), r (130), h (011), k (021), d (101), p (111), f (121) (zdroj Ježek, 1932)

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Složení a struktura: Poměr Fe : Mg kolísá. Vznik a výskyt: jeden z hlavních horninotvorných minerálů v gabrech, peridotitech a bazaltech. Téměř monominerální olivínovou horninou je dunit. Při vyšším zastoupení SiO 2 v krystalizující tavenině reaguje za vzniku enstatitu (pyroxen). V metamorfovaných horninách je přítomen v dolomitických mramorech a erlanech. Při alteraci olivinických hornin dochází k přeměně na minerály serpentinové skupiny. Naleziště: Smrčí a Podmoklice u Semil (olivinické bazalty), Sušice (skarn), Višňová u Moravského Krumlova (dolomitický mramor) Použití: Široké zejména vzhledem k žáruvzdornosti (teplota tavení forsteritu je 1890 C). Používá se ve slévárenství (cihly, vyzdívky pecí, formy pro odlévání), při výrobě bloků pro uchování tepla ve sklářských pecích, dále v chemickém průmyslu, při výrobě hnojiv, jako brusivo. Výjimečně jako ruda Mg. Drahokamové odrůdy se využívají jako šperkový kámen (tzv. chryzolit).

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Olivín

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Řada granátů Řada kubických izostrukturních nesosilikátů s obecným vzorcem A 3 2+ B 2 3+ (SiO 4 ) 3, kde A 2+ = Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+, B 3+ = Al 3+, Fe 3+, Cr 3+... Je popsáno cca 15 krajních členů řady, z nichž 6 se uplatňuje častěji: A 2+ B 3+ název krajního členu vzorec Mg Al pyrop Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Fe Al almandin Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Mn Al spessartin Mn 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Ca Al grosulár Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Ca Fe andradit Ca 3 Fe 2 (SiO 4 ) 3 Ca Cr uvarovit Ca 3 Cr 2 (SiO 4 ) 3

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Krajní členy se ovšem v přírodě nikdy nevyskytují samostatně, přírodní granáty jsou vždy izomorfní směsi krajních členů. Podle převažující komponenty se granáty pojmenovávají (např. jako almandiny se označují granáty s převažujícím almandinovou komponentou). Častá je zonálnost krystalů. Izomorfní mísivost v řadě granátů: Granát A 2+ 3 B 3+ 2 [SiO 4 ] 3 tzv. Pyralspity - B = Al Pyrop: Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 Almandin: Fe 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 Spessartin: Mn 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 tzv. Ugrandity - A = Ca Uvarovit: Ca 3 Cr 2 [SiO 4 ] 3 Grossular: Ca 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 Andradit: Ca 3 Fe 2 [SiO 4 ] 3

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Granáty - skupina je tvořena řadou koncových členů, mezi kterými je úplná nebo omezená izomorfní mísitelnost. Běžné přírodní granáty jsou zpravidla směsí dvou a více koncových členů. Symetrie: kubická, oddělení hexaoktaedrické Forma výskytu: Krystaly nejčastěji ve formě dvanáctistěnu nebo čtyřiadvacetistěnu, resp. jejich spojek. Často tvoří jen izometrická zrna nebo jemně až hrubě zrnité agregáty. Almandin krystal 2 cm, Itálie (zdroj Ďuďa, 1990) Nejběžnější krystaly granátu; d (110), n (211), s (321) (zdroj Klein a Hurlbut, 1993)

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Fyzikální vlastnosti: Barva a další fyzikální vlastnosti granátů závisí na jejich chemickém složení. Barva: pyropu - temně rudá, almandinu - červená nebo červenohnědá, spessartinu - hnědočervená, grossulár - zelený nebo žlutavý, andradit - zelenavý nebo hnědavý a uvarovit - smaragdově zelený. Složení a struktura: Obecný vzorec je A 3 B 2 (SiO 4 ) 3, kde pozici A obsazují dvojmocné prvky (Ca, Mg, Fe, Mn) pozici B trojmocné prvky (Al, Fe, Cr). Neomezaná mísitelnost je v rámci skupiny "pyralspitové" (pyrop - almandin - spessartin) a pak mezi grosulárem a andraditem.

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Vznik a výskyt: pyropy - v ultrabazických horninách (peridotity, serpentinity, kimberlity), almandiny - typické pro metamorfované horniny (svory, ruly, amfibolity), spessartin - ve skarnech, Mn ložiscích a pegmatitech, grosulár nebo andradit - typické pro kontaktní metamorfózu uvarovit - bývá v Cr bohatých hadcích. Naleziště: Měrunice, Třebenice (pyrop v peridotitech českého středohoří), Přibyslavice u Čáslavi (almandin v pegmatitu), Zlatý Chlum u Jeseníku (almandin ve svoru), Budislav, Maršíkov (spessartin v pegmatitech), Švagrov (spessartin v Fe páskovaných rudách), Chvaletice (spassartin v Mn, Fe sedimentárních rudách), Obří důl v Krkonoších (grosulár ve skarnu), Žulová, Vápenná (grosulár v kontaktních skarnech), Mariánská hora v Ústí n. Lab. (andradit ve fonolitu).

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Použití: Významné horninotvorné minerály, časté zejména v metamorfovaných horninách. Vyskytují se i v magmatitech, díky vysoké chemické a mechanické stabilitě se hromadí v sedimentech. Pěkně zbarvené a průhledné granáty se používají jako drahé kameny. Kvůli poměrně vysoké tvrdosti a mechanické odolnosti se granáty využívají na výrobu brusných prášků, past, papírů a pláten. Diagnostické znaky: Vytvářejí i zaoblená zrna, běžné jsou zrnité a celistvé agregáty. Barva nejčastěji červená, fialová, hnědá až černá, méně často zelená a žlutá. Granáty jsou průsvitné až průhledné, zcela bez štěpnosti, mají nerovný lom, jsou skelně lesklé na lomných i krystalových plochách, mají bílý vryp. Tvrdost 6,5 7,5, hustota 3,4 4,6 g.cm 3 (podle složení).

Nesosilikáty: nezávislé (izolované) tetraedry [SiO 4 ] 4- Granáty

Sorosilikáty: dvojice tetraedrů [Si 2 O 7 ] 6- silikáty se samostatnými skupinami tetraedrů, diortosilikáty; sóros ř. skupina Ve strukturách sorosilikátů jsou samostaté (vzájemně nazávislé) skupiny křemíkkyslíkových tetraedrů. Nejčastěji jde o dvojice tetraedrů spojené prostřednictvím jednoho společného atom u kyslíku, takže společně tvoří skupinu [Si 2 O 7 ] 6. K sorosilikátům řadíme i minerály se smíšenou strukturou, které mají ve strukturách současně izolované tetraedry [SiO 4 ] 4 i dvojice tetraedrů [Si 2 O 7 ] 6 (řada epidotu, vesuvian). Horninotvorný význam mají zejména sorosilikáty řady epidotu.

