2.   Cvičení - horninotvorné minerály

2.5  Skupina karbonátů

·        Kalcit

Kalcit (obr. 2.5.2 a 2.5.3) je nejrozšířenějším karbonátovým minerálem v přírodě. Bývá součástí vápence, který je využíván jako stavební surovina, surovina pro výrobu maltovin, používá se v chemickém průmyslu, zemědělství, sklářském a keramickém průmyslu atd.

Chemický vzorec:

CaCO3

Soustava:

trigonální

Barva:

Čistý kalcit je bezbarvý a průhledný. Barvu mu dodávají až izomorfní příměsi. Kalcit může být bílý, růžový, žlutý, hnědý, oranžový, modrý, zelený, červený.

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Podle Mohsovy stupnice tvrdosti má kalcit tvrdost č. 3. Štěpnost minerálu je velmi dokonalá. Měrná hmotnost je 2,7 g.cm-3. Krystaly kalcitu jsou průhledné až průsvitné (i opakní), lesk minerálu je skelný až pryskyřičný, u masivních forem matný. Další vlastností kalcitu je tzv. dvojí refrakce (dvojlom). Znamená to, že při průchodu světelných paprsků krystalem jsou tyto paprsky díky jedinečným optickým vlastnostem rozděleny na pomalejší a rychlejší paprsek. Při průchodu těchto dvou paprsků se každý z nich lomí pod jiným úhlem. Úhel je ovlivněn rychlostí paprsku.

Kalcit má také schopnost fluorescence, termoluminescence (viz. fluorit), triboluminescence (viz. křemen) a fosforescence, což je schopnost minerálu zářit i poté, co byl zdroj ultrafialového světla přerušen.

Kalcit lze snadno identifikovat, protože při kontaktu se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou reaguje silným šuměním. Tato reakce se řídí podle vztahu:

CaCO3 + 2H(+1) ® Ca(+2) + H2O + CO2 (plyn)

Forma výskytu:

Kalcit se vyskytuje v nejrůznějších tvarových variacích. Od hrubě až jemně krystalických forem, přes vláknité a krápníkovité tvary, po celistvé formy. Krystaly kalcitu mohou mít také dvojčaté srůsty.

Vznik:

Kalcit vzniká v mnoha různých geologických prostředích. Může být součástí magmatických hornin, tzv. karbonatitů. Hydrotermální žíly mohou obsahovat až 99% kalcitu. Kalcit může vznikat i chemogenní cestou nebo organogenní (organismy – koráli, měkkýši, prvoci aj.). V metamorfních podmínkách se nemění, pouze rekrystalizuje.

Ložiska a výskyty:

Kalcit je velmi rozšířeným minerálem. K významným světovým lokalitám patří např. Cumberland, Cornwall, Durham a Lancashire ve Velké Británii, Island, neměcký Andreasburg, oblast Bombaje v Indii aj.

V České republice se kalcit (resp. vápenec; obr. 2.5.1) vyskytuje např. v oblasti Barrandienu, Hranic na Moravě, Moravského krasu, Štramberku, Příbrami.

Obr. 2.5.1  Příklady výskytu kalcitu v České republice

1-oblast Barrandienu, 2-oblast Moravského krasu, 3-Štramberk, 4-Hranice na Moravě

Obr. 2.5.2  Kalcit, lom Kotouč, Štramberk

Obr. 2.5.3  Kalcit, Santa Eulalia, Mexiko (Mineralogy Database, 2005)

·        Aragonit

Aragonit (obr. 2.5.5 a 2.5.6) je rhombickou polymorfní modifikací kalcitu. Aragonit má mnohem kompaktnější strukturu, která je tvořena trojúhelníkovitou skupinou karbonátových iontů (CO3). Uhlík je ve středu trojúhelníka, v každém rohu je po jednom kyslíku. Velmi vzácnou polymorfní modifikací aragonitu a kalcitu je vaterit s hexagonální symetrií.

Chemický vzorec:

CaCO3

Soustava:

rhombická

Barva:

bílá nebo je minerál bezbarvý s odstíny červené, žluté, oranžové, hnědé, zelené i modré

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost aragonitu je podle Mohsovy stupnice tvrdosti 3,5 – 4. Štěpnost je zjevná v jednom směru. Aragonit má měrnou hmotnost 2,93 g.cm-3. Krystaly jsou průhledné až průsvitné, lesk je skelný až matný.

Aragonit má stejně jako kalcit fluorescenční schopnost a reaguje se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou.

Forma výskytu:

Aragonit se může vyskytovat v krystalické, masivní i kompaktní podobě, může mít sloupcovitý i vláknitý habitus. Vyskytují se i dvojčaté srůsty.

Vznik:

Aragonit vzniká hydrotermální nízkoteplotní přeměnou, usazováním z termálních pramenů, s ložisky evaporitů, v oxidační zóně ložisek sulfidů.

Ložiska a výskyty:

Ve světě se aragonit vyskytuje např. ve španělské provincii Aragon, v Cumberlandu ve Velké Británii, v Girgenti na Sicílii, v Leadhills ve Skotsku,v Tsumeb v Namibii, v pohoří Harz v Německu aj.

