7.9 Nesosilikáty

Nesosilikáty mají ve své struktuře izolované tetraedry SiO₄, které jsou v prostoru propojeny přes koordinační polyedry jiných kationtů, převážně malých rozměrů (nejčastěji Fe, Mg, Ca, Al nebo Mn). Některé minerály této skupiny obsahují hydroxylovou skupinu nebo aniont fluoru. Uspořádání atomů ve strukturách nesosilikátů je poměrně těsné, a proto mají relativně vysokou hustotu a tvrdost. Nezávislé tetraedry nevytváří ve většině případů žádný přednostní směr, takže štěpnost obvykle chybí nebo je špatná. Substituce Al za Si v tetraedrických pozicích je málo významná.

7.9.1 Skupina granátu

Skupina granátu zahrnuje izostrukturní nesosilikáty s kubickou symetrií (oddělení hexaoktaedrické). Obecným krystalochemický vzorec se uvádí jako A₃B₂ (SiO₄)₃, kde pozici A obsazují zpravidla dvojmocné prvky (Ca, Mg, Fe, Mn) a pozici B trojmocné prvky (Al, Fe, Cr). Poměrně rozsáhlá je izomorfní mísitelnost (obrázek 79-1) v rámci skupiny „pyralspitové“ (pyrop – almandin – spessartin, tzv. hlinité granáty) a v rámci skupiny „ugranditové“ (grosulár – andraditem – uvarovit, tzv. vápenaté granáty). Mezi koncovými členy obou skupin je izomorfní mísitelnost omezená. Ve struktuře jsou pozice A obsazeny velkými dvojmocnými kationty v osmičetné koordinaci a pozice B menšími, trojmocnými kationty v oktaedrické koordinaci (obrázek 79-2). Základní kostru struktury tvoří tetraedry SiO₄ a oktaedry BO₆ spojené svými rohy a ve vzniklých dutinách najdeme nepravidelné A pozice s 8-četnou koordinací (obrázek 79-2). Do struktury může vstupovat i hydroxylová skupina, která nahrazuje kyslíky v koordinačních tetraedrech SiO₄ a vznikají tzv. hydrogranáty.

Klasifikace skupiny granátů je založena na existenci koncových členů ideálního chemického složení. V přírodě se však čisté koncové členy vyskytují zcela vzácně, většina granátů je izomorfní směsí více koncových členů.

Granáty se velmi často vyskytují ve formě krystalů (obrázek 79-3), převažujícími tvary bývají rombický dodekaedr {110}, tetragon-trioktaedr {211} nebo hexaoktaedr {321}. Tvary krychle a osmistěnu jsou velmi vzácné. Agregáty jsou celistvé až zrnité, častá jsou zrna, která díky značné odolnosti vůči zvětrávání přechází do náplavů.

Granáty se vzájemně liší ve většině fyzikálních vlastností (barva, hustota, indexy lomu), které se mění v závislosti na složení (obrázek 79-4). Důležité jsou i optické vlastnosti granátu.

7.9.1.1 Pyrop

Teoretické složení koncového členu je Mg₃Al₂(SiO₄)₃, zcela běžný je izomorfní podíl Fe, Mn nebo Ca.

Symetrie je kubická (oddělení hexaoktaedrické). Struktura je popsána v kapitole 7.9.1., (obrázek 79-5). Mřížkové parametry: a = 11,459; Z = 8. Vzhled práškového RTG difrakčního záznamu je silně závislý na chemickém složení – obrázek 79-6.

Fyzikální vlastnosti: T = 7,5; H = 3,65 – 3,84. Barva pyropu je obvykle krvavě až purpurově červená (obrázky 79-7 a 79-8), lesk je skelný. Je neštěpný.

Pyrop je typickým minerálem bazických až ultrabazických magmatických hornin typu peridotitu, dunitu nebo lherzolitu (České Středohoří). Běžný je i v metamorfovaných ekvivalentech těchto hornin, hlavně v serpentinitech (Mohelno). Hojně zastoupeným minerálem je v eklogitech (Rouchovany). Pyrop je často označován jako „český granát“ jeho hojné výskyty najdeme v kvartérních terasách toků v oblasti Rovenska pod Troskami nebo Třebenic.

7.9.1.2 Almandin

Teoretické složení je Fe₃Al₂(SiO₄)₃, běžně jsou izomorfně zastoupeny Mg, Ca nebo Mn.

