2.   Cvičení - horninotvorné minerály

2.8       Skupina silikátů

Silikáty tvoří až 75% zemské kůry. Kromě toho jsou také důležitou skupinou nerostných surovin. Silikáty nacházejí široké spektrum využití např. v oblasti sklářského a keramického průmyslu nebo ve stavebnictví.

Z pohledu chemické stavby je základem silikátů pravidelný křemíko-kyslíkový tetraedr [SO4]4- (obr. 2.8.1). Podle vzájemného uspořádání tetraedrů v krystalové struktuře se silikáty dělí do šesti tříd:

-         nesosilikáty

-         sorosilikáty

-         cyklosilikáty

-         inosilikáty

-         fylosilikáty

-         tektosilikáty

2.8.5            Fylosilikáty

Základní stavební jednotkou fylosilikátů je plošné uspořádání tetraedrů [Si4O10]4- (obr. 2.8.5.1).

Vazby mezi křemíkem a kyslíky v tetraedrech jsou pevné, zatímco mezi vrstvami tetraedrů jsou slabé, což je příčinou některých vlastností fylosilikátů, např. dokonalá štěpnost rovnoběžně s vrstvami tetraedrů.

·        Chryzotil

Minerál chryzotil (obr. 2.8.5.3 a 2.8.5.4) náleží mezi fylosilikáty skupiny serpentinu. Tzv. chryzotilový azbest je ohnivzdorný, má tepelné a elektrické izolační vlastnosti a vykazuje chemickou odolnost.

Chemický vzorec:

(Mg,Fe)3,Si2O5(OH)4

Soustava:

monoklinická

Barva:

zelená, šedozelená, žlutozelená, nažloutlá

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost minerálu je podle Mohsovy stupnice tvrdosti 2,5. Má dokonalou štěpnost. Měrná hmotnost minerálu je 2,53 g.cm-3. Krystaly chryzotilu jsou průsvitné až opakní, jejich lesk je hedvábný až perleťový.

Forma výskytu:

Chryzotil se objevuje ve formě jehličkovitých a vláknitých tvarů, vytváří tzv. „chryzotilový azbest“. Může mít také podobu trubicovitých tvarů.

Vznik:

Původ chryzotilu je metamorfní nebo hydrotermální (rozpad olivínu).

Ložiska a výskyty:

Ve světě se chryzotil nachází např. v Brazílii, Rusku.

V České republice jsou výskyty chryzotilu (obr. 2.8.5.2) např. v oblasti Slavkovského lesa.

Obr. 2.8.5.2  Příklady výskytu chryzotilu v České republice

1-Mirovice, 2-Hrubšice, 3-Nová Ves u Hrubšice

Obr. 2.8.5.3  Chryzotil, Cassiar, Kanada

Obr. 2.8.5.4 Chryzotil, Globe, Arizona, USA (Mineralogy Database, 2005)

·        Kaolinit

Kaolinit (obr. 2.8.5.6 a 2.8.5.7) patří do skupiny minerálu kaolinitu. Své jméno dostal kaolinit podle lokality Kao-Ling v Číně. Struktura kaolinitu je tvořena ze silikátové skupiny (Si2O5), která je vázána na gibbsitovou vrstvu Al2(OH)4. Vazba mezi silikátovou a gibbsitovou vrstvou je slabá, což způsobuje štěpnost minerálu a jeho měkkost.

Kaolinit je významnou surovinou pro výrobu keramiky a porcelánu. Největší poptávku po kaolinitu však mají papírenské společnosti. Slouží k výrobě lesklého papíru.

Chemický vzorec:

Al2Si2O5(OH)4

Soustava:

monoklinická nebo triklinická

Barva:

bílá, hnědobílá, šedobílá, žlutobílá, šedozelená

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Podle Mohsovy stupnice je tvrdost kaolinitu 1,5 – 2. Minerál je dokonale štěpný. Má hustotu 2,6 g.cm-3. Krystaly v podobě lupínků jsou průhledné až průsvitné, jinak je minerál opakní. Má zemitý, matný příp. perleťový lesk. Minerál je rozpadavý.

Po dodání vody jsou vlastnosti kaolinitu podobné jílům.

Forma výskytu:

Kaolinit se vyskytuje v podobě zemitých agregátů. Krystaly jsou velmi vzácné, jsou obvykle mikroskopické.

Vznik:

Kaolinit vzniká zvětráváním draselných živců v granitech a arkózách. Získává se také přeplavením kaolínu.

Ložiska a výskyty:

K významným lokalitám ve světě patří např. Kao-Ling v Číně, okolí Drážďan v Německu, Ukrajina, Cornwall a Devon ve Velké Británii, Haute-Vienne ve Francii.

