Základní horninotvorné minerály Optická mikroskopie v geologii Vyučují: V. Vávra N. Doláková Křemen (Si02) Morfologie: Tvoří xenomorfhí zrna, pouze ve výlevných horninách může být automotfně omezený s jevy magmatické koroze, v sedimentech oválné valouny nebo i ostrohranné úlomky. Optické vlastnosti: je čirý, může být zakalen drobnými uzavřeninami, trhliny jsou nepravidelné při tlakovém postižení undulózně zháší, případně je až anomálně dvojosý > indexy lomu: n(co) = 1,544; n(e) = 1,553 > D = 0,009;Chm+ > není štěpný 2 Křemen (Si02) Další důležité charakteristiky: > je stabilní, bez produktů přeměn vyskytuje se ve všech přesycených nebo nasycených magmatických horninách (např. žuly, pegmatity, granodiority, ryolity, dacity atd.), ve většině sedimentárních hornin (např. pískovce, arkózy, kvarcity atd.) a velké části metamorf ováných hornin (všechny metamorfní stupně, např. fylity, svory, ruly) v kyselých hlubinných a žilných horninách může docházet k orientovanému prorůstání křemene a K-živce - tzv. písmenkové prorůstání, podobné prorůstání s plagioklasem označujeme jako myrmekit 3 automorfní krystal křemene v ryolitu, PPL (s jedním nikolem), krystaly bez štěpnosti a produktů přeměn automorfní krystal křemene v ryolit, XPL (zkřížené nikoly); typická je nízká interferenční barva xenomorfně omezený křemen, s nepravidelnými trhlinami, vpravo světle okrové lišty biotitu; granit, PPL 6 Xenomorfní zrna křemene, nízký dvoj lom, bez produktů přeměn, vpravo vyhaslé lišty biotitu; granit, XPL 7 shluky čirých xenomorfních zrn křemene, v okolí lístkovitý muskovit a biotit; fylit, PPL 8 shluky xenomorfních zrn křemene, slabé undulózní zhášení, lístkovité agregáty muskovitu a biotitu; fylit, XPL Ortoklas (KAlSi308) Morfologie: V porfyrických vyrostlicích je automorfní, krátce sloupcovité krystaly, v základní hmotě je běžné hypautomorfní nebo xenomorfní omezení zrn Optické vlastnosti: > na = 1,518 - 1,523; nß = 1,522 - 1,528; ny = 1,523 - 1,530 > D = 0,005 - 0,007 > Ro je přibližně rovnoběžná (odchylka 5°) s (001), y = y, x = a, Chm- > úhel 2Va = 60°-80° štěpnost dokonalá podle (001) a (010) > řezy v pásmu (001) : (100) zhášejí rovnoběžně vzhledem ke štěpnosti (010). V ploše (010) je zhášení ß/c = 21° a zhášení a vzhledem ke štěpnosti (001) je 5°. Ortoklas (KAlSi308) Další vlastnosti: čerstvá zrna jsou čirá a průhledná, s postupujícími přeměnami jsou průřezy zakalené (sericitizace, kaolinizace) charakteristické je orientované prorůstání lamel albitu, tzv. pertity, rozlišení obou živců lze provést pomocí indexu lomu (u albitu vyšší) některé ortoklasy mají zonální stavbu, častejšou uzavřeniny hematitu a okolních horninotvorných minerálů, typické je i grafické prorůstání s křemenem, > dvojčatění je běžné, nej častej i podle karlovarského zákona > nejběžnějšími přeměnami je kaolinizace a sericitizace, produkty přeměn sledují štěpnost nebo hranice zón v zonálních krystalech; při zvetrávaní je ortoklas zpravidla odolnější než plagioklasy > je častý minerál plutonických a vulkanických hornin (žula, granodiorit, pegmatity, ryolit). V sedimentech je součástí arkóz a drob. V metamorfováných horninách je běžný především v rulách a granulitech. 