Epidot Sorosilikáty: dvojice tetraedrů [Si 2 O 7 ] 6- Chemický vzorec: Ca 2 (Fe +3, Al) Al 2 (SiO 4 ) (Si 2 O 7 ) O (OH) Symetrie: monoklinická, oddělení monoklinicky prizmatické Forma výskytu: Krátce i dlouze sloupcovité často hojnoploché krystaly protažené podle osy b (známo kolem 200 tvarů), některé plochy bývají výrazně rýhované. Častý je srůst podle (100). Agregáty zrnité nebo celistvé. Fyzikální vlastnosti: T = 6,5; H = 3,3-3,5; barva v různých odstínech zelené až zelenočerné, lesk skelný, štěpnost dokonalá podle (100). Složení a struktura: Poměry Al : Fe jsou proměnlivé, může mít izomorfní příměsi Mn nebo Cr. Vznik a výskyt: Vzniká při alteraci vyvřelých hornin. Nejkrásnější krystaly pocházejí z alpských žil, objevuje se i v kontaktně metamorfovaných skarnech. Naleziště: Sobotín, Markovice, Krásné u Šumperka (alpská parageneze), na puklinách granitoidů brněnského masívu (Dolní Kounice), Žulová, Vápenná (kontaktní skarny). Použití: výjimečně jako šperk Diagnostické znaky: barva a tvary krystalů

Epidot Sorosilikáty: dvojice tetraedrů [Si 2 O 7 ] 6-

Sorosilikáty: dvojice tetraedrů [Si 2 O 7 ] 6- Vesuvian Chemický vzorec: Ca 10 (Mg, Fe) 2 Al 4 (SiO 4 ) 5 (Si 2 O 7 ) 2 (OH) 4 Symetrie: tetragonální, oddělení ditetragonálně dipyramidální Forma výskytu: Krystaly jsou zpravidla spojky prizmat, pyramid a pinakoidu, běžné jsou celistvé nebo zrnité agregáty. Fyzikální vlastnosti: T = 6,5-7; H = 3,33-3,45; barva zpravidla žlutohnědá, hnědá nebo zelená, lesk skelný. Složení a struktura: Běžná je substituce Na za Ca, Mn za Mg a Fe nebo Ti za Al a F za OH. Struktura vesuviánu je velmi blízká grosuláru. Vznik a výskyt: Je typickým minerálem kontaktní metamorfózy Ca bohatých hornin (skarny, erlány). Diagnostické znaky: tetragonální sloupcovité krystaly Vesuvián (1,5 cm), Rusko (zdroj Ďuďa, 1990)

Sorosilikáty: dvojice tetraedrů [Si 2 O 7 ] 6- Vesuvian

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 silikáty s kruhovou vazbou tetraedrů, kruhové silikáty Poměr Si : O = 1:3. Poměrně vzácné jsou troj- a čtyřčetné kruhy, běžné jsou kruhy z šesti křemíkových tetraedrů (Si 6 O 18 ) -12. Tetraedry [SiO 4 ] 4 jsou spojeny do samostatně uložených prstenců, nejčastěji šestičlánkových, takže vzniká skupina [Si 6 O 18 ] 12 (beryl, cordierit, turmalíny atd.). Méně časté jsou cyklosilikáty s trojčlánkovými (benitoid) či čtyřčlánkovými (axinit, neptunit) prstenci. Tvar prstenců výrazně ovlivňuje symetrii cyklosilikátů nejčastěji jsou trigonální či hexagonální.

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Beryl Chemický vzorec: Be 3 Al 2 (Si 6 O 18 ) Symetrie: hexagonální, oddělení dihexagonálně dipyramidální Forma výskytu: Krystaly mají tvar dlouhých hexagonálních sloupců. Méně časté jsou tlustě tabulkovité krystaly podle (0001).

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Beryl Fyzikální vlastnosti: T = 7,5-8; H = 2,65-2,8; barva obecného berylu je žlutozelená, lesk skelný. Drahokamové odrůdy jsou průhledné s barvou zelenou (smaragd), světle modrou (akvamarín), růžovou (morganit), žlutou (heliodor) nebo purpurově červenou (bixbit). Štěpnost nedokonalá podle (0001).

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Složení a struktura: Ve struktuře jsou šestičetné prstence Si tetraedrů uloženy rovnoběžně s bází. Be v 4-četné a Al v 6-četné koordinaci propojují tyto aniontové skupiny ve vertikálním i horizontálním směru. Kruhy SiO 4 tetraedrů jsou v jednotlivých vrstvách uloženy nad sebou, takže ve struktuře vznikají poměrně široké "kanály" ve směru osy c. V těchto kanálech mohou být uloženy ionty (Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, OH, F) nebo neutrální skupiny (H 2 O, He). Vznik a výskyt: Beryl se vyskytuje převážně ve spojitosti s kyselým granitickým magmatem - v pegmatitech, albititech a greisenech. Méně častý je na alpských žilách a ve svorech v kontaktu s granity (smaragdy). Přechází i do rozsypů. Naleziště: Maršíkov, Lázně Kynžvart, Sobotín, Jeclov, Puklice (pegmatity), Horní Slavkov, Čistá (greiseny), Habachtal (smaragdy ve svoru, Rakousko). Použití: šperkařství, Be ve slitinách zvyšuje tvrdost Diagnostické znaky: barva, tvar krystalů

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Beryl

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Skupina turmalínu Složitá řada izostrukturních trigonálních borosilikátů s obecným vzorcem (zjednodušeně): XY 3 Z 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 12 (OH,F) 4 kde: X = Na, Ca, K, Mg, vakance... Y = Mg, Fe 2+, Li, Al, Fe 3+... Z = Al, Fe 3+, Mg, Cr 3+, V 3+... Vedle uvedených prvků mohou být pozice X, Y a Z obsazeny i dalšími prvky, přičemž substituce jsou často velmi komplikované. Složení turmalínů je dále komplikováno někdy až neomezeným mísením krajních členů řady, takže krystalochemie turmalínů je mimořádně složitá. Velmi rozšířená je zonalita krystalů.

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Skupina turmalínu Z většího počtu známých koncových členů řady (k r. 2002 jich bylo známo 15) se tři uplatňují nejčastěji: X Y Z vzorec skoryl Na Mg Al NaMg 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 18 (OH,F) 4 dravit Na Fe 2+ Al NaFe 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 18 (OH,F) 4 elbait Na Li,Al Al Na(Li,Al) 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 18 (OH,F) 4

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Skupina turmalínu V této skupině minerálů je vyčleněna řada koncových členů. Běžné turmalíny jsou pak jejich poměrně komplikované kombinace. Běžný akcesorický turmalín s převahou Fe +2 a Al se označuje jako skoryl, vzácnější turmalín s obsahem Li a Al se označuje jako elbait. Chemický vzorec: (Na,Ca)(Li, Mg,Al) 3 (Al,Fe,Mn) 6 (BO 3 ) 3 (OH) 4 (Si 6 O 18 ) Symetrie: hexagonální, oddělení ditrigonálně pyramidální Forma výskytu: Skoryl tvoří krátce nebo dlouze sloupcovité, vertikálně rýhované krystaly, omezené trigonálním a hexagonálním prizmatem a zakončené polárně trigonálními pyramidami. Časté jsou i čočkovité krystaly. Agregáty skorylu jsou stébelnaté, radiálně paprsčité, jehlicovité i zrnité. Elbaity jsou zpravidla dlouze sloupcovité až jehlicovité, také s podélným rýhováním. Agregáty zrnité. Fyzikální vlastnosti: T = 7-7,5; H = 3-3,25; barva skorylu je černá, u elbaitu se podle barvy vyčleňují různé variety: zelený verdelit, červený rubelit, modrý indigolit a bezbarvý achroit. Často se na jednom krystalu vyskytuje několik variet. Lesk skelný až matný. Turmalín má piezoelektrické vlastnosti.

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Skupina turmalínu Skoryl Je černý, méně často hnědočerný, modročerný až modrý, průsvitný až neprůhledný, skelně lesklý na krystalových plochách, na lomných plochách často mastně lesklý. Je zcela bez štěpnosti, často odlučný podle báze. Má nerovný lom, bílý vryp. Tvrdost 7, hustota 3,10 3,25 g.cm 3. Vytváří nejčastěji dlouze až krátce sloupcovité xx se zřetelně různě vyvinutými póly (hemimorfie) a ditrigonálním, hexagonálním nebo trigonálním průřezem, často vertikálně rýhované. Běžné jsou jehličkovité a stébelnaté agregáty, často paprsčitě uspořádané. Méně hojně vytváří čočkovitě vyvinuté xx. Výskyt: Nejrozšířenější minerál B v zemské kůře. Běžná akcesorie kyselých žul, žulových pegmatitů a aplitů. Méně častý je na Sn W ložiskách, na žilách alpské parageneze a na hydrotermálních žilách. Jako akcesorie je přítomen v některých rulách a svorech. Při zvětrávání hornin se dostává jako součást těžké frakce do rozsypů. Použití: Jako rudu B jej prozatím nejde použít, protože jeho rozklad je energeticky náročný a tedy drahý. Piezoelektrických vlastností se výjimečně využívá v elektrotechnice (oscilátory); polodrahokam. Poznávací znaky: Černá nebo hnědočerná barva, zcela bez štěpnosti, tvoří skelně lesklé sloupcovité podélně rýhované xx s hexagonálním nebo ditrigonálním průřezem, často odlučné podle báze.