V České republice je kaolinit (obr. 2.8.5.5) např. v okolí Horní Břízy, na Karlovarsku, jižní Moravě.

Obr. 2.8.5.5  Příklady výskytu kaolinitu v České republice

 

1-oblast Karlovarska (Božíčany, Sedlec), 2-oblast Plzeňska (Horní Bříza), 3-Podbořansko, 4-Moravská Třebová, 5-Znojemsko, 6-Ležánky u Tišnova, 7-Veverská Bítýška

Obr. 2.8.5.6  Kaolinit, Božíčany

Obr. 2.8.5.7 Krystal křemene pokrytý destičkami kaolinitu (Mineralogy Database, 2005)

·        Mastek

Mastek (obr. 2.8.5.9, 2.8.5.10, 2.8.5.11) je významným průmyslovým minerálem. Má vysoký elektrický a tepelný odpor. Využívá se také v kosmetickém průmyslu do pudrů.

Chemický vzorec:

Mg3Si4O10(OH)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

světle zelená, bílá, šedobílá, žlutobílá, hnědobílá

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Mastek má podle Mohsovy stupnice tvrdost 1. Jeho krystaly mají velmi dokonalou štěpnost, lom je nerovný až lupenitý. Hodnota měrné hmotnosti se pohybuje v rozmezí 2,7 – 2,8 g.cm-3. Krystaly jsou průsvitné, masivní formy mastku jsou opakní. Lesk může být skelný, perleťový, matný až mastný. Krystaly mastku mají fluorescenční vlastnosti, elektrický a tepelný odpor.

Forma výskytu:

Mastek má lupínkovité, celistvé agregáty, dokonalé krystaly nevytváří, pokud ano, jsou krystaly ploché tabulkovité. Štěpné lupínky jsou mírně plastické, ale nejsou pružné, na dotek mají „mýdlový“ charakter.

Vznik:

Mastek vzniká hydrotermální alterací hořečnatých silikátů bez hliníku v ultrabazických horninách. Je také minerálem regionálně metamorfovaných hornin (krupník, břidlice). Může vznikat i metasomaticky z dolomitů.

Ložiska a výskyty:

Mastek se vyskytuje ve světě např. v Německu, v oblasti italské Florencie, v Tyrolsku, Skotsku.

V České republice se mastek nachází (obr. 2.8.5.8) např. v Sobotíně.

Obr. 2.8.5.8  Příklady výskytu mastku v České republice

1-Sobotín, 2-Vernířovice, 3-Drahonín, 4-Horní Slavkov, 5-Želešice u Brna 

Obr. 2.8.5.9  Mastek, Hnúšťa, Slovensko

Obr. 2.8.5.10 Mastek, Kohútik u Jelšavy, Slovensko

·        Biotit

Biotit (obr. 2.8.5.13 a 2.8.5.14) patří do skupiny trioktaedrických tmavých slíd. Je horninotvorným minerálem některých magmatických, kontaktně i regionálně metamorfovaných hornin. Není jednoduché jej odlišit od slídy flogopitu, který obsahuje velmi málo iontů, železa, zatímco biotit je na železo bohatý.

Chemický vzorec:

K(Fe,Mg)3(AlSi3O10)(OH,F)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

tmavě hnědá, zelenavě hnědá, černohnědá, při zvětrávání žlutá nebo bílá

Vryp:

bílý, šedý

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost biotitu je podle Mohsovy stupnice 2,5 – 3. Štěpnost je velmi dokonalá do podoby tenkých lupínků. Hodnota měrné hmotnosti se pohybuje v rozmezí 2,8 – 3,4 g.cm-3 v závislosti na obsahu železa. Krystaly biotitu jsou průhledné, průsvitné až opakní, mají skelný až perleťový lesk.

Forma výskytu:

Biotit má „slídnatý“ habitus – vyskytuje se ve formě lupínků, tabulek, lupínkovitých agregátů. Štěpné lupínky jsou plastické a elastické.

Vznik:

Biotit je horninotvorným minerálem magmatických (granity, diority, gabra, syenity, trachyty aj.), regionálně (ruly, svory) i kontaktně metamorfovaných  hornin. Vzácně se vyskytuje i v sedimentárních horninách.

Ložiska a výskyty:

Ve světě se biotit vyskytuje např. na Sicílii, v Rusku, Ontariu v Kanadě.

V České republice (obr. 2.8.5.12) se biotit v magmatitech nachází např. v oblasti středočeského a moldanubického plutonu, karlovarského a žulovského masivu. Ve svorech a rulách se vyskytuje např. v moldanubickém krystaliniku.