Symetrie je kubická (oddělení hexaoktaedrické). Struktura je popsána v kapitole 7.9.1. Mřížkové parametry: a = 11,526; Z = 8. Vzhled práškového RTG difrakčního záznamu je silně závislý na chemickém složení – obrázek 79-9.

Fyzikální vlastnosti: T = 7,5; H = 4,18. Barva almandinu je červeno-fialová nebo červeno-hnědá (obrázek 79-10), může být i tmavě hnědý až černý (obrázek 79-11). Lesk je skelný, štěpnost chybí.

Vyskytuje se v některých žulách a pegmatitech (Přibyslavice, Dolní Bory). Tvoří běžný vedlejší minerál v regionálně metamorfovaných horninách, např. chloritové břidlice, ruly (Starkoč u Čáslavi) nebo svory (obrázek 79-12, Zlatý Chlum u Jeseníku, Petrov nad Desnou)

7.9.1.3 Spessartin

Teoretické složení odpovídá vzorci Mn₃Al₂(SiO₄)₃, běžná je izomorfní příměs Fe, Mg nebo Ca.

Symetrie je kubická (oddělení hexaoktaedrické). Struktura je popsána v kapitole 7.9.1. Mřížkové parametry: a = 11,621; Z = 8. Vzhled práškového RTG difrakčního záznamu závisí na chemickém složení – obrázek 79-13.

Fyzikální vlastnosti: T = 6,5 – 7,5; H = 4,09 – 4,31. Barva spessartinu bývá žlutočervená, žlutozelená nebo hnědá (obrázek 79-14). Lesk je skelný, štěpnost chybí.

Vyskytuje se v některých pegmatitech (Střelecký důl, Budislav) a granitech. Běžný je na metamorfovaných ložiscích Mn rud (Chvaletice) nebo v metamorfovaných rudách železa typu Sydvaranger (Vernířovice, Švagrov).

7.9.1.4 Grossulár

Koncový člen má složení Ca₃Al₂(SiO₄)₃, izomorfní příměs Fe⁺², Fe⁺³ nebo Mn je běžná. Varieta s vyšším obsahem železa se označuje jako hessonit (obrázek 79-15).

Symetrie je kubická (oddělení hexaoktaedrické). Struktura je popsána v kapitole 7.9.1., (obrázek 79-16). Mřížkové parametry: a = 11,851; Z = 8. Vzhled práškového RTG difrakčního záznamu závislí na složení – obrázek 79-17.

Fyzikální vlastnosti: T = 6,5 - 7,5; H = 3,42 – 3,72. Může být bezbarvý, bílý, nažloutlý, nazelenalý (obrázek 79-18) nebo i v červených odstínech (obrázky 79-19 a 79-20). Lesk je skelný, štěpnost chybí.

Je typický pro kontaktní karbonátové horniny (kontaktní mramory, erlány) na styku s granitoidy (Žulová, Vápenná, Bludov – obrázek 79-21). Vyskytuje se i v regionálně metamorfovaných horninách.

7.9.1.5 Andradit

Složení odpovídá vzorci Ca₃Fe⁺³₂(SiO₄)₃, běžná je izomorfní příměs Fe⁺², Mn nebo Al. Odrůda bohatá na Ti se označuje jako melanit.

Symetrie je kubická (oddělení hexaoktaedrické). Struktura je popsána v kapitole 7.9.1. Mřížkové parametry: a = 12,05; Z = 8. Vzhled práškového RTG difrakčního záznamu je závislý na složení – obrázek 79-22.

Fyzikální vlastnosti: T = 6,5 - 7; H = 3,7 – 4,1. Barva je nejčastěji zelená, hnědá nebo hnědočervená (obrázek 79-23). Lesk je skelný, štěpnost chybí.

Zcela běžný je ve skarnech (Malešov, Vlastějovice, Věchnov, Krhovice, obrázek 79-24) a erlánech (Bludov, obrázek 79-25). Odrůda melanit se vyskytuje v alkalických vyvřelinách (Mariánská hora v Ústí nad Labem).

7.9.1.6 Uvarovit

Teoretické složení je Ca₃Cr₂(SiO₄)₃, běžný je vstup Fe⁺³ nebo Al do struktury.

Symetrie je kubická (oddělení hexaoktaedrické). Struktura je popsána v kapitole 7.9.1. Mřížkové parametry: a = 11,999; Z = 8. Vzhled práškového RTG difrakčního záznamu je závislý na chemickém složení – obrázek 79-26.

