9. elıadás Szoro-, ciklo- és inoszilikátok
Szoro- (csoport-) szilikátok Az SiO4 tetraéderek közvetlen kapcsolódással 2-, 3-, 4-, 6-os, (ritkábban még több tagból álló) csoportokká főzıdhetnek össze. A két SiO4 tetraéder összekapcsolódásával létrejövı (Si2O7)6- csoportok a szoroszilikátokra jellemzık. Csoportosításuk a pótanionok megléte vagy hiánya, illetve a csoportokat összekötı kationok koordinációja alapján történik.
Néhány fontos szoroszilikát Epidot Ca2(Fe3+,Al)3(SiO4)(Si2O7)(O,OH) A csoport ásványainak szerkezetében önálló SiO4 tetraéderek és Si2O7 csoportok egyaránt elıfordulnak. A kristályok jellemzı termetét a b-tengely irányába nyúlt prizmák határozzák meg. Hasadása a prizmák irányában jó; jellegzetesen zöld színő. Elıfordulása fıként regionális metamorf kızetekhez kapcsolódik. De megtalálható magmás és kontakt metamorf képzıdményekben egyaránt.
Zoisit Ca2Al3(SiO4)(Si2O7)(O,OH) Nyúlt prizmás kristályok. Prizma szerint jó hasadás. Szürke szín. Jellegzetes pleokroizmus. Regionális vagy kontakt metamorf kızetek jellemzı ásványa.
Egy zoisitkristály 3 irányból (pleokroizmus)
Vezuvián Ca10Mg2Al4(SiO4)5(Si2O7)(OH) tetragonális Táblás vagy prizmás termet; nem hasad; változatos színek: sárga, barna, zöld, ibolya Kontakt metamorf kızetek jellemzı ásványa.
Ciklo- (győrős-) szilikátok A cikloszilikátok SiO4 tetraéderek összekapcsolódásából álló, győrő alakú csoportokat tartalmaznak, melyekben a Si : O arány 1 : 3. Az SiO4 tetraéderek hármas összekapcsolódásával (Si3O9)6- csoportok, négyes kapcsolódással (Si4O12)8- csoportok, míg hatos kapcsolódással (Si6O18)12-, hexagonális szimmetriájú, győrő alakú csoportok jönnek létre. A hatos győrőt tartalmazó ásványok között gyakoriak vannak. Ez utóbbiakhoz két fontos csoport, a berill- és a turmalin-csoport ásványai tartoznak. A cikloszilikátok csoportosítása a győrők tagszáma alapján történik.
Berill - Be3Al2Si6O18; hexagonális Szerkezetében a hatos, Si6O18 győrők rétegszerően helyezkednek el a (0001) síkkal párhuzamosan. A 4-es koordinációjú Be-ionok és a 6-os koordinációjú Al-ionok a győrők rétegei közötti síkban vannak. A győrős csoportok egymás fölötti elhelyezkedése révén a rácsban, c-tengellyel párhuzamosan csatornák futnak, melyekben sokféle ion, atom és molekula megjelenhet, így K+, Na+, Cs+, (OH )ionok, vízmolekula stb.
Hexagonális prizmás kristályok; 8-as keménység; nem hasad; idiokrómás színek; a berillium legfontosabb ásványa; pegmatitos képzıdés
Berill színes változatai (smaragd, akvamarin, heliodor morganit stb.) a legértékesebb drágakövek közé tartoznak.
smaragd
akvamarin
heliodor
Turmalin-csoport (trigonális) Szerkezetük a berillhez hasonlóan Si6O18 győrőket tartalmaz. A győrők között rétegszerően elhelyezkedı BO3 planáris csoportok találhatók. A turmalinok kemizmusa eléggé összetett. Általános képletük: XY3Z6(BO3)3Si6O18V3W. A leggyakoribb ionok, melyek a szerkezetben a kationpozíciókat betöltik: X = Na+, Ca2+ vagy (üres, nincs betöltve a pozíció), 9-es koordinációval; Y = Mg2+, Al3+, Fe3+, Fe2+, Li+, Mn2+, 6-os koordinációval; Z = Al3+, Fe3+, Mg2+, Cr3+, Mn3+, 6-os koordinációval. Az anionhelyeken: V = (OH)-, O2-, míg W = (OH)-, O2-, F-.
Alkáli-turmalinok Elbait Na(Li0,5Al0,5)3Al6(BO3)3Si6O18(OH)3F Sörl NaFe2+3Al6(BO3)3Si6O18(OH)3(OH) színzónásság Prizmás termet; 7-7,5-ös keménység; nem hasad; változatos színek, színzónásság; kémiai ellenállóság; pegmatitos, metamorf vagy hidrotermás képzıdés; tiszta, színes változatai drágakövek
sörl
elbait
A turmalin-csoport tagjai granitoidok, gránitpegmatitok, illetve magas hımérsékleten képzıdött hidrotermás telérek elterjedt ásványai. Gyakran megjelennek kontaktmetamorf és regionális metamorf képzıdményekben (csillámpalákban, gneiszekben), illetve ellenállóságuk révén törmelékes üledékekben.