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Skupina turmalínu Skoryl

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Skupina turmalínu Elbait Vytváří řadu barevných odrůd: růžový rubelit, zelený verdelit, modrý indigolit, bezbarvý achroit atd. Barva se často výrazně mění v rámci jediného krystalu (zonalita), a to jak ve vertikálním směru, tak od středu k povrchu krystalu. Je skelně lesklý, bez štěpnosti, průhledný až neprůhledný. Má lasturnatý až nerovný lom, bílý vryp. Vytváří dlouze až krátce sloupcovité zřetelně hemimorfní xx s ditrigonálním nebo trigonálním průřezem, podélně rýhované, běžné jsou i stébelnaté až jehlicovité agregáty, často paprsčitě uspořádané. Výskyt: Je zcela charakteristický pro Li-bohaté pegmatity. Ojediněle se hromadí v rozsypech. Použití: Jako drahý kámen, módní jsou brusy s postupným přechodem barev. Poznávací znaky: Dobře omezené sloupcovité podélně rýhované xx s ditrigonálním nebo hexagonálním průřezem, zarostlé v pegmatitu. Barva může být různá, často se mění na jediném krystalu.

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Skupina turmalínu Elbait

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Elbait sloupec 6 cm, Brazílie (zdroj Lapis) Řez elbaitem kolmo k ose c, Madagaskar (zdroj Lapis) Skoryl (3 cm), Dolní Bory (zdroj Bernard, 1981)

Cyklosilikáty: uzavřené kruhy tetraedrů n[sio 3 ] 2- n = 3, 4, 6 Výskyt Nejrozšířenější minerály bóru v zemské kůře. Časté akcesorické minerály kyselých magmatických hornin a s nimi spjatých pegmatitů (zde i velké xx) a hydrotermálních žil. Díky vysoké mechanické a chemické odolnosti se hromadí v sedimentech (písky, pískovce). Při metamorfóze dochází k rekrystalizaci detritických turmalínů, takže se vyskytují i v některých metamorfitech (některé ortoruly, svory). Význam Minerály řady turmalínů jsou v poslední době intenzivně studovány, protože představují vhodný nástroj k určení provenience klastických hornin a metamorfitů až do středního stupně metamorfózy. Důvodem je vysoká mechanická i chemická odolnost turmalínů, jejich kolísavé složení a přítomnost v horninách s velmi rozdílným složením a s velmi různým způsobem vzniku. Praktický význam v technickém smyslu turmalíny nemají. Pěkně zbarvené průhledné turmalíny se brousí jako drahé kameny, módní jsou zvláště kameny s výraznou barevnou zonalitou. Naleziště: skoryl Bory, Cyrilov, Přibyslavice, Bobrová (pegmatity), Blaník (ortorula); elbaity jsou známy z pegmatitů Rožná, Dobrá Voda, Řečice, Laštovičky a z dutin žul na ostrově Elba. Diagnostické znaky: rýhování krystalů, barva

Inosilikáty Základem struktury jsou tetraedry SiO 4 spojené přes vrcholové kyslíky do řetězců. Tyto řetězce mohou být jednoduché nebo dvojité a dále jedno-, dvoj- a vícečlánkové (v závislosti na délce základního motivu). Mezi nejběžnější inosilikáty patří pyroxeny (jednoduchý dvojčlánkový řetězec) a amfiboly (dvojitý dvojčlánkový řetězec).

Inosilikáty Tetraedry [SiO 4 ] 4 jsou uspořádány do nekonečných řetězců, nejčastěji jednoduchých nebo dvojitých. Řetězce jsou ve struktuře uloženy navzájem rovnoběžně. Tetraedry jsou kolem osy řetězce různě natočeny, takže ve směru řetězců se opakují různě dlouhé skupiny tetraedrů. Nejčastějšími kationty jsou Fe 2+, Mg 2+, Mn 2+, Al 3+, Ca 2+ a Na +. Některé inosilikáty obsahují i cizí anionty jako (OH) a F. Inosilikáty často vytvářejí sloupcovité, stébelnaté až vláknité krystaly protažené ve směru řetězců, které obvykle tvoří nepravidelně, rovnoběžně nebo paprsčitě uspořádané agregáty. Rovnoběžně s řetězci probíhají velmi často plochy štěpnosti. Mezi inosilikáty patří především: a) pyroxeny Inosilikáty s jednoduchými dvojčlánkovými řetězci (ve směru řetězců se periodicky opakuje skupina dvou tetraedrů [Si 2 O 6 ] 4 ). Jsou monoklinické (2/m) a rombické (2/m2/m2/m).

Inosilikáty Tetraedry [SiO 4 ] 4 jsou uspořádány do nekonečných řetězců, nejčastěji jednoduchých nebo dvojitých. Řetězce jsou ve struktuře uloženy navzájem rovnoběžně. Tetraedry jsou kolem osy řetězce různě natočeny, takže ve směru řetězců se opakují různě dlouhé skupiny tetraedrů. Nejčastějšími kationty jsou Fe 2+, Mg 2+, Mn 2+, Al 3+, Ca 2+ a Na +. Některé inosilikáty obsahují i cizí anionty jako (OH) a F. Inosilikáty často vytvářejí sloupcovité, stébelnaté až vláknité krystaly protažené ve směru řetězců, které obvykle tvoří nepravidelně, rovnoběžně nebo paprsčitě uspořádané agregáty. Rovnoběžně s řetězci probíhají velmi často plochy štěpnosti. Mezi inosilikáty patří především: b) amfiboly Inosilikáty s dvojitými dvojčlánkovými řetězci (skupina [Si 4 O 11 ] 6 ). Jsou monoklnické (2/m) a rombické (2/m2/m2/m). Velmi složitá skupina sestávající z několika izomorfních řad s velkým počtem krajních členů.

Inosilikáty Tetraedry [SiO 4 ] 4 jsou uspořádány do nekonečných řetězců, nejčastěji jednoduchých nebo dvojitých. Řetězce jsou ve struktuře uloženy navzájem rovnoběžně. Tetraedry jsou kolem osy řetězce různě natočeny, takže ve směru řetězců se opakují různě dlouhé skupiny tetraedrů. Nejčastějšími kationty jsou Fe 2+, Mg 2+, Mn 2+, Al 3+, Ca 2+ a Na +. Některé inosilikáty obsahují i cizí anionty jako (OH) a F. Inosilikáty často vytvářejí sloupcovité, stébelnaté až vláknité krystaly protažené ve směru řetězců, které obvykle tvoří nepravidelně, rovnoběžně nebo paprsčitě uspořádané agregáty. Rovnoběžně s řetězci probíhají velmi často plochy štěpnosti. Mezi inosilikáty patří především: c) pyroxenoidy Inosilikáty s jednoduchými vícečlánkovými (troj, pěti, šesti, sedmičlánkovými) řetězci (skupiny [Si 3 O 9 ] 6, [Si 5 O 15 ] 10, [Si 6 O 18 ] 12, [Si 7 O 21 ] 14 ). Většinou jsou triklinické.