Fyzikální vlastnosti: T = 6,5 - 7; H = 3,4 – 3,8. Barva je typicky smaragdově zelená (obrázek 79-27). Lesk je skelný, štěpnost chybí.

Vyskytuje se v chromových serpentinitech, metamorfovaných mramorech, dolomitech a na některých metamorfovaných ložiskách Cu rud.

7.9.2 Skupina olivínu

Skupina olivínu zahrnuje izostrukturní rombicky krystalující nesosilikáty, z nichž nejdůležitější jsou dva koncové členy: forsterit (Mg₂SiO₄) a fayalit (Fe₂SiO₄). Mezi těmito členy existuje úplná izomorfní mísitelnost i při nízkých teplotách (obrázek 79-28). Třetí izomorfně mísitelnou složku tvoří tefroit (Mn₂SiO₄), běžnou stopovou příměsí je Ni, Co nebo Cr. Velmi omezená je izomorfní mísitelnost při vstupu Ca do struktury (minerál monticellit CaMgSiO₄). Pro označení minerálů některých hornin se běžně používá obecného pojmu olivín, jeho složení je blíže definováno podílem koncových členů, např. olivín o složení Fo₈₅obsahuje 85 % forsteritové složky. Ve většině běžných hornin (gabra, bazalty) mají olivíny složení, které odpovídá obsahu 10 – 25 % fayalitové složky. Nesprávně se někdy používá starší název „hortonolit“ pro olivín s převahou fayalitové složky.

Základem struktury jsou izolované tetraedry SiO₄, které jsou do prostoru propojeny přes apikální kyslíky s ionty Fe a Mg v oktaedrické koordinaci (obrázek 79-29). Kationty obsazují dva typy strukturních pozic: jako pozice M1 se označují mírně deformované polyedry, jako M2 víceméně pravidelné oktaedry. Vstupují-li do struktury atomy Ca (monticellit), potom vždy do pozice M2.

7.9.2.1 Forsterit

Složení koncového členu je Mg₂SiO₄, v horninách je však vždy přítomno 10 – 25 % fayalitové složky, minoritně pak i Ni, Co nebo Ca.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky dipyramidální). Struktura je popsána v předcházejícím textu. Mřížkové parametry (čistý forsterit): a = 4,756; b = 10,195; c = 5,981; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-30.

Krystaly jsou poměrně ojedinělé, krátce sloupcovité nebo silně tabulkovité (obrázek 79-31), převážně prizmatického typu. Častěji se vyskytuje v zrnitých agregátech nebo nodulích.

Fyzikální vlastnosti: T = 6 – 7; H = 3,2 – 3,3 (závisí na složení). Barva forsteritu je světle žlutá nebo může být bezbarvý, běžné horninotvorné olivíny s převahou forsteritové složky jsou žlutozelené nebo zelené (obrázek 79-32), s přibývajícím Fe je barva tmavší. Lesk je skelný, štěpnost olivínu je špatná podle (001) a (010). Pro jeho poznávání jsou důležité optické vlastnosti olivínu.

Forsterit se složením čistého koncového členu je vzácný, objevuje se v regionálně nebo kontaktně metamorfovaných dolomitických mramorech. Běžný olivín je rozšířeným minerálem bazických a ultrabazických vyvřelin (olivínická gabra, bazalty – obrázek 79-33, peridotity, dunity), v horninách svrchního pláště je pravděpodobně nejhojnějším horninotvorným minerálem. Olivín se primárně nevyskytuje v paragenezi s křemenem, již během krystalizace dochází k reakci za vzniku enstatitu. V metamorfovaných horninách se vyskytuje omezeně, zpravidla se jedná o relikty zrn (serpentinizované peridotity). V sedimentárních horninách se olivín nevyskytuje, neboť velmi rychle zvětrává. Podléhá hypogenní nebo supergenní serpentinizaci za vzniku minerálů serpentinové skupiny. Z Fe uvolněného při serpentinizaci vzniká magnetit, z příměsi Ni hydrosilikáty niklu (zvětralinová ložiska niklu – tzv. Ni-laterity).

Dignostickými znaky je forma zrnitých agregátů, barva a parageneze výskytů.

7.9.2.2 Fayalit

Složení koncového členu je Fe₂SiO₄, obsahuje malé množství izomorfního Mg, Ni nebo Co.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky dipyramidální). Struktura byla popsána v předcházejícím textu. Mřížkové parametry (čistý fayalit): a = 4,76; b = 10,2; c = 5,98; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-34.