Drágakı turmalinok
Ino- (lánc-) szilikátok Szerkezetükben az SiO4-tetraéderek közös oxigénekkel, egyirányú kapcsolódással lánccá, láncokká főzıdnek. A láncok között lévı kationok szintén egydimenziós kötelékekben helyezkednek el. A láncszerkezető kristályok zömmel nyúlt oszlopos, vagy tős kifejlıdésőek. A lánc hossziránya szerint jól hasadnak. Leggyakrabban kétféle típusú lánckapcsolódás jön létre: a 2-es periodicitású egyes lánc, melyben a gyök (Si2O6)4–, illetve a 2-es periodicitású kettıs lánc (szalag), melyben a gyök (Si4O11)6–. A kızetalkotó ásványok két igen fontos csoportja tartozik az inoszilikátokhoz: az egyes láncból álló piroxének, és a szalagokból álló amfibolok.
Piroxének A piroxének általános képlete: M1M2T2O6, ahol M1 6-os (oktaéderes) koordinációjú kationokat (általában Mn2+, Al, Mg, Fe2+, Fe3+), M2 az ionsugártól és a láncok kapcsolódási módjától függıen 6os, 7-es vagy 8-as koordinációjú kationokat (Na, Ca, Li, Mn2+, Mg, Fe2+, Al, Cr, Ti), míg T tetraéderes koordinációjú kationokat (Si, Al) jelöl. Ezzel a szerkezettel magyarázható a piroxének jellegzetes {110} szerinti, kétirányban jó hasadása (a hasadási síkok által bezárt szög 87°).
A piroxének a természetben szilárd oldatokat (elegykristályokat) alkotnak, melyekben változatos ionhelyettesítések történnek. A piroxének elnevezését a szilárd oldatok két szélsı tagjához való viszonyulás szabja meg. A szélsı tagok közötti átmeneti tagok használatát kerülni kell (pl. hipersztén, bronzit, diallág). A piroxének csoportosítása az M1 és M2-es kationok elemi minısége alapján történik. Ultrabázisos, bázisos (bazalt, gabbró), és intermedier (andezit) magmás kızetek, regionális és kontakt metamorf kızetek roppant elterjedt elegyrészei. Bizonyos körülmények között könnyen átalakulhatnak amfibolokká, vagy szerpentinásványokká.
Néhány fontos piroxén Kalcium piroxének (monoklin)
Diopszid CaMg[Si2O6] Prizmás termet; jó hasadás a prizma szerint; színtelen vagy zöld árnyalatok; Gyakori kontakt metamorf kızetalkotó (gránátok kísérik legtöbbször)
Kalcium piroxének (monoklin)
Augit (Ca,Mg,Fe2+,Fe3+,Al,Ti)2[(Al,Si)2O6] Zömök prizmás termet; jó hasadás prizma szerint; fekete vagy sötétzöld szín; elterjedt magmás és metamorf kızetalkotó; könnyen elmállik agyagásványokká
Magnézium-vas piroxének (rombos)
Ensztatit Mg2[Si2O6] Prizmás vagy táblás termet; barna, fekete szín; üveg- vagy selyemfény; magmás és metamorf kızetek gyakori kızetalkotója. Könnyen elmállik szerpentinásványokká.
Amfibolok Az amfibolokra jellemzı (Si4O11)6- anion egységekbıl álló szalag (kettıs lánc) úgy jön létre, hogy két piroxénlánc minden második tetraédere egy-egy oxigénatomjánál fogva összekapcsolódik.. A szerkezetben az {110} szerinti hasadási prizma lapjai között a hajlásszög 124° (ellentétben a piroxének 87°-os értékével). Az amfibolok általános képlete: AB2C5T8O22(OH)2, ahol a következı ionok foglalják el a pozíciókat: A = Na, K, (üres hely) B = Na, Ca, Mg, Fe2+, Mn2+, Li C = Mg, Li, Fe2+, Mn2+, Al, Fe3+, Mn3+, Ti4+ ; T = Si, Al; OH = OH, O, F, Cl
Néhány fontos amfibol Kalcium csoport („kalcium-amfibolok”) Tremolit - Ca2Mg5[Si8O22](OH)2; monoklin Aktinolit - Ca2(Mg,Fe2+)5[Si8O22](OH)2; monoklin Nyúlt prizmás termet; prizma szerint jó hasadás; fehér, szürke, zöld szín; Metamorf kızetek elterjedt ásványai
Kalcium csoport („kalcium-amfibolok”)
Magneziohornblende - Ca2(Mg,Fe2+)4Al[AlSi7O22](OH)2; monoklin Ferrohornblende - Ca2(Fe2+,Mg)4Al[AlSi7O22](OH)2; monoklin
Prizmás termet; jó hasadás a prizma szerint; fekete szín; szarufény; magmás, metamorf kızetek elterjedt kızetalkotói könnyen elmállanak agyagásványokká vagy szerpentinásványokká
Piroxenoidok A piroxénekhez hasonlóan a szerkezetben oktaéderesen koordinált kationok helyezkednek el az SiO3egységekbıl álló láncok között. A láncok periodicitása azonban a piroxénekétıl nagyobb. Amíg a piroxénekben 2-es, addig a piroxenoidokban a szilikátláncok 3as, vagy annál nagyobb tetraéderperiodicitásúak. A piroxenoidok hasadása a szerkezetnek megfelelıen gyakran szilánkos, megjelenésük sokszor finom szálasrostos. Fıként metamorf kızetekben fordulnak elı.
Két fontos piroxenoid Wollastonit - CaSiO3; triklin Prizmás kristályok; rostos szálas halmazalak; fehér szín; kontakt metamorf képzıdés kerámiaipar nyersanyaga
Rodonit - (Mn,Ca)SiO3; triklin Prizmás kristályok; vaskos-tömeges; rózsaszín; regionális metamorf genetika mangánérc, díszítıkı