11 pertitický ortoklas - odmíšené lamely albitu v ortoklasu; pegmatit, PPL 12 pertitický ortoklas, albitové lamely v poloze vyhasnutí; pegmatit, XPL 13 pertitický ortoklas s viditelnými produkty sericitizace a lupínky hnedočerveného biotitu; syenit, PPL 14 pertitický ortoklas v poloze vyhasnutí, světlé lamely jsou albitové, lupínky biotitu; syenit, XPL 15 pertitický ortoklas postižený kaolinizací; PPL 16 pertitický ortbklas se světlejšími albitovými lamelami, velmi dobře viditelná štěpnost; XPL 17 Mikroklin (KAlSi308) Morfologie: krátce sloupcovité nebo tabulko vité krystaly zpravidla zdvoj čatělé, podle albitového a periklinového zákona, běžně xenomorfní zrna > bývá bezbarvý, při silnější alteraci zakalený produkty přeměn dokonalá štěpnost podle (001) a (010) Optické vlastnosti: > N(a) = 1,518 - 1,520; n(ß) = 1,522 - 1,524; n(y) = 1,524 - 1,526 > D = 0,006 Roje přibližně rovnoběžná s (001) a téměř kolmá k (010), ostrá středná a svírá na ploše (010) se štěpností (001) úhel 5° > Chm-; 2Va = 75°-85° Rez podle (001). 18 Mikroklin (KAlSi308) Další vlastnosti: polysyntetické lamelování podle albitového a periklinového zákona vytváří typické „mikroklinové mřížkování" v zrnech mohou být přítomny pertity a může docházet i ke grafickému prorůstaní s křemenem nízkoteplotní K-živce se vyskytující hlavně v žulách, granodioritech, aplitech a pegmatitech, vzácně v rulách podobně jako u ortoklasu je běžná přeměna kaolinizace a sericitizace, může docházet i k zatlačování plagioklasy 19 Mikroklin, velmi slabě postižený přeměnou; pegmatit, PPL 20 mikroklinové mřížkování je zpravidla neostré a rozplývavé; pegmatit, XPL 21 mikroklin obklopený silně alterovaným plagioklasem; PPL 22 mikroklin obklopený silně sericitizovaným plagioklasem; XPL 23 Plagioklasy Morfologie a barva: stvoří automorfní vyrostlice nebo xenomorfní zrna v základní hmotě >bezbarvé průřezy bývají zpravidla zakaleny produkty přeměn n. 1,390 1,510 1,560 1,550 2V »0* 90* ao° ------------ --------- - ------------ ----------_^í B m ™ ™ ■ - . ^r^* ^xz v^^~ - . _ _ —, . -w — — -, . _^r_ _ —. — ^ŠT~ r-^ ť^^F^- r'n. kurt. báli Irm* ------ /- _--------- ------------ 7* ♦ ------------ L----_\y -tyl» r___________. ----- um ot.icoti.Ai ANDlílH LAÍHAMSAIT CYtqfWŤtIT in;Vh 0,014 O,0 f A o,o-: n O.üOl OfOOť Optické vlastnosti: hodnoty indexů lomu rostou s přibývající anortitovou komponentou > na =1,527-1,575 > nß= 1,532-1,583 > ny= 1,534-1,588 u dvoj lomu je vývoj kolísající: D = 0,007-0,013 > optický charakter členů plagioklasové řady a jejich úhel 2V závisí nejen na složení, ale i na teplotě krystalizace. 24 Plag Albtf(Jln0) OlicjoKlas t^nio) And« in {An^) /• vSs/ f\ / ' Jrb£-S3i / ' /ľ "' '"'vi / íŕ^ws/ /»>. / S H - .*lb"rľ,Dl Isß rA ŕŕi; Wt """ ill tJ,'.iK r ^ JÍ m Jßgk r '") ,w Ma-■■■ Sľ >* f.. ~44t- \ / /*i */ / * w \S ^~~ labradorit (Ja^) B^toivnitíán«,) AnoHHit fán-ma) ioklasy Optické vlastnosti: rovina optických os albitu je přibližně rovnoběžná s (001) a směrem k anortitu se zvolna stáčí do polohy jen velmi přibližně rovnoběžné s plochou (100) albitové lamely jsou rovnoběžné se štěpností podle (010), v řezu (100) lze sledovat štěpnost (001) v řezech (100) mají albitové lamely Chz-, zatímco periklinové