Krystaly jsou krátce sloupcovité, někdy zploštělé, většinou se vyskytuje v zrnitých agregátech.

Fyzikální vlastnosti: T = 6,5; H = 4,4. Barva je zelená, při zvětrávání se mění na hnědou nebo černou. Lesk je skelný, štěpnost podle (010) nezřetelná.

Jeho výskyt je poměrně vzácný, objevuje se v některých granitech a syenitech, spolu s cristobalitem bývá v liparitech.

7.9.2.3 Chondrodit

Se skupinou olivínu má tento minerál blízké složení Mg₅(SiO₄)₂(OH, F)₂, ale podle systematického zařazení patří do skupiny humitu.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Struktura je na obrázku 79-35. Mřížkové parametry: a = 7,87; b = 4,73; c = 10,27; b = 109,033°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-36.

Krystaly jsou tabulkovité, místy hojnoploché, nedokonale vyvinuté (obrázek 79-37). Nejčastěji tvoří zrnité agregáty nebo izolovaná zrna.

Fyzikální vlastnosti: T = 6 – 6,5; H = 3,1 – 3,2. Barva žlutá, červená až hnědá (obrázek 79-38), lesk je skelný. Vykazuje dobrou štěpnost podle (100).

Vzniká při regionální i kontaktní metamorfóze karbonátových hornin (dolomitické mramory – Studnice u Nového Města a Sokolí u Třebíče). Je znám také z některých skarnů s wollastonitem.

7.9.3 Minerály Al₂SiO₅

Skupina minerálů se složením Al₂SiO₅ představuje 3 polymorfní modifikace – andalusit, sillimanit a kyanit, které patří mezi důležité horninotvorné metamorfní minerály Al-bohatých, původně pelitických sedimentů. Stabilita jednotlivých polymorfní modifikací slouží jako indikátor tlaku a teploty při metamorfóze (obrázek 79-39).

Základem struktury všech tří minerálů jsou izolované tetraedry SiO₄ a polovina atomů hliníku je umístěna do oktaedrických strukturních pozic. Tyto oktaedry Al jsou spojené hranami do nekonečných řetězců ve směru osy c. Druhá polovina atomů hliníku se v kyanitu nachází rovněž v oktaedrické koordinaci ve formě izolovaných polyedrů. V sillimanitu je druhá polovina atomů Al v teraedrické koordinaci a tyto polyedry jsou střídavě propojeny do řetězců s SiO₄ tetraedry. Andalusit má druhou polovinu Al atomů v pětičetné koordinaci a tyto polyedry jsou propojeny s tetraedry SiO₄. Zvyšující se koordinace poloviny atomů Al koresponduje s vyšší hustotou a také stabilitou minerálů Al₂SiO₅ při narůstajícím tlaku (kyanit je stabilní za vysokého tlaku).

Rozlišení jednotlivých polymorfních modifikací pomocí chemického složení není možné, spolehlivou metodou je RTG prášková difrakce (obrázek 79-40).

7.9.3.1 Sillimanit

Teoretické složení Al₂SiO₅, častou izomorfní příměsí bývá Fe nebo Ti.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky dipyramidální, prostorová grupa Pnma). Struktura obsahuje polovinu atomů hliníku v oktaedrické a druhou polovinu v tetraedrické koordinaci (obrázek 79-41). Mřížkové parametry: a = 7,484; b = 7,672; c = 5,77; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-42.

Krystaly jsou dlouze sloupcovité až jehlicovité, často s pseudotetragonálním průřezem, častější jsou jehlicovité až plstnaté agregáty, často prorostlé s křemenem (obrázek 77-43), cordieritem nebo biotitem (tzv. fibrolit).

Fyzikální vlastnosti: T = 7; H = 3,24. Barva je bílá nebo šedá, lesk je skelný nebo perleťový. Štěpnost podle (010) je dokonalá. Významné jsou i optické vlastnosti sillimanitu.

Sillimanit je běžný minerál v silně regionálně metamorfovaných horninách (sillimanitové ruly moldanubika), vyskytuje se v některých Al-bohatých kontaktně metamorfovaných rohovcích nebo se objevuje v některých pegmatitech („Rasovna“ u Maršíkova, Přibyslavice).

Dobrými diagnostickými znaky je jehlicovitá stavba a bílá barva.

