Mineralogický systém Prof. RNDr. Milan Novák, CSc. Olivíny a pyroxeny •Osnova přednášky: • 1.Strukturní a chemický základ pro klasifikaci silikátů 2.Olivíny a příbuzné minerály 3.Pyroxeny a příbuzné minerály 4.Shrnutí 1. Silikáty - klasifikace •Největší a nejdůležitější skupina minerálů v mineralogickém systému. Zahrnuje většinu horninotvorných minerálů. Podle uspořádání SiO4 tetraedrů, které jsou hlavním stavebním prvkem těchto minerálů, je dělíme do několika skupin. • Silikáty se skládají z: • - tetraedrů SiO44- • - kationtů kovů (např. Ca, Fe, Mg, Na, Al), které jsou ve středech různých polyedrů např. BO3, AlO6, MgO6, NaO8 • • tetraedry a jiné polyedry se spojují (mají společný • kyslík) – tak se zmenšuje počet volných vazeb • tak, aby byl minerál elektroneutrální • Si4+ je v tetraedru často nahrazen Al3+ • vedle kyslíku se objevují i jiné anionty • OH-, F- X-site_nearest 1. Silikáty - klasifikace –Nesosilikáty –tetraedry izolované –- olivíny, granáty, Al2SiO5 – – –Sorosilikáty –2 spojené tetraedry –- epidot – –Cyklosilikáty –tetraedry spojené do cyklů –- cordierit, turmalín, beryl Inosilikáty tetraedry spojené do řetězců - jednoduché – pyroxeny - dvojité - amfiboly Fylosilikáty tetraedry propojené v ploše - slídy, jílové minerály Tektosilikáty tetraedry tvořící prostorovou kostru - živce, foidy, zeolity, také křemen 1. Silikáty - klasifikace 2. Olivíny •Olivín – termín běžně užívaný v petrologii zahrnuje více minerálů. •Obecný vzorec VIM2VIM1IVSiO4 • M2 a M1 = Mg, Fe2+, Mn, Ni, (Ca), Fe3+, • M2 = Ca •Rombický •Vybrané minerály: • Forsterit Mg2 SiO4 • Fayalit Fe2 SiO4 • Tefroit Mn2SiO4 • Liebenbergite Ni2SiO4 • • Monticellit CaMgSiO4 • Kirchsteinit CaFeSiO4 • • Larnit Ca2 SiO4 • Laihunit Fe2+ vacance Fe3+2(SiO4)2 • •Dnes je známo asi 10 minerálů skupiny olivínu a příbuzných. •Typické substituce: Mg-Fe •Vlastnosti: • Barva: světle žlutozelená, nažloutlá (forsterit), černá (fayalit), lesk skelný, neštěpný, T = 6-7, h = 3,2-4,3, ve výbruse nejsou pleochroické. olivine Olivín 2. Olivíny •Obecný vzorec 2M1MSiO4 •M2 a M1 = Mg, Fe2+, Mn •M2 = Ca • • nový-3 Olivine2 2. Olivíny •Výskyty: •Forsterit (olivín) • Horniny bohaté Mg a chudé Si • - hojný ve svrchním plášti • - ultrabazické magmatické (Smrčí, Kozákov) a metamorfované horniny např. - dolomitické mramory (Studnice) •Fayalit • pegmatity (Strzegom) a alkalické granity • Fe-bohaté metamorfované horniny •Monticelit, kirchsteinit, larnit • minerály z kontaktních mramorů vznikající za vysoké T a nízkého P •Olivíny jsou celkově minerály vznikající za vysokých teplot a často i tlaků. •Olivíny lehce podléhají hydrotermálním • alteracím a vznikají minerály skupiny serpentinu (Mg), laihunit, různé fylosilkáty Fe. 0830694001104249534 0417318001083779205 Olivín 2. Skupina humitu •Příbuzné olivínu, v jejich struktuře se opakují v různém poměru 2 hlavní strukturní moduly •olivín - A2 SiO4 •brucit - A (OH,F)2 •kde A = Mg, Fe2+, Mn • •V poměrech pro Mg-typy : • •4:1 klinohumit - monoklinický •3:1 humit - rombický •2:1 chondrodit - monoklinický •1:1 norbergit – rombický •F většinou převažuje nad OH, v klinohumitu je běžný Ti. • •Vlastnosti: • Barva: světle žlutozelená, nažloutlá až tmavě červená (Ti-klinohumit), lesk skelný, neštěpný, T = 6-7, h = 3,2-4,3, ve výbruse bývají někdy pleochroické. • •Výskyty: •Horniny bohaté Mg a chudé Si a s vyšší aktivitou F nebo H2O • • - vzácný ve svrchním plášti (Ti-klinohumit) • - metamorfované horniny např. - dolomitické mramory (Studnice), často spolu s forsteritem • •Ve srovnání s olivínem jsou více odolné hydrotermálním alteracím. 