cyklosilikáty

Mineralogie I
9. Fylosilikáty (vrstevní silikáty)
Tetraedry SiO4 jsou propojeny třemi vrcholy do nekonečných rovinných sítí s hexagonální nebo pseudohexagonální symetrií.
Periodicky se opakuje motiv /Si4 O10/ 4- .
Tyto sítě jsou kombinovány s vrstvami oktaedrů a vytvářejí množství fylosilikátů s výbornou štěpností podle báze 001.proč???
Struktura určuje též lístkovitý, tabulkovitý habitus krystalů
Nejdůležitějšími skupinami fylosilikátů jsou slídy, jílové minerály a chlority.
7.13.1. Struktury fylosilikátů
Základní struktura běžných fylosilikátů sestává z vrstev tetraedrů SiO4, střídajících se s rovnoběžnými vrstvami oktaedricky koordinovaných kationtů.
Vyskytují se 2 typy střídání vrstev:
„dvojvrstevné struktury“ – tetraedrická + oktaedrická vrstva, spojené dohromady spolecně sdílenými kyslíky (kaolinit)
„trojvrstevné struktury“ – vrstva oktaedrů, sevřená mezi dvěma vrstvami tetraedrů SiO4 (muskovit)
Dvojvrstevné a trojvrstevné struktury jsou dále děleny na základě valence kationtu uvnitř oktaedrické vrstvy:
vrstvy s dvojvaznými kationty (Mg, Fe) se označují jako trioktaedrické ( někdy jako brucitové – Mg /OH/2 )
kationty v oktaedrické vrstvě obsazují všechny oktaedrické pozice
př. biotit je trioktaedrická slídaK Fe3 /Al Si3 O10/ /OH/2
vrstva s trojvaznými kationty (Al) je označena jako dioktaedrická
(též jako gibbsitová – Al /OH/3 )
jsou obsazeny jen 2 ze 3 oktaedrických pozic (třetí je vakantní)
př. muskovit je dioktaedrická slídaK Al2 /Al Si3 O10/ /OH/2
Způsob, kterým jsou spojena „souvrství“ ve strukturách fylosilikátů, dále rozlišuje jednotlivé minerální fáze a skupiny a určuje některé z jejich fyzikálních vlastností:
vodíkové můstky (dvojvrství u kaolinitu)
Van der Valsovy síly (neutrální trojvrství pyrofylitu a mastku)
molekuly H2O (montmorillonit – bobtnání)
v případě slíd je jeden ze 4 tetraedrů obsazen Al 3+ a přebytek negativního náboje je kompenzován jednovazným kationtem, obvykle K (nebo Na), umístěným mezi trojvrstvími (jde o relativně pevnější spojení „souvrství“)
7.13.2. Minerály – jejich chemismus, vlastnosti a geneze, využití
Vlastnosti – dokonalá štěpnost podle báze /001/
7.13.2.1. MastekMg3/ Si4 O10 / /OH/2
Pyrofylit Al2/ Si4 O10 / /OH/2
bezbarvý, nazelenalý, šedý
mastkové břidlice, krupníky (Sobotín) – vzniká přeměnou ultrabazických hornin
7.13.2.2. Slídy
Slídy : dioktaedrické (muskovit – paragonit)
muskovit je dioktaedrická slídaK Al2 /Al Si3 O10/ /OH/2
trioktaedrické (biotit, flogopit, lepidolit, cinvaldit)
biotit K (Fe, Mg)3 /Al Si3 O10/ /OH/2
pozn. krajním železnatým členem annit – viz diagram
flogopit K Mg3 /Al Si3 O10/ /OH/2
lepidolitpouze v Li- pegmatitech
cinvalditpouze v greisenech
hydroslídy (hydromuskovit, hydroflogopit, ..........)