7.9.3.2 Andalusit

Teoretické složení Al₂SiO₅, častá je izomorfní příměs Fe, Mn nebo Ti.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky dipyramidální, prostorová grupa Pnnm). Struktura obsahuje polovinu atomů hliníku v oktaedrické a druhou polovinu v pětičetné koordinaci (obrázek 79-44). Mřížkové parametry: a = 7,79; b = 7,92; c = 5,56; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-45.

Krystaly bývají sloupcovité s pseudotetragonálním průřezem (obrázek 79-46), převážně prizmatického typu. Agregáty jsou sloupcovité, stébelnaté (obrázek 79-47), často s paprsčitou stavbou nebo zrnité.

Fyzikální vlastnosti: T = 6,5 – 7; H = 3,15. Barva je červenohnědá, červená, růžová (obrázek 79-48) nebo fialová, lesk je skelný. Štěpnost bývá velmi dobrá podle (110) a zřetelná podle (100). Pro určování jsou důležité optické vlastnosti andalusitu.

Andalusit se vyskytuje v tmavých kontaktních břidlicích ve varietě „chiastolit“ (ve sloupcích je sektorově uzavřen grafitový pigment, na příčném řezu v podobě kříže – obrázek 79-49). Mineralogické ukázky andalusitu jsou běžné v křemenných peckách svorů (obrázek 79-50) a rul (obal keprnické skupiny silesika – Ramzová, Ostružná). Andalusit bývá vázán na Al-bohaté granity (moldanubický pluton – Mrákotín) a pegmatity, např. Dolní Bory, kde vystupuje v paragenezi s dalšími Al-minerály (sekaninait, muskovit, živce).

Důležitým poznávacím znakem andalusitu je jeho barva a častý stříbřitý povlak celistvého muskovitu (sericitu), který vzniká jeho přeměnou.

7.9.3.3 Kyanit

Kyanit (dříve disten) má složení Al₂SiO₅, častá je izomorfní příměs Fe nebo Ti.

Symetrie je triklinická (oddělení triklinicky pinakoidální, prostorová grupa P-1). Struktura obsahuje polovinu atomů hliníku v oktaedrické a druhou polovinu rovněž v oktaedrické koordinaci (obrázek 79-51). Mřížkové parametry: a = 7,112; b = 7,844; c = 5,574; a = 90,12°; b = 101,1°; g = 105,9°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-53.

Krystaly jsou zpravidla dlouze sloupcovité až tabulkovité (obrázek 79-53), krystalové plochy jsou často zprohýbané. Dvojčatění je běžné (obrázek 79-53). Většinou tvoří lištovité nebo stébelnaté agregáty (obrázek 79-54).

Fyzikální vlastnosti: Tvrdost je silně anizotropní, v ploše (100) ve směru [001] je T = 4,5 a ve směru [010] je 6,5. Maximální tvrdost T = 7 je na ploše (010) ve směru [100]. H = 3,5 – 3,6. Barva kyanitu je modrá (obrázek 79-55), šedobílá nebo nazelenalá, lesk je skelný nebo perleťový. Štěpnost je dokonalá podle (100), méně dokonalá podle (010). Pro určování jsou důležité optické vlastnosti kyanitu.

Kyanit je horninotvorným (většinou akcesorickým) minerálem ve vysokotlakých metamorfitech bohatých hliníkem. Nalézáme ho v granulitech (Náměšť nad Oslavou, Mohelno, Horní Bory), eklogitech a některých amfibolitech. Hezké mineralogické ukázky pocházejí z křemenných pecek ve svorech (Vrtěříž, keprnická skupina silesika).

Diagnostickými znaky jsou různé hodnoty tvrdosti, štěpnost a barva

7.9.4 Skupina zirkonu

Do skupiny patří jednoduché silikáty čtyřmocných kovů, z nichž nejběžnější je zirkon, méně často se vyskytují např. thorit, huttonit nebo coffinit.

7.9.4.1 Zirkon

Teoretické složení ZrSiO₄ je doplněno řadou izomorfní příměsí. Velmi dobrá je izomorfní mísitelnost s hafnonem (HfSiO₄), takže většinou obsahuje do 2 hm. % HfO₂. Směsný krystal zirkonu a xenotimu se označuje jako oyamalit. Z dalších prvků vstupuje izomorfně do pozice zirkonia např. U, Th, Fe, Nb, Ta nebo REE. Na pozici Si může vstupovat P nebo S.

