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.

Piroxén fizikai sajátságok

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