3. Pyroxeny •Obecný vzorec M2M1T2O6 • VIIIM2 = Ca, Na, • VIM2 = Mg, Fe2+, Li • VIM1 = Mg, Fe2+, Mn, Al, Fe3+, Ti • IVT = Si, Al •Vybrané minerály: •rombické • enstatit Mg2Si2O6 • ferrosilit Fe2+2Si2O6 •monoklinické • diopsid CaMgSi2O6 • hedenbergit CaFeSi2O6 • augit (Ca,Na)(Mg,Fe2+,Al,Ti)(Si,Al)2O6 • pigeonit (Mg,Fe2+,Ca)Si2O6 • jadeit NaAlSi2O6 • egirín NaFe3+Si2O6 • omfacit (Na,Ca)(Mg,Fe,Al)Si2O6 • spodumen LiAlSi2O6 •Dnes je známo asi 20 pyroxenů. pyroxene nový-3 3. Pyroxeny •Mísitelnost mezi jednotlivými pyroxeny je různá, neomezená v případě, že je velikost zastupovaných kationtů blízká, menší, je-li rozdíl větší. Závisí i na PT podmínkách. • •Typické substituce •Mg-Fe, Al-Fe3+, NaAl - CaMg •MgSi – AlAl • •Obsah H2O je nominálně nulový, ve skutečnosti obsahují až několik set ppm H2O, hlavně z velkých hloubek. 3. Pyroxeny 3. Pyroxeny •Vlastnosti: • barva kolísá podle chemického složení • Pyroxeny chudé Fe (enstatit, diopsid, jadeit, spodumen) • bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, hnědý • Pyroxeny bohaté Fe (hedenbergit, augit) • tmavě zelený až černý • t = 5-6, h = 3-3,5, štěpnost dobrá, 90° • ve výbruse jsou pleochroické • •Pyroxeny jsou středně odolné alteracím a zvětrávání, často jsou zatlačovány amfibolem, slídami, chlority. •Využití: chemické složení pyroxenů je indikátorem PT podmínek vzniku a také chemického složení mateřské horniny • Augite2 hedenbergit Augit Hedenbergit 3. Pyroxeny •Výskyty: •magmatické a metamorfované horniny pláště a kůry, většinou relativně chudé SiO2. •Enstatit – ultrabazické horniny, často s olivínem a pyropem (Věžná, Ruda nad Moravou) •Diopsid a hedenbergit – hlavně skarny (Pernštejn, Vlastějovice), pyroxenové ruly , v dioritech •Augit – hlavně ve vulkanických horninách (Č. středohoří) •Jadeit – typický minerál hornin vznikajících v metamorfovaných horninách za velmi vysokého tlaku ale relativně nízkých teplot •Omfacit – typický minerál hornin vznikajících v metamorfovaných horninách za velmi vysokého tlaku ale vysokých teplot •Spodumen – minerál z granitických pegmatitů, hlavní zdroj Li (Nová Ves, Otov) 0768355001168091814 0339223001149009585 Diopsid - Cr Jadeit 3. Pyroxeny spodumen Augite650 diospide Huddersfield Quebec Diopsid Augit Spodumen 3. Pyroxeny hedenbergit Hedenbergit Spodumen 3. Pyroxenoidy •Minerály velmi blízké pyroxenům, triklinické i monoklinické, jednoduchý řetěz SiO4 tetraedrů je komplikovanější než u pyroxenů. •Wollastonit - CaSiO3 - bílý, z kontaktů mramorů s granity •Rhodonit - MnSiO3 – červený, z Mn-bohatých metamorfovaných hornin nedvModryDepo Wollastonit a diopsid, Mirošov Wollastonit, vesuvian, Nedvědice Rhodonit 4. Shrnutí 1.Tato přednáška zahrnuje poněkud pokročilejší přehled hlavních minerálů ze skupiny olivínu a pyroxenů. 2.Jsou uvedeny hlavní substituce, v olivínech pouze homovalentní, v pyroxenech také heterovalentní. 3.Barva kolísá podle obsahu Fe (Mn), minerály s výraznou převahou Mg nad Fe (Mn) jsou bezbarvé, světle žluté nebo světle zelené, minerály bez Mg a Fe mají různé ale většinou světlé barvy. Minerály s vysokým obsahem Fe jsou tmavé – černé, červenofialové nebo hnědé. 4.Všechny minerály mají nulový obsah H2O. 5.Všechny minerály vznikají za relativně vyšších teplot a tlaků v magmatických a metamorfovaných horninách. •