Symetrie je tetragonální (oddělení ditetragonálně dipyramidální). Struktura je tvořena tetraedry SiO₄, které jsou vzájemně propojeny přes koordinační polyedry Zr (osmičetná koordinace), spojených přes hrany do řetězců ve směru osy c (obrázek 79-56). Velmi často bývá postižen metamiktní přeměnou, při které dochází k postupné destrukci struktury. Mřížkové parametry (kolísají se složením): a = 6,604; c = 5,979; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-57.

Tvoří dlouze i krátce sloupcovité krystaly převážně prizmatického nebo dipyramidálního typu (obrázek 79-58). Dvojčatění je vzácné. Tvoří epitaktické srůsty s xenotimem (obrázek 78-9). Na základě tvaru krystalů (typologie zirkonu) lze stanovit podmínky jeho vzniku. Tvoří jednotlivá zrnka, velmi často oválného nebo zaobleného tvaru, agregáty mohou být také vláknité. Stavba zirkonu je velmi často zonální.

Fyzikální vlastnosti: T = 7,5; H = 4,6 – 4,7. Barva je žlutá, žlutočervená nebo světle hnědá (obrázek 79-59), lesk skelný až diamantový. Žlutočervená drahokamová odrůda se označuje jako hyacint. Je velmi odolný vůči zvětrávání i mechanickým vlivům. Pro určování jsou důležité jeho optické vlastnosti.

Zirkon je typickým akcesorickým horninotvorným minerálem v kyselých (hlavně alkalických) vyvřelých horninách (granity, diority, syenity, alaskity, pegmatity), v bazických a ultrabazických horninách je vzácný. Je běžnou akcesorií metamorfovaných hornin (fylity, svory, ruly). Makroskopické ukázky zirkonu pocházejí nejčastěji z pegmatitů. Díky vysoké odolnosti vůči mechanickému i chemickému zvětrávání patří mezi typické „těžké“ minerály klastických sedimentů (pískovce, droby). Drahokamové zirkony pocházejí z rozsypů např. na Srí Lance.

Zirkon je průmyslově těžen z plážových písků v Austrálii a Brazílii, je důležitým zdrojem zirkonia.

Důležitými diagnostickými znaky je barva, vysoká tvrdost a zpravidla mikroskopický rozměr.

7.9.4.2 Thorit

Teoretické složení je ThSiO₄, ale vždy obsahuje značné množství izomorfních příměsí, především U, Zr, Pb.

Symetrie je tetragonální (oddělení ditetragonálně dipyramidální). Je izotypní se zirkonem, ale prakticky vždy je metamiktně přeměněný, takže jeho difrakční záznamy vykazují silně rozšířené difrakce nebo mají vzhled amorfních substancí. Mřížkové parametry: a = 7,117; c = 6,295; Z = 4. Jinou polymorfní modifikací je monoklinický huttonit.

Tvoří krátce sloupcovité krystaly nebo zrnité agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 5; H = 4 – 6,7 (podle složení a stupně přeměny). Barva může být hnědožlutá, zelená nebo černá. Většina fyzikálních vlastností závisí na stupni metamiktní přeměny.

Bývá akcesorickým minerálem některých granitů, syenitů a pegmatitů, díky své odolnosti může přecházet i do náplavů.

7.9.4.3 Coffinit

Teoretické složení odpovídá strukturnímu vzorci USiO₄, ale reálnější stav definuje vzorec U(SiO₄)_1-x(OH)_4x. Deficit v obsahu křemíku je kompenzován vstupem hydroxylových skupin do struktury. Na pozici uranu najdeme velmi často Th, Pb, Ca nebo Zr.

Symetrie je tetragonální (oddělení ditetragonálně dipyramidální). Je izotypní se zirkonem, ale prakticky vždy je metamiktně přeměněný. Mřížkové parametry: a = 6,93; c = 6,25; Z = 3.

Krystaly jsou podobné zirkonu, ale jsou velmi vzácné. Běžnou formou výskytu jsou celistvé, hroznovité nebo kolomorfní agregáty.

Fyzikální vlastnosti: T = 5 – 6; H = 5,1 (v závislosti na složení a stupni přeměny). Barva je černá se smolným leskem. Stupeň metamiktní přeměny silně ovlivňuje většinu fyzikálních vlastností.

Běžně doprovází minerály uranu (uraninit) na hydrotermálních žilách (Příbram, Jáchymov). Převažujícím minerálem bývá v mineralizacích tektonických zón, je součástí tzv. „uranové černě“. Rozsáhlá ložiska tvoří v sedimentech, kde dochází k jeho vysrážení v zónách prudkých změn oxidačně-redukčních podmínek (severočeská křída – Ralsko).