Obr. 2.8.5.12  Příklady výskytu biotitu v České republice

1-karlovarský pluton (v granitoidních horninách), 2-krkonošsko-jizerský masiv (v rulách a svorech), 3-středočeský pluton (v granitoidních horninách), 4+5-moldanubický pluton (v granitoidních horninách a v rulách a svorech), 6-třebíčsko-meziříčský masiv (v syenitech), 7-žulovský masiv (v granitoidních horninách)

Obr. 2.8.5.13  Biotit, Dolní Bory

Obr. 2.8.5.14 Biotit, Sattleberg, Německo (Mineralogy Database, 2005)

·        Lepidolit

Lepidolit (obr. 2.8.5.16 a 2.8.5.17) je minerálem skupiny trioktaedrických tmavých slíd. Je důležitým zdrojem lithia jehož obsah v lepidolitu velmi kolísá.

Chemický vzorec:

K(Li,Al)3(SiAl)4O10(OH,F)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

obvykle světle růžová, fialová, lila, zřídka bezbarvý, šedobílá, nažloutlá, bílá,

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Podle Mohsovy stupnice je tvrdost lepidolitu 2,5 – 3. Štěpnost je velmi dokonalá. Hustota minerálu je průměrně 2,84 g.cm-3. Krystaly lepidolitu jsou průhledné až průsvitné, mají skelný až perleťový lesk. Některé vzorky vykazují tzv. triboluminescenci (kap. 2.4 Křemen). 

Forma výskytu:

Lepidolit se vyskytuje v podobě velkých lupínků, také tabulek a agregátů lupínkovitých zrn.

Vznik:

Lepidolit je minerálem lithných pegmatitů.

Ložiska a výskyty:

Ve světě se lepidolit vyskytuje např. v Brazílii, Rusku, USA.

V České republice se nachází (obr. 2.8.5.15) např. v Rožné.

Obr. 2.8.5.15  Příklady výskytu lepidolitu v České republice

 

1-Rožná, 2-Nová Ves u Českého Krumlova, 3-Laštovičky, 4-Jeclov, 5-Puklice, 6-Vystrčenovice, 7-Ctidružice

Obr. 2.8.5.16  Lepidolit, Rožná

Obr. 2.8.5.17  Lepidolit, Minas Gerais, Brazílie (Mineralogy Database, 2005)

·        Muskovit

Muskovit (obr. 2.8.5.19, 2.8.5.20 a 2.8.5.21)se řadí k dioktaedrickým světlým slídám. Vrstvy s draslíkovými ionty způsobují dokonalou štěpnost minerálu. Díky vysokému elektrickému a tepelnému odporu se muskovit využívá v elektroprůmyslu. Dříve se pláty muskovitu používaly do okýnek v kuchyňských troubách. Později jej nahradily syntetické materiály.

Chemický vzorec:

KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

bílá, šedá, stříbrobílá, hnědobílá, šedobílá, čirá, transparentní

Vryp:

bezbarvý, bílý

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost je podle Mohsovy stupnice 2 – 2,5. Minerál má dokonalou štěpnost. Jeho měrná hmotnost dosahuje průměrné hodnoty 2,82 g.cm-3. Krystaly muskovitu jsou průhledné až průsvitné, mají skelný a někdy až perleťový lesk. Muskovit vykazuje vysoký elektrický a tepelný odpor.

Forma výskytu:

Minerál se vyskytuje v podobě šupinatých, lístkovitých tenkých tabulek. Štěpné plátky jsou plastické a elastické.

Vznik:

Muskovit je horninotvorným minerálem většiny magmatických hornin. Vyskytuje se v pegmatitech, metamorfovaných horninách (ruly, svory, fylity) i sedimentech (pískovce, arkózy i droby)

Ložiska a výskyty:

Ve světě se muskovit nachází např. v Indii, Pákistánu, Brazílii.

V České republice jsou výskyty muskovitu (obr. 2.8.5.18) např. v oblasti Krušných hor, v Domažlicích (v pegmatitech), ve svorech moldanubického krystalinika a moravskoslezské zóny.

Obr. 2.8.5.18  Příklady výskytu muskovitu v České republice

 

 

1-Domažlice (v pegmatitech), 2-svorové zóny moldanubika, 3-oblast moravskoslezské zóny, 4-oblast Krušných hor, 5-Dolní Bory, 6-Rožná, 7-oblast Písecka

Obr. 2.8.5.19  Muskovit, Otov u Domažlic

Obr. 2.8.5.20  Muskovit, Kynžvart u Mariánských Lázní

·        Sericit

Sericit (obr. 2.8.5.23 a 2.8.5.24) patří do skupiny dioktaedrických světlých slíd.