Vlastnosti:
Geneze: muskovit horninotvorným minerálem v kyselých magmatitech (granity, pegmatity), metamorfitech (fylit – svor – rula), v klastických sedimentech hojný díky odolnosti vůči zvětrávání
Biotit – od kyselých po bazické magmatity a metamorfity. Chybí v sedimentech – snadno zvětrává ( podléhá chloritizaci)
Flogopit – v dolomitických mramorech, Mg-skarnech, ultrabazických magmatitech
7.13.2.3. Chlority
- trioktaedrické fylosilikáty, zeleně zbarvené
Hlavní koncové členy:
klinochlor (Mg5 Al) /Si3 Al O10 / (OH)8
chamosit(Fe2+5 Al) /Si3 Al O10 / (OH)8
pennantit(Mn5 Al) /Si3 Al O10 / (OH)8
Geneze: metamorfní minerály (nízká metamorfóza) – chloritické břidlice, zelené břidlice
alpská parageneze (Sobotín, Černá Voda)
Fe-chlority v sedimentárních a slabě metamorfovaných železných rudách (Lahn-Dill – šternbersko-hornobenešovský pruh – Nízký Jeseník)
7.13.2.4. Skupina serpentinu
Fylosilikáty o vzorci Mg6 /Si4 O10/ /OH/8
Antigorit- lupenitý
Serpentin
Chryzotil- hadcový azbest
Geneze: vzniká přeměnou olivínu (serpentinizací)
- z ultrabazických hornin (peridotitů) vznikají serpentinity (hadce)
7.13.2.5. Jílové minerály
„Jílové minerály“ – fylosilikáty s velikostí částic pod 0.01 mm, studovatelné zejména RTG-difrakčními metodami, elektronovým mikroskopem, mikrosondou, termickou analýzou
kaolinit – dickit – nakritAl4 /Si4 O10/ /OH/8
montmorillonit – bentonity, montmorilonitové jíly, půdy
illit – blízce příbuzné hydromuskovitu, často se smíšenými strukturami, v jílech, jílovcích, jílovitých břidlicích
glaukonit – má proměnlivé chemické složení 2-15 % K2O, tvoří intenzívně zelená až sedozelená zrna v příbřežních mořských píscích a pískovcích, běžně smíšené struktury, u nás v pískovcích „české křídové tabule“
Inosilikáty
Hlavní skupiny:pyroxeny
amfiboly
pyroxenoidy
Struktury inosilikátů obecně určují nekonečné řetězce tetraedrů SiO4, které se střídají s pásovými vrstvami oktaedrů, a obojí jsou orientovány rovnoběžně s osou z (vertikálou krystalu).
V pyroxenech a pyroxenoidech jsou řetězce tetraedrů SiO4 jednoduché, v amfibolech dvojité.
V pyroxenech i amfibolech jsou nejsilnější vazby Si-O-Si, které působí ve směrech řetězců a určují prizmatický habitus krystalů (často dlouze sloupečkovitý až vláknitý) a také velmi dobrou štěpnost podle /110/, rovnoběžně s řetězci.
7.12.1. PYROXENY
Pyroxeny jsou důležité horninotvorné minerály ve většině mafických a ultramafických vyvřelých hornin a ve vysoce metamorfovaných horninách (granulity, eklogity).
Charakteristika:
sloupcovité krystaly, prizmatický habitus,
štěpnost dle /110/ - štěpné trhlinky v řezech kolmých na z svírají úhel 90o , průřez sloupců čtverec, osmiúhelník
barva tmavá (černá, zelená, hnědá)
Pyroxeny dělíme na dvě skupiny:
pyroxeny jednoklonné (klinopyroxeny)
pyroxeny kosočtverečné (ortopyroxeny)
Struktury pyroxenů – základním znakem je jednoduchý dvojčlánkový řetězec tetraedrů SiO4 s opakujícím se motivem Si2O6 (vzorcová jednotka)
Obr. – typy řetězců v pyroxenech
řetězce běží paralelně s vertikálou, vrcholy tetraedrů SiO4 jsou střídavě orientované nahoru a dolů
volné vrcholy tetraedrů jsou spojené s dvojitými pásy oktaedrů, které jsou obdobně orientovány
celkový pohled na strukturu pyroxenu podél osy z (vidíme jednoduché řetězce tetraedrů a pásy oktaedrů)
v oktaedrické koordinaci Mg, Fe, Ca, Al, Na, Li
v tetraedrické kromě Si také část Al
Chemické složení pyroxenů
Diagram chemismu pyroxenů se 4 koncovými členy (systém MgSiO3, FeSiO3, Ca