7.9.5 Skupina staurolitu

Do této skupiny patří nesosilikáty, které obsahují i jiné anionty nebo aniontové skupiny. Kromě staurolitu a topazu sem řadíme rovněž vzácnější safirin. Zde v textu je připojen chloritoid, který má v systematickém rozdělení vlastní skupinu, ale se staurolitem má podobné složení.

7.9.5.1 Staurolit

Ideální složení se vyjadřuje krystalochemickým vzorcem Fe₂Al₉O₆(SiO₄)₄(O,OH)₂. Izomorfní zastupování prvků, především na pozici Fe, je poměrně rozsáhlé – vstupují zejména Mg, Ti, Mn, Zn nebo Co. V pozici Al se objevuje Fe⁺³. Běžným jevem je obsah velkého množství heterogenních inkluzí křemene.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Struktura mírně připomíná kyanit – jsou zde „vrstvy“ 4Al₂SiO₅ s oktaedry hliníku v řetězcích ve směru osy c, které se střídají s „vrstvami“ Fe₂AlO₃(OH)₂ ve směru [010] – obrázek 79-60. Mřížkové parametry: a = 7,88; b = 16,62; c = 5,66; b = 90°; Z = 2. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-61.

Krystaly mají většinou rombický vzhled, jsou krátce sloupcovité, krystalové plochy jsou drsné. Obvykle převažují plochy prizmatu (obrázek 79-62). Typické je dvojčatění ve tvaru kříže podle (032) nebo šikmo orientovaní jedinci podle (232) – obrázky 25-25 a 79-63. Díky podobným strukturám může epitakticky srůstat s kyanitem (obrázek 25-41). Zrnité agregáty nejsou příliš časté.

Fyzikální vlastnosti: T = 7 – 7,5; H = 3,65 – 3,8. Barva staurolitu je hnědá až hnědooranžová, může být i hnědočerný (obrázek 79-64). Lesk může být skelný, většinou je povrch krystalových ploch nepravidelný a vzhled je matný. Je velmi odolný vůči zvětrávání. Důležité jsou optické vlastnosti staurolitu.

Staurolit je indexovým metamorfním minerálem, vyskytuje se především ve svorech (obrázek 79-65), méně fylitech (Hrubý Jeseník – Ramzová, Ostružná). Často bývá v asociaci s almandinem. V oblastech výskytu je také těžkým minerálem klastických sedimentů.

Důležitými diagnostickými znaky jsou barva a tvar krystalů.

7.9.5.2 Topaz

Teoretický vzorec se uvádí jako Al₂SiO₄F₂, bývá obvykle bez příměsí, pouze fluor může být částečně nahrazen hydroxylovou skupinou.

Symetrie je rombická (oddělení rombicky dipyramidální). Ve struktuře jsou tetraedry SiO₄ propojeny s oktaedryAlO₄F₂. Oktaedry hliníku jsou propojeny do řetězců ve směru osy c (obrázek 79-66). Mřížkové parametry: a = 4,35; b = 8,8; c = 8,4; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-67.

Krystaly jsou dlouze nebo krátce sloupcovité, často velmi bohaté na krystalové tvary. Jednotlivé typy krystalů se rozlišují podle zakončení – s bazálním pinakoidem (obrázek 79-68), dipyramidou (obrázek 79-69) nebo prizmatem (obrázek 79-70). Agregáty topazu bývají stébelnaté (varieta „pyknit“) i zrnité.

Fyzikální vlastnosti: T = 8; H = 3,5 – 3,6. Krystaly topazu jsou čiré, bledě žluté (obrázek 79-71) nebo bledě modré, často drahokamové kvality. Odrůda pyknit představuje slámově žlutý, stébelnatý, neprůhledný topaz (obrázek 79-72). Lesk je skelný, štěpnost podle báze je dokonalá.

Vznik topazu je vázán na pozdně magmatické stadium do prostředí s přebytkem fluoru, typický je v greisenech v asociaci s křemenem, kasiteritem nebo cinvalditem (Horní Slavkov). Zde bývá často horninotvorným mikroskopickým minerálem, v hrubozrnných greisenech bývá makroskopický pyknit. Topaz je častý na Al-bohatých pegmatitech různého typu (Volyňsk – Ukrajina, Ural, Rožná), někdy se objevuje ve velkých kvalitních krystalech. Je poměrně odolný a přechází do náplavů, kde se rýžuje (drahokamový safír na Srí Lance).