V České republice se vyskytuje aragonit (obr. 2.5.4) např. ve Zdicích, Příbrami, Nučicích.

Obr. 2.5.4  Příklady výskytu aragonitu v České republice

1-Karlovy Vary, 2-Valeč u Karlových Varů, 3-Hořenec u Bíliny, 4-Příbram, 5-Zbrašov u Hranic na Moravě

Obr. 2.5.5  Aragonit, Karlovy Vary

Obr. 2.5.6  Aragonit, provincie Guangxi, Čína (Mineral Gallery, 2005)

·        Magnezit

Magnezit (obr. 2.5.8 a 2.5.9) slouží jako surovina pro výrobu speciálních cementů, a vyzdívky metalurgických a cementářských pecí. Je surovinou např. papírenského nebo gumárenského průmyslu. Je důležitým zdrojem pro výrobu kovového hořčíku a Mg chemikálií.

Chemický vzorec:

MgCO3

Soustava:

trigonální

Barva:

bílá nebo šedá, tónovaná do žluta nebo hněda nebo je minerál bezbarvý

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost magnezitu je podle Mohsovy stupnice 4. Štěpnost minerálu je dokonalá, lom je lasturnatý až nerovný. Průměrná hodnota měrné hmotnosti je 3 g.cm-3. Krystaly magnezitu jsou průhledné, průsvitné (u jednotlivých krystalů) až opakní, lesk mají skelný.

Magnezit reaguje se zředěnou zahřátou kyselinou chlorovodíkovou šuměním.

Forma výskytu:

Habitus minerálu magnezitu je masivní, hrubě krystalický, zemitý, může mít i vláknité krystaly, dobře vyvinuté krystaly se vyskytují jen vzácně.

Vznik:

Magnezit je produktem rozkladu ultramafických hornin (peridotitu), na něž působí voda obsahující H2CO3. Může vznikat i hydrotermálně-metasomaticky.

Ložiska a výskyty:

Ve světě se nachází magnezit např. v Rakousku, Brazílii, Číně, USA, Koreji.

V České republice se magnezit vyskytuje (obr. 2.5.7) např. v Křemži, Mohelnu, Smrčku.

Obr. 2.5.7 Příklady výskytu magnezitu v České republice

1-Křemže, 2-Mohelno, 3-Smrček, 4-Nová Ves u Oslavan

Obr. 2.5.8  Magnezit, Bankov u Košic, Slovensko

Obr. 2.5.9  Magnezit, Brumado Mine, Brazílie (Mineralogy Database, 2005)

·        Siderit

Siderit (obr. 2.5.11 a 2.5.12) je jednou z nejchudších železných rud.

Chemický vzorec:

FeCO3

Soustava:

trigonální

Barva:

šedá, žlutá, žlutavě hnědá, zelenavě hnědá, načervenalá, hnědá

Vryp:

bílý, nažloutlý

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost sideritu je podle Mohsovy stupnice 3,5. Štěpnost je dokonalá, lesk je skelný. Hodnota měrné hmotnosti se pohybuje kolem 3,96 g.cm-3. Siderit má krystaly průsvitné, nebo až téměř opakní.

Po zahřátí získává siderit magnetické schopnosti, bubláním reaguje se zahřátou kyselinou.

Forma výskytu:

Habitus minerálu může být tabulkovitý, masivní, krystaly mohou být čočkovitě zaoblené.

Vznik:

Siderit může vznikat hydrotermálním způsobem, ale vyskytuje se i na sedimentárních a metasomatických ložiscích.

Ložiska a výskyty:

Četné výskyty sideritu jsou např. v německém pohoří Harz, v Cornwallu ve Velké Británii, v Portugalsku, Francii, Peru, Brazílii, Kanadě, USA.

V České republice se siderit nachází (obr. 2.5.10) např. ve Zdicích, Nučicích nebo Příbrami.

Obr. 2.5.10 Příklady výskytu sideritu v České republice

1-Nučice, 2-Zdice, 3-Příbram, 4-Ostravsko (pelosideritové konkrece), 5-Kladensko (pelosideritové konkrece)

Obr. 2.5.11  Siderit, Rožňava, Slovensko

Obr. 2.5.12  Siderit, Peyrebrune, Francie (Mineralogy Database, 2005)

·        Dolomit

Dolomit (obr. 2.5.14 a 2.5.15) je pojmenován podle francouzského mineraloga Deodat de Dolomieu. Je horninotvorným minerálem horniny dolomit nebo dolomitický vápenec.

Chemický vzorec:

Ca,Mg (CO3)2

Soustava:

trigonální

Barva:

bílá, šedá, načervenale bílá, hnědavě bílá, růžová nebo narůžovělá, případně je minerál bezbarvý, žlutá, případně černá, pokud krystaly obsahují železo

Vryp:

bílý

Fyzikální vlastnosti:

Podle Mohsovy stupnice tvrdosti má dolomit tvrdost 3,5 – 4. Štěpnost minerálu je velmi dobrá. Průměrná hodnota hustoty je 2,84 g.cm-3. Krystaly dolomitu jsou průhledné až průsvitné, lesk mají perleťový, skelný až matný.