Inosilikáty Pyroxeny a amfiboly patří k významným horninotvorným minerálům magmatických a silněji metamorfovaných hornin. V důsledku podobné struktury jsou často vzájemně makroskopicky natolik podobné, že jejich rozlišení může činit obtíže. Hlavní rozpoznávací znaky pyroxenů a amfibolů jsou: pyroxeny amfiboly habitus krystalů většinou krátce sloupcovité většinou dlouze sloupcovité, stébelnaté, jehličkovité příčný průřez krystalů štěpnost většinou osmiúhelníkový nebo čtvercový podle {110} dobrá, štěpné plochy svírají úhel cca 90, bývají stupňovité. většinou šestiúhelníkovitý nebo kosočtverečný podle {110} dokonalá, štěpné plochy svírají úhel cca 120. Často skelný lesk na štěpných plochách. v mikroskopu většinou bezbarvé nebo nahnědlé, bez pleochroizmu nebo jen slabý pleochroizmus, úhel zhášení 30 50. často výrazně zbarvené, hlavně zeleně, výrazný pleochroizmus, úhel zhášení 0 24.

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny b Diopsid: CaMg [Si 2 O 6 ] a sinβ Diopsid (001) modrá = Si fialová = M1 (Mg) žlutá = M2 (Ca)

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Minerály této skupiny mohou být izomorfní směsi asi dvaceti koncových členů. Obecný vzorec pyroxenů lze psát ve tvaru: XYZ 2 O 6 X atomy Na +, Li +, Ca +2, Mg +2, Fe +2 nebo Mn +2 a odpovídá strukturní pozici M2. Y atomy Mn +2, Fe +2, Mg +2, Fe +3, Al +3, Cr +3, Ti +3 a odpovídá strukturní pozici M1. Z je tetraedrická pozice v silkátovém řetězci a je obsazována atomy Si +4 a Al +3. Kationty v pozici X (M2) mají zpravidla větší iontový poloměr než kationty v pozici Y. Podle uvedené klasifikace se pyroxeny člení do několika skupin na základě svého chemického složení. Pro potřeby základního přehledu můžeme ve skupině pyroxenů vyčlenit tři podskupiny: (a) Mg Fe-pyroxeny (b) Ca-pyroxeny (c) alkalické pyroxeny.

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Přehled pyroxenů: a) Mg Fe pyroxeny: řada Mg 2 Si 2 O 6 (enstatit) - Fe 2 Si 2 O 6 (ferrosilit) Pyroxen s převahou enstatitové složky se vyskytuje v bazických a ultrabazických horninách (gabra, nority, pyroxenit) a ve vysoce metamorfovaných horninách (granulity). Ferrosilit je vzácný.

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Přehled pyroxenů: a) Mg Fe pyroxeny: řada Mg 2 Si 2 O 6 (enstatit)

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Přehled pyroxenů: b) Ca-pyroxeny: řada CaMgSi 2 O 6 (diopsid) - CaFeSi 2 O 6 (hedenbergit) plus augit (Ca, Na) (Mg, Fe, Al, Ti) (Si,Al) 2 O 6 Diopsidické pyroxeny jsou typické pro kontaktně metamorfované karbonátové horniny a pro metamorfované horninyfacie granátických amfibolitů bohatši na Mg. Pyroxeny s převahou hedenbergitové složky se uplatňují hlavně v kontaktně a regionálně metamorfovaných horninách bohatých Fe (erlány, skarny), méně často gabrech, syenitech a pegmatitech. Augity mívají zpravidla velmi komplikované složení a tvoří nejrůznější přechody mezi koncovými členy (např. eagirinaugit, Ti - augit). Je to minerál bazických a ultrabazických intruzív (gabra) a efuzív (bazalty, pyroklastické horniny), běžný je v alkalických horninách. Při metamorfóze se mění (uralitizace) na amfiboly.

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Přehled pyroxenů: b) Ca-pyroxeny: řada CaMgSi 2 O 6 (diopsid) - CaFeSi 2 O 6 (hedenbergit) plus augit (Ca, Na) (Mg, Fe, Al, Ti) (Si,Al) 2 O 6

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Přehled pyroxenů: c) alkalické pyroxeny: NaAlSi 2 O 6 (jadeit) Mísitelnost s aegirinem omezená. Patří do skupiny alkalických pyroxenů. Typický minerál vysokotlakých hornin (vzniká reakcí nefelín + albit = 2 jadeit) např. glaukofanity. Použití pro umělecké předměty. NaFe +3 Si 2 O 6 (aegirin) Typický nerost alkalických hornin jako jsou nefelinické syenity a jejich efuzíva, častý je i ve fonolitech, pikritech a těšínitech. LiAlSi 2 O 6 (spodumen)

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Přehled pyroxenů: c) alkalické pyroxeny: NaFe +3 Si 2 O 6 (aegirin)

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Vlastnosti Nejčastěji v zrnitých až krátce stébelnatých agregátech, automorfně omezené sloupcovité nebo tlustě až tence tabulkovité xx vytvářejí hlavně klinopyroxeny. Běžné je (polysyntetické) dvojčatění klinopyroxenů podle (100), méně běžné podle dalších zákonů. Hojné jsou mikroskopické orientované lamelární odmíšeniny ortopyroxenů v krystalech klinopyroxenů a opačně. Pyroxeny jsou (makroskopicky) neprůhlené, nejčastěji černé až hnědé, zelené, šedozelené. Tvrdost 5 7, hustota 3,0 3,7 g.cm 3. Všechny pyroxeny mají dobrou štěpnost podle vertikálního prizmatu [110], štěpné plochy svírají úhel blízký 90º. Štěpné plochy bývají stupňovité.

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Výskyt Významné horninotvorné minerály některých magmatických hornin, zejména intermediárních, bazických a ultrabazických (syenity, andezity, diority, gabra, nority, bazalty, peridotity atd.). Mohou vytvářet až monominerální horniny (pyroxenity). Hojně se vyskytují i v silněji metamorfovaných horninách (mramory, erlany, skarny, eklogity, granulity atd.). Pyroxeny jako vysokoteplotní minerály za nižších pt podmínek snadno podléhají přeměnám na serpentinové minerály ( enstatit), chlority ( augit), amfiboly ( cpx i opx, tzv. uralitizace).

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - pyroxeny Význam Praktický význam v technickém smyslu většinou nemají, s výjimkou spodumenu, který je důležitou rudou Li. Enstatit je výjimečně používán na výrobu žáruvzdorné keramiky.

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly b Tremolit: Ca 2 Mg 5 [Si 8 O 22 ] (OH) 2 a sinβ Tremolit (001) modrá = Si fialová = M1 růžová = M2 světle modrá = M3 ( Mg) žlutá = M4 (Ca)

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly Jedná se o rozsáhlou skupinu horninotvorných minerálů, jejichž složení je zpravidla poměrně komplikované a vyjadřuje se pomocí velkého množství koncových členů. Obecný vzorec amfibolů je A 0-1 B 2 C VI 5 TIV 8 O 22 (OH,F,Cl) 2, kde pozici T můžou obsazovat atomy Si, Fe, Al, Cr, pozici C atomy Al, Cr, Ti, Fe +3, Mg, Fe +2 a Mn, pozici B pak Fe +2, Mg, Mn, Ca a Na a pozici A atomy Na, K a Li. Základem struktury amfibolů jsou dvojité řetězce tetraedrů [SiO 4 ] 4, uložené vzájemně rovnoběžně ve směru vertikály. Ve směru protažení se periodicky opakuje skupina čtyř tetraedrů [Si 4 O 11 ] 6 (dvojčlánkový řetězec). Část Si 4+ v tetraedrech může být nahrazena Al 3+. Mezi řetězci jsou určitým způsobem uloženy kationty W, X, Y. Amfiboly jsou monoklinické, výjimečně rombické.

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly V současné mineralogické literatuře je popsáno cca 75 (!!!) koncových členů této skupiny se široce rozvinutým izomorfním zastupováním prvků. Nomenklatura amfibolů je proto neobyčejně komplikovaná. Zjednodušeně můžeme amfiboly rozdělit na tři podskupiny: (a) Mg Fe amfiboly (b) Ca-amfiboly (c) alkalické amfiboly.