mají v tomto řezu Chz+ 25 Plagioklasy Další vlastnosti: charakteristickým znakem plagioklasů ve zkřížených nikolech je poly syntetické lamelování podle albitového nebo periklinového zákona, mohou se uplatnit i jiné zákony. častejšou uzavřeniny ilmenitu nebo hematitu, kyselé plagioklasy mohou uzavírat křemen na hranici s K-živcem, což se označuje jako myrmekit běžná je u plagioklasů zonální stavba plagioklasy podléhají řadě přeměn: sericitizace, albitizace, saussuritizace, kaolinizace v magmatických horninách stoupá bazicita plagioklasů s bazicitou hornin (ryolit, granit ^ diorit, andezit ^ gabro, basalt) > ve vulkanických horninách jsou časté vyrostlice plagioklasů pro metamorfované horniny jsou charakteristické hlavně kyselé plagioklasy. V nízce metamorfovaných horninách hlavně albit a oligoklas, ve facii zelených břidlic albit. Ve středně až silně metamorfovaných horninách (ruly, amfibolity) hlavně oligoklas a andezín. > v sedimentech je albit přítomen např. v arkósách 26 ■ I. v > > i ^ ď nepremenený plagioklas s jedním systémem štěpnosti, automorfní pyroxen; gabro, PPL 27 nepremenený plagioklas s poly syntetickým dvojčatěním, automorfní pyroxen; gabro, XPL 28 poly synteticky zdvoj čatělý plagioklas se zonální stavbou; granit, XPL 29 plagioklas se zonální stavbou, vlevo pertitický K-živec; granit, XPL 30 postupná sericitizace plagioklasu, v pravém spodním rohu chlorit; rula, PPL 31 postupná sericitizace plagioklasu; rula, XPL 32 í f \ j zrno plagioklasu se štěpností podle dvou systémů (001) a (010); syenit, XPL 33 Minerály skupiny slíd Minerály ve skupině slíd se dělí podle obsazování pozic ve struktuře na: > dioktaedrické slídy (světlé - muskovit, fengit, paragonit) > trioktaedrické slídy (tmavé - řada biotitu) Rozdíly se projevují i v optických vlastnostech, kde podle polohy roviny optických os rozlišujeme jako slídy I. a II. řádu. 34 Biotit Morfologie a barva: > příčné průřezy Hštovitého tvaru, řezy podle báze lupínkovité, někdy s typickým pseudohexagonálním průřezem > barva může být hnědá, žlutohnědá, červenohnědá, červená nebo olivově zelená; typický je silný pleochroismus, kdy kolmo ke štěpnosti je index a - okrová, světle žlutá nebo světle zelená, paralelně se štěpnosti jsou ß nebo y - tmavě červenohnědá, červené, tmavě zelená Optické vlastnosti: T > na =1,571-1,616; nß= 1,609-1,696; ny = 1,610 - 1,697; D = 0,039 - 0,081 > Ro = (010),y = ß, z = a;Chm-, Chz+ > 2Va = 0°- 27° v závislosti na obsahu Fe Biotit Další vlastnosti: > Je nestabilní, snadno zvětrává - opacitizace, která začíná vytvořením lemu z jemně zrnitého agregátu magnetitu, hematitu, spinelu a pyroxenu, diaftoritická alterace biotitu na chlorit, baueritizace, kdy dochází k uvolnění železa a biotit se velmi podobá muskovitu', prostým zvetrávaním vzniká agregát karbonátu, limonitu a křemene. > velmi často uzavírá apatit a zirkon, kolem kterých bývají pleochroické dvůrky. Charakteristické jsou i jehlicovité inkluze rutilu, které svírají úhel 60°. > je běžným tmavým minerálem plutonických a vulkanických hornin (granodiority, diority, pegmatity). V regionálně metamorf ováných horninách je běžný od facie zelených břidlic až po amfibolitovou facii (svory, ruly) a je častý v kontaktních rohovcích. V sedimentech je zachován pouze za podmínek rychlé erose a slabého chemického zvetrávaní. 