Přestože obsahuje skupinu CO3, je odolný vůči zředěné kyselině chlorovodíkové, případně má reakci pomalou a slabou.

Forma výskytu:

Habitus minerálu je zrnitý (hrubě až jemně), krystalický, dolomit se vyskytuje i v masivních celistvých agregátech.

Vznik:

Dolomit je součástí sedimentárních karbonatických hornin a vzniká jako produkt diageneze. Vyskytuje se také v nízkoteplotních hydrotermálních žilách.

Ložiska a výskyty:

Minerál dolomit se vyskytuje např. ve Švýcarsku, španělské Pamploně, USA, Kanadě, Mexiku, Itálii.

V České republice se dolomity nacházejí (obr. 2.5.13) např. v oblasti Kralického Sněžníku, Hrubého Jeseníku, Jáchymova, Příbrami.

Obr. 2.5.13 Příklady výskytu dolomitu v České republice

1-oblast Barrandienu, 2-oblast Hrubého Jeseníku, 3-Kralický Sněžník

Obr. 2.5.14  Dolomit, Jelšavské magnezitové závody, Jelšava, Slovensko

Obr. 2.5.15  Dolomit, Eugui, Navarra, Španělsko (Mineralogy Database, 2005)

·        Malachit

Malachit (obr. 2.5.17 a 2.5.18) je hydrogenuhličitan mědi. Spíše než jako ruda mědi se používá jako ozdobný kámen.

Chemický vzorec:

CuCO3.Cu(OH)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

zelená, tmavě zelená, černozelená

Vryp:

světle zelený

Fyzikální vlastnosti:

Tvrdost minerálu je podle Mohsovy stupnice 3,5 – 4. V jednom směru je štěpnost dobrá, ve druhém směru je štěpnost dokonalá. Měrná hmotnost se pohybuje v rozmezí 3,6 – 4 g.cm-3. Krystaly malachitu jsou průsvitné, masivní formy minerálu jsou opakní. Krystalické formy malachitu mají skelný až hedvábný lesk, masivní formy jsou matné.

Slabě reagují šuměním na zředěnou kyselinu.

Forma výskytu:

Habitus minerálu malachitu může být masivní, krápníkovitý, vláknitý, kulovitý, jehličkovitý, vyskytuje se také jako povlak.

Vznik:

Malachit vzniká v oxidační zóně na ložiscích mědi.

Ložiska a výskyty:

Ve světě se malachit nachází např. v Kongu, Namíbii, na Urale, v Mexiku, Austrálii, Velké Británii.

V České republice lze malachit nalézt (obr. 2.5.16) např. v Ludvíkově, Borovci.

Obr. 2.5.16 Příklady výskytu malachitu v České republice

1-Cínovec, 2-Příbram, 3-Horní Slavkov, 4-Běloves u Náchoda, 5-Ludvíkov u Vrbna

Obr. 2.5.17  Malachit, Borovec

Obr. 2.5.18  Malachit, Špania Dolina, Slovensko (Mineralogy Database, 2005)

·        Azurit

Azurit (obr. 2.5.20 a 2.5.21) je hydrogenuhličitan mědi. Používal se jako barvivo do barev a látek. Slouží také jako ozdobný kámen.

Chemický vzorec:

2CuCO3.Cu(OH)2

Soustava:

monoklinická

Barva:

azurově modrá, modrá, bledě modrá, tmavě modrá,

Vryp:

světle modrý

Fyzikální vlastnosti:

Podle Mohsovy stupnice tvrdosti má azurit tvrdost 3,5 – 4. V jednom směru je štěpnost dobrá, ve druhém směru je štěpnost dokonalá. Měrná hmotnost minerálu je průměrně 3,83 g.cm-3. Tenké krystaly azuritu jsou průhledné, jinak je minerál průsvitný až opakní. V závislosti na habitu minerálu je azurit skelný až matný.

Forma výskytu:

Habitus minerálu je tabulkovitý, sloupcovitý, azurit se může vyskytovat ve tvaru krápníků, jehlicovitých krystalů nebo ledvinitých paprsčitých mas.

Vznik:

Azurit je sekundárním minerálem mědi na sulfidických ložiscích.

Ložiska a výskyty:

Ve světě se vyskytuje azurit např. v USA, Mexiku, Namíbii, Kongu, Maroku, Francii.

V České republice se nachází  (obr. 2.5.19) např. ve Zlatých Horách, kde se vyskytuje jako ojedinělé krystaly nebo povlaky. Vyskytuje se spolu s malachitem.

Obr. 2.5.19 Příklady výskytu azuritu v České republice

1-Cínovec, 2-Příbram, 3-Horní Slavkov, 4-Běloves u Náchoda, 5-Ludvíkov u Vrbna

Obr. 2.5.20  Azurit, Lovelock mine, Nevada, USA (Mineralogy Database, 2005)

Obr. 2.5.21  Azurit s malachitem, Nevada Lode Mine, Utah, USA (Mineralogy Database, 2005)