Klenotnicky kvalitní krystaly topazu jsou ceněnými drahokamy.

Důležitými diagnostickými znaky jsou světlá barva a dokonalá štěpnost.

7.9.5.3 Chloritoid

Teoretické složení uváděné jako Fe₂Al₄O₂(SiO₄)₂(OH)₄ je vždy doplněno na pozici Fe izomorfní přítomností Mg (odrůda sismondin), Mn (odrůda otrelit) nebo Fe⁺³.

Symetrie je triklinická (oddělení triklinicky pinakoidální). Struktura je tvořena vrstvami přibližně brucitového a korundového typu, které jsou uloženy kolmo na vertikálu. Jednotlivé vrstvy jsou spojovány izolovanými tetraedry SiO₄(obrázek 79-73). Mřížkové parametry: a= 9,5; b = 5,48; c = 9,16; a = 96,88°; b = 101,8°; g = 90,03°; Z = 2. Známa je polytypní modifikace s monoklinickou symetrií. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-74.

Krystaly jsou tabulkovité, pseudohexagonálního vzhledu, často zdvojčatělé. Většinou tvoří zarostlá zrna nebo zrnité agregáty (obrázek 79-75).

Fyzikální vlastnosti: T = 6,5; H = 3,5 – 3,6. Barva je zelenošedá, tmavě zelená až černá. Lesk je skelný nebo voskový. Štěpnost podle (001) je dokonalá. Důležité pro určování jsou optické vlastnosti chloritoidu.

Chloritoid je strukturně, chemicky i geneticky podobný staurolitu. Jako vedlejší minerál se vyskytuje v chloritoidových (otrelitových) břidlicích, kde vzniká za podmínek nižší metamorfózy než staurolit (Červenohorské sedlo v Jeseníkách, Železné hory).

7.9.6 Ostatní nesosilikáty

Mezi nesosilikáty patří řada dalších významných minerálů, z nichž nejdůležitější je titanit. Méně běžnými nesosilikáty, které ale mohou mít lokálně větší význam, jsou datolit a dumortierit.

7.9.6.1 Titanit

Ideální složení CaTi(SiO₄)O, je často doplněno o izomorfní prvky Sn, Nb, Ta, Fe, Mn, Al, Y, REE nebo Th. Cínový analog titanitu se jmenuje malayait. Část kyslíku může být nahrazena fluorem nebo hydroxylovou skupinou.

Symetrie je monoklinická (oddělení monoklinicky prizmatické). Ve struktuře tvoří vrcholem propojené oktaedry TiO₆ klikaté řetězce ve směru osy a. Tyto jsou do prostoru propojeny SiO₄ tetraedry a vznikají tak dutiny pro ionty Ca v 7-četné koordinaci (obrázek 79-76). Mřížkové parametry: a = 6,56; b = 8,72; c = 7,44; b = 119,716°; Z = 4. Práškový RTG difrakční záznam je na obrázku 79-77.

Krystaly jsou poměrně časté, většinou tabulkovité, někdy ve tvaru „psaníčka“ (obrázek 79-78). Hojné jsou i klínovité (označení „sfén“) nebo čočkovité krystaly, průřezy bývají kosočtvercové. Vytváří kontaktní dvojčata podle (100) – obrázek 77-79. Ve formě agregátu je nejčastěji celistvý nebo jemně zrnitý.

Fyzikální vlastnosti: T = 5 – 5,5; H = 3,4 – 3,6. Barva bývá žlutá, žlutozelená (obrázek 79-80) nebo hnědá (obrázek 79-81). Vryp je bílý, lesk až diamantový, štěpnost někdy zřetelná podle (110). Pro určování jsou velmi významné optické vlastnosti titanitu.

Titanit je typickým akcesorickým horninotvorným minerálem v řadě magmatických hornin (granity, tonality, syenity) a v některých kontaminovaných pegmatitech (žulovský masiv, Mirošov, Líšná, Domanínek). Častý je ve skarnech, kontaktních mramorech, rulách a amfibolitech (většinou mikroskopický). Krystalované makroskopické vzorky titanitu pocházejí z alpské parageneze (v asociaci s epidotem a křišťálem) – Sobotín, Markovice u Čáslavi, Mirošov (obrázek 79-82). Je součástí leukoxenu, což jsou produkty přeměn ilmenitu. Díky své odolnosti může přecházet do aluvií.

Zpět na hlavní stránk