36 « 1* ^^^^^k. ^ .^t^Hl^l í£ Mm ^ "4T JE« *^* /^m Ji bazálni a nebazální řezy biotitu a jejich pleochroismus; amfibolová rula, PPL 37 bazálni a nebazální řezy biotitu a jejich interferenční barvy; amfibolová rula, XPL 38 biotit s pleochroickými dvůrky kolem akcesorických minerálů, pleochroické barvy ve směru ß nebo y, bazálni štěpné trhliny mírně zprohýbané; syenit, PPL 39 interferenční barvy biotitu ve směru kolmo k štěpnosti (směr a) s inkluzemi zirkonu a apatitu; granit, PPL interferenční barvy biotitu, zřetelný drsný povrch, inkluze apatitu a zirkonu; granit, XPL 42 chloritizace biotitu, směr pleochroismu ß nebo y, rula; PPL 43 chloritizace biotitu, pleochroicky směr a, rula; PPL 44 chloritizovaný biotit, rozdíl v interferenčních barvách je zřejmý -chlorit má anomální modrofialové interferenční barvy, rula; XPL 45 Muskovit ---11111113 -z* Morfologie a barva: > tabulkovité nebo lištovité průřezy; jemně zrnité agregáty sericitu vznikají při slabé metamorfóze > je bezbarvý nebo jen velmi slabě nažloutlý či nazelenalý > někdy obsahuje inkluze zirkonu s pleochroickými dvůrky Optické vlastnosti: > n =1,552-1,570; nß= 1,582-1,619; n = 1,588 - 1,624; D = 0,036 - 0,054 >úhel zhášení a/z = 0°-5°, ß/z = l°-3° >Ro přibližně odpovídá (100), y = y, Chm-, Chz+ >Uhel 2 V = 28°- 47 o a 46 Muskovit Další vlastnosti: > velmi jemné agregáty mohou být alterovány na hydromuskovit nebo illit, při vysokém stupni metamorfózy dochází k přeměně na asociaci s alkalickým živcem. Jinak velmi stabilní minerál. Ztrátou draslíku může přecházet na některé jílové minerály. > velmi běžný minerál pegmatitů a aplitů nebo pneumatolyticky formovaných hornin. Běžný je i v plutonických horninách, často jako produkt rozpadu živců. Zcela běžný je v klastických sedimentech (slepence, arkózy). V metamorfováných horninách je běžný v širokém teplotně-tlakovém rozpětí (fy lit ^ s vor ^rula). 47 lištovité zrno muskovitu s dokonalou bazálni štěpností, zrna křemene; PPL 48 štěpný agregát muskovitu s typickým dvojlomem, zrna křemene; XPL 49 štěpné agregáty muskovitu, plagioklas; rula, PPL 50 interferenční barvy muskovitu, plagioklas; rula, XPL 51 íp. v 4,20 ■yen aeo 3140 í"« 0,052 0,050 0,0« 0,046 0.04* 0,04ľ Q040 0,03* 0,036 Q034 _----,- -* ?y „,.-' f£-*' flu * ^H ><* yU * j^ ^v 3D' j^J —^— fc"V _______r*------ «•: rfľ" s &jt IfY" V "> r ŕ«. * (ľ ------^ * nJUUb CHťíIÍJLtl HtWWWIf™ WtBIWKřJl rajMHORTWUT fmfUJT n 1.88 1,66 \84 -1,63 1,00 1,76 1,76 1,74 1,72 1,70 1,60 1,56 1,54 O 10 r- 100 9C 30 70 50 SO 70 30 00 10 100-, O mol %éo&} foyťililově, fer5i04 ' -»mol %■ fiatky for ster Howe, M^ř5iOt Olivín Morfologie a barva: > často tvoří automorfní krystaly s jevy magmatické koroze, má kostrovitý vývin nebo tvoří nepravidelné zrnité agregáty > zpravidla bezbarvý, u odrůd s podstatným množstvím Fe slabě nažloutlý nebo nazelenalý, s drsným reliéfem Optické vlastnosti: > indexy lomu jsou silně závislé na složení na = 1,635 - 1,827; nß= 1,651 - 1,869; iiy = 1,670 - 1,879; D = 0,035 - 0,052 > Roje rovnoběžná s (001), index ß souhlasí s osou z. > do 13% podílu fayalitové