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly Přehled amfibolů: antofylit (Mg,Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 Vyskytuje se jako sekundární minerál - produkt přeměny minerálů ultrabazických hornin a jako rekční lem na kontaktu s intruzívy. Je také minerálem Mg bohatých hornin facie granátických amfibolitů. tremolit Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 Je produktem regionální metamorfózy, kdy vzniká z olivínu a pyroxenů. Častý je také v desilikovaných pegmatitech a na žilách alpské parageneze. Zcela běžný je v metamorfovaných mramorech a dolomitech. obecný amfibol složení je zpravidla kombinací pargasitu, tschermakitu, hastingsitu a dalších koncových členů Pojem obecný amfibol se požívá pro běžné horninotvorné amfiboly. Zpravidla se jedná o kombinaci několika krajních členů Ca nebo Na-Ca amfibolů. Variety vulkanických hornin zpravidla podstatněji obsahují Fe +3. Jedná se o běžné horninotvorné amfiboly přítomné ve vyvřelých (syenity, diority, gabra, hornblendity) a metamorfovaných horninách(amfibolity, ruly).

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly Přehled amfibolů: antofylit (Mg,Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly Vlastnosti Amfiboly vytvářejí nejčastěji sloupcovité, stébelnaté až jehličkovité agregáty, méně často dobře omezené krátce až dlouze sloupcovité xx s kosočtverečným nebo šestiúhelníkovým průřezem. Poměrně hojné jsou plstnaté formy amfibolů, tzv. amfibolové azbesty (hl. riebeckit, antofylit, aktinolit, tremolit). Časté je dvojčatěni monoklinických amfibolů podle (100), jednoduché nebo polysyntetické. Amfiboly jsou neprůhledné, nejčastěji černé, černohnědé, zelené. Jsou dokonale štěpné podle {110}, úhel štěpných ploch je blízký 120. Na štěpných plochách bývají výrazně skelně lesklé. Tvrdost většinou 5 6, hustota 2,9 3,6 g.cm 3.

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly Výskyt Významné horninotvorné minerály. Vyskytují se ve většině magmatických hornin, jsou běžné v kontaktně i regionálně metamorfovaných horninách. Podmínkou pro vznik amfibolů je přítomnost vody v krystalizačním prostředí. Jsou důležitými indikátory pt podmínek vzniku hornin. Rozkladnými produkty amfibolů jsou nejčastěji chlorit, epidot a mastek.

Inosilikáty s dvojiými řetězci tetraedrů [Si 4 O 11 ] 4- - amfiboly Význam Praktické využití mají především amfibolové azbesty. Jsou nehořlavé, chemicky i mechanicky odolné, někdy je lze i spřádat. Mají tepelně, akusticky a elektricky izolační vlastnosti a jsou relativně levné. Používají se na výrobu brzdových destiček, elektrických a tepelných izolací, střešních desek (eternit), protipožárních zábran, nehořlavých a chemicky odolných textilií, filtrů, zvukových izolací atd. V současné době se amfibolové azbesty přestávají používat v obytných a veřejných prostorách pro jejich údajné karcinogenní účinky, přesto je jejich průmyslová spotřeba značná.

Ideální pyroxenové řetězce s pravidelným opakováním dvojic tetraedrů po 5.2 A jsou deformovány pokud pozice M1 okupují jiné kationty Pyroxenoidy 17.4 A 5.2 A 7.1 A 12.5 A Pyroxen Wollastonit (Ca M1) Rhodonit MnSiO 3 Pyroxmangit (Mn, Fe)SiO 3

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - wollastonit Chemický vzorec: CaSiO 3 Forma výskytu: Jehlicovité nebo vláknité, často radiálně paprsčité agragáty, někdy též zrnitý nebo celistvý. Fyzikální vlastnosti: T = 5-5,5; H = 2,8-2,9; barva bílá, šedá nebo bezbarvý, lesk skelný, perleťový nebo hedvábný, štěpnost dokonalá podle (100) a (001), dobrá podle (-101) a (-201). Při 1120 C přechází na pseudowollastonit. Složení : Zpravidla bývá velmi čistý, může mít malý podíl Fe nebo Mn. Vznik a výskyt: Typický kontaktní minerál erlánů, skarnů nebo mramorů, často tvoří až monominerální horninu. Vzniká reakcí kalcitu a křemene za současného uvolnění CO 2. Naleziště: Žulová, Vápenná, Bludov, Nedvědice (kontaktní horniny) Použití: ve stavebnictví Diagnostické znaky: agregace, štěpnost

Inosilikáty s jednoduchými řetězci tetraedrů [SiO 3 ] 2- - wollastonit

Fylosilikáty: tetraedry [SiO 4 ] 4- vázány do dvojrozměrných sítí Většina fylosilikátů má destičkovitý nebo lístkovitý habitus s dokonalou štěpností, což je dáno přítomností nekonečných sítí ve struktuře, jejichž součástí jsou i Si tetraedry. Jednotlivé sítě jsou pak mezi sebou vázány do vrstev poměrně slabými silami. Ve fylosilikátech se mohou vrstvy kombinovat různým způsobem. Klad jednotlivých vrstev může být různý, takže vzniká prostor pro vznik různých polytypů. Vazba mezi vrstevnými komplexy sítí může být různá - jedná se buď o slabé elektrostatické síly spojené přítomností (OH) skupin, nebo může být mezi komplexy sítí umístěn tzv. mezivrstevní kation (zpravidla Na, K, Ca). Tím počet možných kombinací uspořádání struktur opět narůstá. Identifikace fylosilikátů na základě běžných fyzikálních vlastností nebo i chemismu je zpravidla velmi obtížná a je proto třeba využít RTG difrakčních technik. Pomocí nich je možno snadno zjistit mezivrstevní vzdálenost - tedy velikost základního motivu ve směru osy c. Tato vzdálenost (bazálních strukturních rovin) se u běžných fylosilikátů pohybuje od 7 do 21. 10-10 m.

Jílové minerály Obecné označení minerálů, které tvoří podstatnou část jílů (významě jsou zastoupeny i v půdách) a jsou i zodpovědné za jejich typické vlastnosti - plasticitu, bobtnavost a sorpční schopnosti. Existuje jich celá řada s různými typy struktur a jednotlivé strukturní typy se navzájem kombinují za vzniku tzv. smíšených struktur. KAOLINIT Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 Forma výskytu: Tvoří tenké pseudohexagonální destičky a šupinky, agregáty jsou zpravidla celistvé nebo zemité. Fyzikální vlastnosti: T = 1-2; H = 2,6; barva bílá, žlutá, hnědavá, ve vlhku je plastický. Složení a struktura: Bývá zpravidla poměrně čistý, mívá hlavně mechanické nečistoty. Vznik a výskyt: Vzniká zvětráváním živců v kyselém prostředí. Je běžný na pegmatitech, v kyselých granitoidech a při intenzivním zvětrávání tvoří rozsáhlá ložiska. Naleziště: Horní Bříza, Lažánky u Veverské Bytíšky, Karlovarsko Použití: surovina keramického průmyslu!!! Diagnostické znaky: plasticita

Jílové minerály Obecné označení minerálů, které tvoří podstatnou část jílů (významě jsou zastoupeny i v půdách) a jsou i zodpovědné za jejich typické vlastnosti - plasticitu, bobtnavost a sorpční schopnosti. Existuje jich celá řada s různými typy struktur a jednotlivé strukturní typy se navzájem kombinují za vzniku tzv. smíšených struktur. KAOLINIT Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8

MASTEK Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 Forma výskytu: Tabulkovité, jemně zrnité až celistvé agregáty. Fyzikální vlastnosti: T = 1; H = 2,7-2,8; barva bílá, světle zelená, lesk mastný nebo perleťový. Dokonalá štěpnost podle (001). Složení a struktura: Může obsahovat malé množství Al, Ti a Fe. Vznik a výskyt: Produkt hydrotermální alterace ultrabazik a serpentinitů, kdy vzniká z olivínu a pyroxenu. Objevuje se v pegmatitech a na některých hydrotermálních žilách. Je podstatnou složkou mastkových břidlic. Naleziště: Smrčina a Zadní Hutisko u Sobotína (krupníky), Drahonín (pegmatit) Použití: Používá se jako přísada např. do papíru nebo keramiky Diagnostické znaky: tvrdost

