8. előadás
Csoport-, gyűrű- és láncszilikátok
Csoport- (szoro-) szilikátok
Az SiO4 tetraéderek közvetlen kapcsolódással 2-, 3-, 4-, 6-os, (ritkábban
még több tagból álló) csoportokká fűződhetnek össze. A két SiO4
tetraéder összekapcsolódásával létrejövő (Si2O7)6- csoportok a
szoroszilikátokra jellemzők. Csoportosításuk a pótanionok megléte
vagy hiánya, illetve a csoportokat összekötő kationok koordinációja
alapján történik.
Néhány fontos csoportszilikát
Epidot Ca2(Fe3+,Al)3(SiO4)(Si2O7)(O,OH)
Monoklin - szerkezetében önálló SiO4 tetraéderek
és Si2O7 csoportok egyaránt előfordulnak.
A kristályok termetét a b-tengely irányába nyúlt
prizmák határozzák meg.
Hasadása a prizmák irányában jó; jellegzetesen
zöld színű.
Előfordulása főként regionális metamorf
kőzetekhez kapcsolódik. De megtalálható
magmás és kontakt metamorf
képződményekben is.
Egy zoisitkristály 3 irányból (pleokroizmus)
Zoisit - rombos
Ca2Al3(SiO4)(Si2O7)(O,OH)
Nyúlt prizmás kristályok.
Prizma szerint jó hasadás.
Színtelen, vagy allokrómás
sszínezésű
Pleokroós sajátságú.
Regionális vagy kontakt metamorf
kőzetek ásványa.
Zoisit (tanzanit) színpompája
Gyűrű- (ciklo-) szilikátok
A cikloszilikátok SiO4 tetraéderek összekapcsolódásából álló, gyűrű 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, gyűrű alakú csoportok jönnek létre.
A hatos gyűrűt tartalmazó ásványok között gyakoriak vannak. Ez utóbbiakhoz
két fontos csoport, a berill- és a turmalin-csoport ásványai tartoznak.
A cikloszilikátok csoportosítása a gyűrűk tagszáma alapján történik.
Berill - Be3Al2Si6O18; hexagonális
Szerkezetében a hatos, Si6O18 gyűrűk rétegszerűen helyezkednek el a (0001) síkkal
párhuzamosan. A 4-es koordinációjú Be-ionok és a 6-os koordinációjú Al-ionok a
gyűrűk rétegei közötti síkban vannak. A gyűrűs 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, elválás van;
allokrómás színek;
a berillium ércásványa;
pegmatitos képződés
Berill színváltozatai
(smaragd, akvamarin,
heliodor, morganit stb.)
a legértékesebb
drágakövek közé
tartoznak.
smaragd akvamarin heliodor
Turmalin-csoport (trigonális)
Szerkezetük a berillhez hasonlóan Si6O18 gyűrűket tartalmaz. A gyűrűk között
rétegszerűen elhelyezkedő BO3 csoportok találhatók. A turmalinok kemizmusa
eléggé összetett. Általános képletük: XY3Z6(BO3)3Si6O18V3W. A leggyakoribb
ionok a kationpozíciókban: X = Na+, Ca2+ vagy (üres, nincs betöltve a
pozíció); Y = Mg2+, Al3+, Fe3+, Fe2+, Li+, Mn2+; Z = Al3+, Fe3+, Mg2+, Cr3+, Mn3+.
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)
sörl elbait
Prizmás termet;
7-7,5-ös keménység;
nem hasad;
változatos színek, színzónásság;
kémiai ellenállóság;
pegmatitos, metamorf
vagy hidrotermás képződés;
színes változatai drágakövek
színzónásság
A turmalin-csoport tagjai granitoidok, gránitpegmatitok, illetve magas
hőmérsékleten képződött hidrotermás telérek elterjedt ásványai. Gyakran
megjelennek kontaktmetamorf és regionális metamorf képződményekben
(csillámpalákban, gneiszekben), illetve ellenállóságuk révén törmelékes
üledékekben.
Drágakő turmalinok (elbaitok)
Lánc (ino-) szilikátok
Szerkezetükben az SiO4-tetraéderek közös oxigénekkel, egyirányú kapcsolódással lánccá, láncokká fűződnek. A láncok között lévő kationok szintén egydimenziós kötelékekben helyezkednek el.
A láncszerkezetű kristályok zömmel nyúlt oszlopos, vagy tűs kifejlődésűek. 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 kettős lánc (szalag), melyben a gyök (Si4O11)6–.
A kőzetalkotó 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 függően 6-
os, 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 szélső tagjához való viszonyulás
szabja meg. A szélső tagok közötti átmeneti tagok használatát kerülni
kell (pl. hipersztén, bronzit, diallág).
A piroxének csoportosítása az M1 és M2-es kationok elemi minősége
alapján történik.
Ultrabázisos, bázisos (bazalt, gabbró), és intermedier (andezit) magmás
kőzetek, regionális és kontakt metamorf kőzetek 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 kontaktmetamorf kőzetalkotó
(gránátok kísérik)
Kalcium piroxének (monoklin)
Augit (Ca,Mg,Fe2+,Fe3+,Al,Ti)2[(Al,Si)2O6]
Zömök prizmás termet;
jó hasadás prizma szerint;
fekete vagy sötétzöld;
elterjedt magmás és metamorf kőzetalkotó;
könnyen mállik rétegszilikátokká
Magnézium-vas piroxének (rombos)
Ensztatit Mg2[Si2O6]
Prizmás vagy táblás termet;
barna, fekete szín;
üveg- vagy selyemfény;
Bázisos magmás és metamorf kőzetek gyakori kőzetalkotója.
Könnyen mállik szerpentinásványokká.
Amfibolok
Az amfibolokra jellemző (Si4O11)6- anion
egységekből álló szalag (kettős 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 következő
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
Amfibol fizikai sajátságok
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 kőzetek 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 kőzetek
elterjedt kőzetalkotói
könnyen elmállanak agyagásványokká
vagy szerpentinásványokká
Piroxenoidok
A piroxénekhez hasonlóan a szerkezetben
oktaéderesen koordinált kationok
helyezkednek el az SiO3-egységekből
álló láncok között. A láncok periodicitása
azonban a piroxénekétől nagyobb. A
piroxenoidokban a szilikátláncok 3-as,
vagy annál nagyobb periodicitásúak.
A piroxenoidok hasadása a szerkezetnek
megfelelően gyakran szilánkos,
megjelenésük finom szálas-rostos.
Metamorf kőzetekben fordulnak elő.
Két fontos piroxenoid
Wollastonit - CaSiO3; triklin
Prizmás kristályok;
rostos szálas halmazalak;
fehér szín;
kontakt metamorf képződés
kerámiaipar nyersanyaga
Rodonit - (Mn,Ca)SiO3; triklin
Prizmás kristályok; vaskos-tömeges;
rózsaszín; regionális metamorf genetika
mangánérc, díszítőkő