složky je olivín opticky pozitivní, nad 13% fayalitové složky jsou olivíny opticky negativní Olivín - mikroskopické vlastnosti > štěpnost dobrá podle (010), nedokonalá podle (001) a (100) > někdy obsahuje inkluze např. spinelidy, magnetit, ilmenit > při nízkých teplotách a nízkém stupni metamorfózy dochází k hydrotermální alteraci - serpentinizaci > při vysokých teplotách vzniká pseudomorfóza iddingsitu po olivínu (jako iddingsit se označuje směs geothitu, hematitu, chloritu a jílových minerálů). > v gabroidních horninách vznikají často „kelifitické" obruby kolem olivínu, složené z amfibolů, pyroxenů, spinelidů a granátů, > olivín je typický minerál ultramafických a bazických magmatických hornin (peridotity, gabra, bazalty) > olivín se může vyskytovat s křemenem pouze v případě, že zůstává v hornině jako obrněný relikt 53 automorfní vyrostlice olivínu v bazaltu, světle hnědé krystaly jsou augit, PPL 54 dvojlom olivínu je střední; bazalt, XPL 55 přeměna olivínu po puklinách na minerály serpentinové skupiny; gabro, PPL 56 zbytky olivínu (střední dvojlom) v minerálech serpentinové skupiny (nízký dvojlom); gabro, XPL 57 Rombické pyroxeny L Optické vlastnosti enstatit je bezbarvý, se vzrůstajícím podílem Fe slabě zelený, ferrosilit zelený nebo hnědý se slabým pleochroismem, dvoj lom (nízký až střední), závisí na chemickém složení rovina optických os je rovnoběžná s (100), a = y, y = z. > rovnoběžné zhášení je zřetelné nejen podle omezení, ale i podle štěpných trhlin. Štěpné trhliny podle prizmatu (110) svírají v příčných řezech úhel 87°. > Častá je i zonální stavba s Mg bohatším jádrem. 58 Rombické pyroxeny Další vlastnosti: > častou přeměnou v ultamafických a vulkanických horninách je bastitizace, kdy se ortopyroxeny mění na minerály serpentinové skupiny, zvláště podél štěpných trhlin. Při metamorfóze se mění na amfiboly (uralitizace). > rombické pyroxeny jsou běžné v bazických a uhabazických magmatických horninách (gabro, pyroxenity, peridotit, diorit, andezit, dacit). V metamorfováných horninách jsou běžné v granulitové facii. 59 Monoklinické pyroxeny Optické vlastnosti: > diopsid j e zpravidla bezbarvý nebo j e slabě nazelenalý, se zvyšujícím se obsahem Fe k hedenbergitu je barva zelená se zřetelným pleochroismem > reliéf je výrazný, charakteristická je i štěpnost podle (110). > často obsahuje odmíšeniny ortopyroxenů a známy jsou i deformované krystaly > úhel zhášení y/z je 38°- 48° 60 Monokl inické pyroxeny O 10 KO 30 40 50 Ve atomů Fe v sonetu Ca* H q * Fe; Ca je btíiké50% - optické charakteristiky > indexy lomu s obsahem Fe stoupají, dvoj lom mírně klesá: > na =1,664-1,730; nß= 1,672-1,735; ny = 1,694 - 1,755; D = 0,030 - 0,018 > Roje (010), ß=j/, Chm+ Další vlastnosti: > hydrotermální alterací se mění na vláknitý agregát amfibolů (aktinolit, tremolit). Při nízkých teplotách dochází k serpentinizaci, produkty jeho zvetrávaní jsou karbonáty, hematit a křemen. > běžný v bazických magmatických horninách (gabro, bazalt), v žilných horninách (lamprofyry). V kontaktně metamorfováných horninách je běžný ve skarnech. 