MASTEK Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2

Skupina slíd Slídy jsou fylosilikáty 2:1 s mezivrstevním kationtem, krystalizující v monoklinické symetrii. Mezi jednotlivými koncovými členy je možná omezená iontová substituce. MUSKOVIT KAl 2 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2 Forma výskytu: Krystaly jsou tabulkovité nebo šupinkovité, dvojčata podle (001). Fyzikální vlastnosti: T = 2-2,5; H = 2,76-2,88; bývá bezbarvý, světle šedý nebo nazelenalý, perleťový lesk. Šupinky jsou pružné, štěpnost dokonalá podle báze. Složení a struktura: Zpravidla zastupuje vždy malé množství Fe, Mg a Ti, v pozici mezivrstevního kationtu může částečně zastupovat Na, Li nebo Ca. Mezivrstevní vzdálenost bývá kolem 10.10-10 m. Vznik a výskyt: Je důležitým horninotvorným minerálem v kyselých granitoidech (žula, pegmatit), metamorfitech (fylit, svor) i sedimentech (slepence). Naleziště: Otov, Bory, Maršíkov (pegmatity), Přibyslavice u Čáslavi (žuly), svory v Jeseníkách Použití: v elektrotechnice Diagnostické znaky: barva, štěpnost

Skupina slíd Slídy jsou fylosilikáty 2:1 s mezivrstevním kationtem, krystalizující v monoklinické symetrii. Mezi jednotlivými koncovými členy je možná omezená iontová substituce. MUSKOVIT KAl 2 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2

BIOTIT K(Mg,Fe) 3 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2 Forma výskytu: Tabulkovité krystaly s pseudohexagonálním průřezem, dvojčatné srůsty podle (001). Agregáty lupenité nebo masívní. Fyzikální vlastnosti: T = 2,5-3; H = 2,8-3,2; barva tmavě hnědá až černá, lesk perleťový, dokonalá bazální štěpnost. Vznik a výskyt: Běžný minerál vyvřelých hornin (granodiorit, diorit, syenit, pegmatity) a běžný i v metamorfovaných horninách (svor, rula). Zvětráváním se mění na chlority nebo smektity (jílové minerály). Naleziště: Bory, Věžná (pegmatity), Blansko (granodiority), Diagnostické znaky: barva, štěpnost

BIOTIT K(Mg,Fe) 3 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2

LEPIDOLIT K(Li,Al) 3 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2 Forma výskytu: Zpravidla šupinkaté až jemnozrnné agregáty. Fyzikální vlastnosti: T = 2,5-4; H = 2,8-2,9, barva bílá, červená, zelená nebo fialová, lesk perleťový, dokonalá bazální štěpnost. Složení: Komplikované, do struktury vstupují prvky jako Na, Rb, Cs, F, Cl. Vznik a výskyt: Výhradně vázán na speciální typy Li pegmatitů. Naleziště: Rožná (typová lokalita), Dobrá Voda, Nová Ves (pegmatity) Použití: surovina Li Diagnostické znaky: barva, parageneze

LEPIDOLIT K(Li,Al) 3 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2

Struktura tektosilikátů Základní strukturní jednotkou silikátů je koordinační tetraedr [SiO 4 ] 4- Tetraedr se polymerizuje prostorově. [SiO 2 ] 3-D kostra tetraedrů: plně polymerizovaná Tektosilikáty křemen živce zeolity

Tektosilikáty - prostorově propojené tetraedry SiO 4 Tetraedry [SiO 4 ] 4 jsou ve strukturách tektosilikátů pospojovány do třírozměrné prostorové kostry tak, že každý tetraedr se váže na své sousedy všemi čtyřmi rohy, takže poměr Si : O je 1 : 2. Taková struktura je ovšem valenčně zcela nasycená a neumožňuje vstup dalších iontů do struktury. Proto mezi tektosilikáty v úzkém slova smyslu patří jen modifikace SiO 2, např. křemen (to je důvod, proč je křemen v některých učebnicích mineralogie řazen k silikátům, ačkoliv z chemického hlediska jde o oxid). Vznik dalších tektosilikátů je umožněn jen tehdy, když je část tetraedrů [SiO 4 ] 4 nahrazena tetraedry [AlO 4 ] 5 a jde tedy vlastně o tektoalumosilikáty. U tektosilikátů vždy platí, že poměr (Si+Al) : O = 1 : 2.

Tektosilikáty - prostorově propojené tetraedry SiO 4 Ve strukturách tektosilikátů vznikají mezi tetraedry [TO 4 ] dutiny poměrně značných rozměrů, proto jsou nejčastějšími kationty tektosilikátů velké kationty jako Na +, K +, Ca 2+, Ba 2+, (Sr 2+, Cs 2+ ), méně se uplatňují malé kationty jako Mn 2+, Fe 2+, Mg 2+, Zn 2+. Malé množství Si 4+ a Al 3+ v tetraedrech může být nahrazeno Fe 3+, P 5+, Be 2+ či Ti 4+. Některé tektosilikáty obsahují cizí anionty, např. (OH), Cl, (CO 3 ) 2, (SO 4 ) 2, S 2. Ve strukturách zeolitů vznikají v tetraedrové kostře tak velké dutiny, že se do nich mohou ukládat velké kationty v hydratované formě. Z řídké struktury tektosilikátů vyplývají i jejich relat. nízká hustota (většinou mezi 2,2 2,7 g.cm 3 ) a nízké indexy lomu.

Skupina živců Složení minerálů této skupiny lze vyjádřit pomocí trojúhelníkového diagramu ortoklas (KAlSi 3 O 8 ) - albit (NaAlSi 3 O 8 ) - anortit (CaAl 2 Si 2 O 8 ) Členy v řadě albit - ortoklas se označují jako alkalické živce, členy řady albit - anortit jako plagioklasy. Mimo tyto řady existuje ještě barnatý živec celsian (BaAl 2 Si 2 O 8 ). Živce jsou charakterizovány svým složením (podíl koncových členů Or, Ab a An), i svým strukturním stavem. Distribuce atomů Al v tetraedrických pozicích je totiž silně závislá na teplotě krystalizace a teplotní historii každého živce. Živce utuhlé velmi rychle mají vysoký stupeň neuspořádanosti Al - Si (označují se jako vysoké - high), živce krystalizující zvolna se vyznačují vysokým stupněm uspořádání (označení nízké - low).

Skupina živců Struktura živců je založena na prostorové síti SiO 4 tetraedrů, která jsou v některých pozicích nahrazovány tetraedry AlO 4 Tím je umožněn vstup dalších prvků do struktury (Na, K, Ca, Ba). Neomezenou izomorfní mísitelnost najdeme pouze v řadě plagioklasové, řada albit - ortoklas je neomezeně mísitelná pouze za vyšších teplot. Při postupném vzniku živců z taveniny dochází k tzv. exsoluci (odmíšení) a vzniku pertitů (resp. antipertitů). Mísitelnost mezi ortoklasem a anortitem je velmi omezená. Naopak izomorfie v plagioklasové řadě je dokonalá a je podle složení vyčleněna řada odrůd. Obecný vzorec plagioklasů je pak uváděn jako: Na 1-x Ca x (Si 3-x Al 1+x O 8 ).

Skupina živců Vlastnosti živců V důsledku společné struktury mají jednotlivé živce natolik podobné vlastnosti, že je lze často jen obtížně rozlišit. Nejčastěji jsou bílé jen světle zbarvené (K-živce nejčastěji světle šedé, žluté, růžové, plagioklasy bílé či nazelenalé; vápníkem bohaté plagioklasy bývají někdy šedé až černé od mikroskopických inkluzí magnetitu i jiných minerálů). T = 6, hustota 2,57 2,9 g.cm 3. Všechny živce mají dokonalou štěpnost podle (001) a dobrou podle (010). Štěpné plohy jsou skelně, méně často poněkud perleťově lesklé. U monoklinických živců svírají tyto dva systémy štěpných ploch pravý úhel (odtud ortoklas = kolmo štěpný), u triklinických živců úhel blízký 90 (plagioklas = kose štěpný).