Chemický vzorec:

KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

rezavá, nažloutlá, žlutozelená

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Lesk sericitu je hedvábný.

Forma výskytu:

Sericit může být jemně zrnitý, vyskytuje se také ve formě šupinatých, lístkovitých tenkých tabulek. Velikost šupinek je obvykle do 0,2 mm.

Vznik:

Sericit vzniká při rozkladu hlavně draselných živců. Může mít původ také hydrotermální. Pro některé horniny je hlavním horninotvorným minerálem (např. fylity, sericitické břidlice).

Ložiska a výskyty:

V České republice je výskyt sericitu (obr. 2.8.5.22) spojen s existencí např. sericitických břidlic.

Obr. 2.8.5.22  Příklady výskytu sericitu v České republice

1-oblast Železných hor 

Obr. 2.8.5.23  Sericit, Magurka, Nízké Tatry, Slovenska (Minerály a horniny Slovenska, 2005)

Obr. 2.8.5.24  Sericit (LDG, 2005)

·        Glaukonit

Glaukonit (obr. 2.8.5.26 a 2.8.5.27) patří do skupiny dioktaedrických světlých slíd.

Chemický vzorec:

KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

zelená, modrozelená

Vryp:

světle zelený

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost glukonitu je podle Mohsovy stupnice 2. Minerál má velmi dokonalou štěpnost. Měrná hmotnost je 2,67 g.cm-3. Glaukonit je průsvitný až opakní, jeho lesk může být perleťový, matný, mastný až skelný.

Forma výskytu:

Glaukonit vytváří kuličkovitá nebo válcovitá zrnka, která jsou nepravidelně omezená, šupinatá stavba může být radiální.

Vznik:

Minerál se nachází v sedimentárních horninách (pískovce, slínité, jílovité horniny).

Ložiska a výskyty:

Ve světě se glaukonit vyskytuje např. v Německu (okolí Lipska, Essenu), na Ukrajině, Floridě v USA.

V České republice se glaukonit nachází (obr. 2.8.5.25) např. na Kladensku, v podhůří Orlických hor, v okolí Moravské Třebové.

Obr. 2.8.5.25  Příklady výskytu glaukonitu v České republice

 

1-oblast Kladenska, 2-oblast Poohří, 3-podhůří Orlických hor, 4-oblast Nymburska, 5-Moravská Třebová (v pískovcích), 6-oblast Beskyd (akcesorie v pískovcích)

Obr. 2.8.5.26  Glaukonit, Písečná u Žamberka

Obr. 2.8.5.27  Glaukonit, Ightham, Anglie (Mineralogy Database, 2005)

·        Chlorit

Chlorit (obr. 2.8.5.29 a 2.8.5.30) je souhrnný název pro skupinu minerálů, které nejsou běžnými metodami rozeznatelné.

Chemický vzorec:

(Fe,Mg,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8

Soustava:

monoklinická

Barva:

obvykle zelená, může být také bílá, žlutá, červená, levandulová, černá

Vryp:

světle zelený, šedý nebo hnědý

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost chloritu je podle Mohsovy stupnice 2 – 3. Štěpnost je velmi dokonalá, ale v případě masivních forem chloritu není vidět. Hodnota měrné hmotnosti se pohybuje v rozmezí 2,6 – 3,4 g.cm-3. Krystaly jsou průsvitné až průhledné. Lesk minerálu je skelný, matný až perleťový.

Forma výskytu:

Chlorit se vyskytuje v podobě lupínků, které jsou ohebné, ale ne pružné. Vzácně se vyskytující krystaly mohou být soudečkovité.

Vznik:

Chlorit je hlavním minerálem mnoha metamorfovaných hornin facie zelených břidlic (chloritické břidlice apod.). Může vznikat přeměnou biotitu v magmatických horninách a rulách. Vyskytuje se ve zvětralých produktech na serpentinitech.

Ložiska a výskyty:

Ve světě se chlorit nachází např. v Jihoafrické republice v oblasti Transvaalu, ve Švýcarsku (Zermatt), v Turecku.

V České republice se chlorit vyskytuje (obr. 2.8.5.28) v chloritických fylitech v Sobotíně, v serpentinitech moldanubika.

Obr. 2.8.5.28  Příklady výskytu chloritu v České republice

1-Sobotín (v chloritických fylitech krystalinika), 2-Nučice, 3-oblast moldanubika (v serpentinitech) 

Obr. 2.8.5.29  Chlorit, Malenco Valley, Itálie (Mineral Gallery, 2005)

Obr. 2.8.5.30  Chlorit, Korshunovskoje, Jižní Sibiř, Rusko (Mineral Gallery, 2005)