61 zrno ortopyroxenu v plagioklasu, nápadný je vystupující reliéf, gabro; PPL 62 zrno ortopyroxenu s exsolučními lamelami klinopyroxenu, v okolí plagioklas, gabro; XPL 63 monoklinický pyroxenu s dobře patrnou štěpností podle (110), vidět je i negativní reliéf vzhledem k okolnímu granátu, skarn; PPL 64 dvoj lom pyroxenu, dobře viditelná štěpnost, okolní granát izotropní, skarn: XPL 65 monoklinický pyroxen s viditelným jedním systémem štěpnosti, obklopen karbonátem; PPL 66 interferenční barvy pyroxenu, viditelná štěpnost, v okolí karbonáty; XPL 67 automorfní zonální zrno augitu; bazalt, PPL 68 automorfní zrno augitu s charakteristickým dvoj lomem; bazalt, XPL 69 Monoklinické (obecné) amfiboly Morfologie a barva: > jedná se o skupinu amfibolů s různým složením, které nej častej i spadají do skupiny Ca a Ca-Na amfibolů (hastingsit, tschermakit, pargasit a další) > obecné amfiboly tvoří zpravidla krátce prizmatické až jehlicovité krystaly, nebo zrnité agregáty, zpravidla tmavě zelené barvy, se skelným leskem > automorfní krystaly bývají ve vulkanických horninách, běžně tvoří hypautomorfní nebo xenomorfní zrna nebo vláknité agregáty > barva ve výbruse je v nejrůznějších odstínech zelené barvy, velmi výrazný je pleochroismus: a - světle žlutozelená nebo světle modrá, ß - zelenavá až olivově zelená, y - olivově zelená až modrozelená > příčné řezy bývají ve tvaru protaženého šestiúhelníku s typickou štěpností, indexy lomu spíše vyšší, střední dvoj lom. Uhly zhášení y/z = 14°-22° 70 Monoklinické obecné amfiboly Optické vlastnosti: > indexy lomu vzrůstají s obsahem Fe: > na = 1,646 - 1,700; 1,640 - 1,673; nß = 1,658 - 1,719; 1,659 - 1,690; ny = 1,662 - 1,722; 1,658 - 1,696; D = 0,016 - 0,022; 0,018 - 0,023 > Roje (010), Chm-, Chz+ > štěpnost dokonalá podle (110) > při retrográdní metamorfóze dochází k přeměně na aktinolit, chlorit a antigorit. Zvetrávaním obecných amfibolů vzniká směs karbonátů, limonitu a křemene. > obecné amfiboly jsou běžné v intermediálních hlubinných vyvřelinách (granodiority, tonality) a gabrech, bežnejšou v metamorfo váných horninách amfibolitové facie 71 jehlicovitý aktinolit v karbonátu, tmavě zelená barva ve směru protažení (optický zelená barva (optický směr a nebo ß); PPL --* ^B jehlicovitý amfibol v karbonátu, interferenční barvy v pozici 45° od polohy vyhasnutí; XPL 73 prizmatická štěpnost (110) amfibolu v příčném řezu podle báze (001), inkluze rutilu, amfibolit: PPL 74 systém prizmatické štěpnosti v amfibolu svírá úhlem 120°, inkluze rutilu, amfibolit: XPL 75 pleochroismus amfibolu - tmavší barva podle y, světlejší barva ve směru a nebo ß, inkluze apatitu, rula; PPL 76 x interferenční barvy amfibolu, inkluze apatitu; rula, XPL 77 Rozlišení pyroxenu a amfibolu Pyroxeny > zpravidla krátce sloupcovitý tvar > černá nebo černohnědá barva > štěpné trhliny svírají v příčném řezu úhel 90 > příčné průřezy při automorfhím omezení čtvercové nebo nepravidelného osmiúhelníkové > úhly zhášení j sou zpravidla větší než 30° Amfiboly dlouze sloupcovité krystaly nebo agregáty zelená, hnědá nebo černá barva štěpné trhliny svírají v příčném řezu úhel 120° příčné průřezy mají při automorfním omezení tvar kosočtverce nebo nepravidelného šestiúhelníku úhly zhášení jsou zpravidla nižší než 30° 78 Úhly zhášení pyroxenä a amfibolů pyroxeny amfiboly 79