Skupina živců Vlastnosti živců Dvojčatění živců je velmi časté podle řady zákonů, z nichž nejčastější jsou: (1) karlovarský: zrcadlení podle (100), srůst podle (010), penetračně; (2) manebašský: podle (021), kontaktně; (3) bavenský: podle (001), kontaktně; (4) albitový (hl. u pagioklasů): podle (010), často polysynteticky; (5) periklinový (hl. u plagioklasů): dvojčatnou osou je osa b, rovina srůstu je na ni kolmá. Běžné jsou i složené srostlice (podle dvou i více zákonů současně). Živce tvoří často automorfně omezené krystaly tabulkovitého (podle (010)) nebo krátce sloucovitého (podle osy a) habitu,

Skupina živců Výskyt živců Živce jsou nejrozšířenější minerály v zemské kůře, odhaduje se, že tvoří 59 obj.% zemské kůry, tj. asi 56 váhových %. Jsou součástí svrchního pláště, byly nalezeny i v měsíčních a marsovských horninách a v meteoritech. Spodní plášť ani jádro Země zřejmě živce neobsahují, takže na živce připadá asi 0,2 % hmotnosti planety. Vyskytují se jako podstatná složka ve velké většině magmatických a metamorfovaných hornin. V sedimentárních horninách jsou méně hojné kvůli značné nestabilitě v povrchových podmínkách (pískovce, arkózy).

Skupina živců Praktický význam Zásadní význam mají živce pro zemědělství a růst vegetace vůbec: při jejich zvětrávání se uvolňují živiny (odtud živce) nezbytné pro život rostlin, zejména K+, a půda je obohacována o jílové minerály, nejčastěji kaolinit. Zvětráváním živcem bohatých hornin (řul, rul, arkóz) v kyselém prostředí vznikají ložiska jílových surovin, zejména kaolinu (kaolinitizace).

Skupina živců Ložiska živců jsou v podstatě tří typů: (i) žulové pegmatity (v ČR např. okolí Poběžovic, Domažlic, Písku, Dolních Borů), (ii) živcem bohaté granitoidní a alkalické intruzivní horniny (Krásno u Horního Slavkova), (iii) živcové šterkopísky a štěrky (Halámky). Jako suroviny se uplatňují zejména K a Na živce ve sklářském průmyslu a při výrobě ušlechtilého, užitkového a elektroizolačního porcelánu, zdravotnické keramiky, glazur a emailů. Při výrobě porcelánu dochází k rozkladu živce na jehličkovitý mullit, který zpevňuje střep, a oxidy alkálií, které v sobě rozpouštějí ostatní složky keramické hmoty (kaolinit, křemen) a po utuhnutí vytvářejí mléčně bílé sklo. Povrch porcelánu se navíc pokrývá sklovitou glazurou s vysokým obsahem živce. Přídavek živců do sklářského kmene zvyšuje obsah hliníku, čímž roste viskozita taveniny a snižuje se tendence skla ke krystalizaci a tím k zmatnění. Vzhledově atraktivních odrůd se používá jako ozdobných kamenů.

Skupina živců alkalické živce: sanidin (K,Na)(Si,Al) 4 O 8 mon. ortoklas KAlSi 3 O 8 mon. mikroklin KAlSi 3 O 8 trikl. albit NaAlSi 3 O 8 trikl. plagioklasy: albit NaAlSi 3 O 8, Ab 100 An 0 Ab 90 An 10 trikl. oligoklas Ab 90 An 10 Ab 70 An 30 trikl. andezin Ab 70 An 30 Ab 50 An 50 trikl. labradorit Ab 50 An 50 Ab 30 An 70 trikl. bytownit Ab 30 An 70 Ab 10 An 90 trikl. anortit CaAl 2 Si 2 O 8, Ab 10 An 90 Ab 0 An 100 trikl. barnaté živce: celsian BaAl 2 Si 2 O 8 mon. hyalofán (K,Ba)Al(Si,Al) 3 O 8 mon.

ORTOKLAS KAlSi 3 O 8 Forma výskytu: Krystaly mají krátce sloupcovitý nebo tabulkovitý habitus, velmi často bývá zdvojčatělý. Podle karlovarského zákona jsou to penetrační prorostlice podle osy c, u bavenského zákona podle plochy (021) nebo podle manebašského zákona podle roviny (001). Zpravidla tvoří štěpné agregáty a zrna v horninách. Fyzikální vlastnosti: T = 6; H = 2,57; je bezbarvý nebo světle béžový, šedý, načervenalý, lesk skelný, štěpnost podle (001) a (010) dokonalá. Složení a struktura: Běžná je přítomnost Na. Je středněteplotním živcem s částečným uspořádáním Al - Si. Vznik a výskyt: Jeden z nejdůležitějších horninotvorných minerálů magmatických hornin (žuly, syenity, aplity, pegmatity) a metamorfitů (ruly). Méně častý je na hydrotermálních a alpských žilách.

ORTOKLAS KAlSi 3 O 8 Krystaly ortoklasu (zdroj Ježek, 1932) Naleziště: Dolní Bory, Meclov, Otov (pegmatity), třebíčský masív (syenity), Karlovy Vary, Loket (dvojčata v žulách) Použití: keramický průmysl Diagnostické znaky: barva, štěpnost Karlovarské dvojče ortoklasu levé a pravé (zdroj Ježek, 1932)

Plagioklasová řada albit (NaAlSi 3 O 8 ) - anortit (CaAl 2 Si 2 O 8 ) složení jednotlivých členů podle přítomnost anortitové složky: 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. Forma výskytu: Krystaly zdvojčatělé podle karlovarského, manebašského, bavenského, periklinového nebo albitového zákona, agregáty štěpné masy nebo zrna. Fyzikální vlastnosti: T = 6; H = 2,62-2,76; barva světle šedá, světle okrová nebo bývají bezbarvé, štěpnost podle (001) a (010) dokonalá. Většina fyzikálních vlastností souvisí s chemickým složením. Složení a struktura: V rámci izomorfní řady různé poměry Na:Ca, běžně bývá nepatrně K. Stupeň uspořádání Al : Si je vysoký. Vznik a výskyt: Běžné horninotvorné minerály vyvřelých (gabro, bazalt, diorit) a metamorfovaných (amfibolit, rula) hornin. Naleziště: téměř všude Použití: keramický průmysl Diagnostické znaky: štěpnost, zdvojčatění (jen mikroskopicky)

Foidy (feldspatoidy, zástupci živců) Foidy (feldspatoidy) jsou tektosilikáty Na a K, které při nedostatku SiO 2 krystalizují v magmatu místo živců (proto zástupci živců ). K foidům patří minerály z několika skupin mineralogického systému, termín foidy má tedy význam spíše genetický než striktně systematický. Foidy jsou charakteristické pro bezkřemenné alkalické magmatity, v nichž nahrazují živce částečně (např. fonolity, nefelinické syenity, tefrity, bazanity), nebo úplně (např. leucitity, nefelinity). V metamorfitech ani sedimentech se nevyskytují (s výjimkou analcimu, který je systematicky řazen k zeolitům).

Foidy (feldspatoidy, zástupci živců) bez cizích aniontů nefelín (Na,K)AlSiO 4 hex. leucit KAlSi 2 O 6 tetr. analcim NaAlSi 2 O 6 H 2 O ort. s cizími anionty sodalit Na 8 (AlSiO 4 ) 6 Cl 2 kub. nosean Na 8 (AlSiO 4 ) 6 (SO 4 ) kub. haüyn (Na,Ca) 4 8 (AlSiO 4 ) 6 (SO 4 ) 1 2 kub.

NEFELÍN (Na,K)AlSiO 4 Symetrie: hexagonální Forma výskytu: Krystaly prizmatické, častěji masívní a zrnité agregáty. Fyzikální vlastnosti: T = 5,5-6; H = 2,6-2,65; barva bílá, žlutá, šedá, zelenavá nebo bezbarvý, lesk skelný až mastný, štěpnost podle báze a prizmatu nedokonalá. Složení : Poměr K : Na je různý, neomezená mísitelnost existuje až nad teplotou 1000 C. Vznik a výskyt: Typický minerál alkalických hornin (nefelinity, syenity), může vznikat i metasomatickými pochody. Naleziště: Vinařická hora u Kladna, Podhorní vrch u Mariánských lázní Použití: keramický průmysl Diagnostické znaky: tvar krystalů, asociace minerálů

Skupina zeolitů Skupina tektoalumosilikátů s velkými (obvykle 0,3 0,8 nm) dutinami a kanály ve strukturách, v nichž jsou nepříliš pevně vázány molekuly H 2 O (tzv. zeolitová voda ) a kationty alkalických kovů (Na +, K +, Li +, Cs + ) a alkalických zemin (Ca 2+, Mg 2+, Ba 2+, Sr 2+ ). V současné době je známo asi 80 přírodních zeolitů. Kromě vody je tento typ struktury schopen absorbovat i další ionty různých velikostí. Této důležité vlastnosti zeolitových struktur se hojně využívá v průmyslu, kde se zeolity používají jako iontoměniče. Zeolity jsou zpravidla dobře krystalované minerály běžné v dutinách a na puklinách bazických vyvřelých hornin nebo v nízce metamorfovaných horninách. K nejběžnějším zeolitům se řadí natrolit, chabazit a heulandit.

Skupina zeolitů Vznik a výskyt zeolitů Zeolity v přírodě vznikají v magmatickém, metamorfním i sedimentárním prostředí. Některé zeolity mohou krystalizovat přímo z magmatu (analcim). Řada zeolitů se vyskytuje v dutinách vulkanických hornin, zejména bazických, kde vznikají rozkladem již vykrystalizovaných minerálů, hlavně živců, působením plynných a kapalných látek uvolňovaných z chladnoucího magmatu (tzv. autometamorfóza). Zeolity dále vznikají v některých slabě regionálně metamorfovaných horninách (zeolitová facie) i v některých kontaktních metamorfitech, na nízkoteplotních hydrotermálních žilách, v pegmatitech, dutinách žul apod.

Skupina zeolitů Vznik a výskyt zeolitů Ekonomicky nejvýznamnější jsou stratiformní ložiska zeolitů, vzniklá nejčastěji působením alkalických vodných roztoků na pyroklastický materiál nejčastěji ryolitového a dacitového složení (sopečná skla, tufy, tufity, pemzy) v jezerním prostředí, a to již při teplotách od 4 C. Poněkud méně významná jsou diagenetická a metamorfní ložiska zeolitů, ložiska vázaná na termální prameny a zvětrávací ložiska. Největší průmyslový význam mají klinoptilolit, mordenit, erionit, chabazit, phillipsit, ferrierit a analcim. Zeolity byly nalezeny i v hlubokomořských sedimentech. V ČR dosud nejsou ekonomicky využitelná ložiska zeolitů známa.

Skupina zeolitů Význam V naftovém průmyslu jsou využívány jako katalyzátory (krakování uhlovodíků) a molekulová síta (frakční dělení a čištění benzinů, zemního plynu atd.). Uplatňují se jako iontoměniče a absorbenty při změkčování pitné a průmyslové vody a při čištění odpadních vod (potravinářství, průmyslové a zemědělské odpady, jaderné odpady) a exhalací (např. CO 2, SO 2, H 2 S, NO x, NH 3, páry Hg, výfukové plyny). V potravinářství se zeolitů využívá k čištění tekutin (oleje, pivo, víno, ovocné šťávy, melasa atd.). V ochraně přirodního prostředí se dále používají k likvidaci ropných skvrn na vodách i v půdách.

Skupina zeolitů Význam V chemickém průmyslu slouží k dělení a čištění nejrůznějších chemikálií, zejména organických, a jako katalyzátory. Slouží jako nosiče hnojiv, pesticidů, fungicidů. Dehydratované zeolity patří k nejúčinějším vysoušedlům plynů a kapalin (vzácné plyny, alkoholy, uhlovodíky atd.). V zemědělství se používají ke zvýšení sorpční kapacity a neutralizaci půd, jako přísada do potravy hospodářských zvířat a do podestýlek. Slouží i k výrobě speciálních cementů a lehčených betonů, lehké keramiky, k plnění zubních past, papíru, plastů a pryskyřic, jako nosiče barev při barevném tisku, pohlcovače pachů atd. atd.

Skupina zeolitů Velký komerční zájem o zeolity vedl k vývoji řady metod syntézy zeolitů, nejčastěji založených na reakci NaOH s alumosilikátovými gely. Vyráběno je asi 90 100 druhů syntetických zeolitů, a to jak analogů přírodních zeolitů, tak i nových, v přírodě dosud nenalezených druhů. Byly vypracovány vysoce sofistikované postupy umožňující syntézu zeolitů s předem žádanými vlastnostmi. Výroba, úprava a využití zeolitů tvoří dnes v podstatě samostatný, rychle se rozvíjející vědecký a průmyslový obor. Vzhledem k neustálému nárůstu aplikací lze do budoucna předpokládat další nárůst poptávky po zeolitech syntetických i přírodních.

Skupina zeolitů Přehled významných přírodních zeolitů analcim NaSi 2 O 6 6 H 2 O ort. natrolit Na 2 Al 2 Si 3 O 10 2H 2 O ort. mezolit Na 2 Ca 2 Al 6 Si 9 O 30 8H 2 O mon. skolecit CaAl 2 Si 3 O 10 3H 2 O mon. thomsonit NaCa 2 Al 5 Si 5 O 20 6 H 2 O ort. laumontit CaAl 2 Si 4 O 12 4H 2 O mon. gismondin Ca 2 Al 4 Si 4 O 16 9H 2 O mon. phillipsit (K,Na,Ca) 1-2 (Si,Al) 8 O 16 6H 2 O mon. chabasit CaAl 2 Si 4 O 12 6H 2 O trig. erionit (K 2,Ca,Mg,Na 2 ) 2 Al 4 Si 14 O 36 15H 2 O hex. ferrierit (Na,K) 2 Mg(Si,Al) 18 O 36 9H2O romb. mordenit (Ca,Na 2,K 2 )Al 2 Si 10 O 24 7H 2 O romb. heulandit (Ca,Na 2 )Al 2 Si 7 O 18 6H 2 O mon. klinoptilolit (Na,K,Ca) 2-3 Al 3 (Al,Si) 2 Si 13 O 36 12H 2 O mon. stilbit NaCa 4 Al 8 Si 28 O 72 nh 2 O mon.

NATROLIT Na 2 Al 2 Si 3 O 10. 2H 2 O Forma výskytu: Dlouze sloupcovité nebo jehličkovité krystaly, agregáty celistvé, snopkovité, radiálně paprsčité. Fyzikální vlastnosti: T = 5-5,5; H = 2,25; barva bílá, šedá, načervenalá nebo je bezbarvý, lesk skelný, dokonale štěpný podle (110). Složení a struktura: Nepatrné příměsi K nebo Ca. Patří do skupiny vláknitých zeolitů. Vznik a výskyt: Převážně se vyskytuje v dutinách bazických i alkalických efuzivních hornin, ale je znám i z některých pegmatitů, alpské parageneze nebo hadců. Naleziště: Mariánská hora v Ústí nad Labem, Zálezly, Soutěsky u Děčína (bazická efuzíva), Markovice (alpská parageneze), Věžná (desilikovaný pegmatit) Diagnostické znaky: vláknité krystaly