5 / 6

Křemičitany

Všudypřítomné křemičitany

Nejsvrchnější část naší planety nazýváme kůrou. Sahá zhruba do hloubky 80 km až k rozpálenému vnějšímu plášti. Je složena převážně z křemičitanů /silikátů/, které jsou hlavními horninotvornými minerály všech vyvřelin a metamorfitů Vedle nejčastěji se vyskytujícího křemene jsou to živce, slídy, pyroxeny a amfiboly. Po rozpadu těchto hornin se pak jako zrna stávají součástí sedimentů. Celý dlouhý cyklus provázený tektonickými pohyby, denudací, vulkanismem a znovu rozpadem, končí přítomností jemných křemičitanových částeček v píscích a ornici na poli. Horniny plné křemičitanů slouží jako stavební a okrasný kámen, křemičitany najdeme v porcelánových předmětech, špercích, uměleckých dílech… Jsou zkrátka všudypřítomné, a jsou velmi zajímavé i z hlediska mineralogického. Křemík je schopen vytvářet velké množství sloučenin dík své jedinečné atomové struktuře. Nejpevnější vazbu vytváří s kyslíkem. Křemičitany zemské kůry obsahují nejčastěji spolu s kyslíkem hliník, železo, hořčík, vápník, sodík a draslík. Přidáme-li k tomuto základu vzácněji se vyskytující prvky, řada možných křemičitanů značně vzroste. Vnést nějaký systém do množství křemičitanových minerálů bylo obtížné. Původně se dělily na meta a orto silikáty, odvozené od hypotetických kyselin. Ale již ve třicátých letech dvacátého století bylo pomocí röentgenových analýz zjištěno, že se ve všech křemičitanech objevuje stejný útvar: tetraedr složený ze čtyř atomů kyslíku a jednoho atomu křemíku. Po zpřesnění analytických metod se ukázalo, že je to pyramidální čtyřstěn s atomem kyslíku v každém rohu, a s jedním atomem křemíku uprostřed pyramidy, tedy SiO4. Spojením dvou a více tetraedrů prostřednictvím společných atomů kyslíku vznikají řady prostorových konfigurací. V přírodě je jich nalezeno šest a představují přirozený klasifikační systém křemičitanů. Jednoduché Nesosilikáty jsou samostatné, bez jakýchkoliv vazeb. Patří k nim olivín, granáty, staurolit, zirkon, titanit, kyanit, andalusit s chiastolitem, silimanit, topaz a další, méně časté minerály. Další skupinou jsou Sorosilikáty, jejichž tetraedry se pomocí společných kyslíků spojují do dvojic. Hlavní, ale vzácnější křemičitany této řady budou: epidot, zoizit, klinozoisit, vesuvian,

hemimorfit a axinit s feroaxinitem. Cyklosilikáty společnými kyslíky vytvářejí kruhy složené ze čtyř, nebo šesti tetraedrů. Cordierit, beryly a turmalíny jsou ozdobou této skupiny. O významu pyroxenů a amfibolů v horninách zemské kůry není pochyb. Přísluší ke skupině Inosilikátů, kterou charakterizuje spojení tetraedrů do jednoduchých, nebo dvojitých rovin. Významné pyroxeny: augit, diopsit, hedenbergit, egerin, enstatit a spodumen, jsou podstatnou součástí rul, granulitů, syenitů, rohovců…Výhradně z jednoho, nebo několika pyroxenů se mohu skládat celé horniny. Totéž platí pro amfiboly: obecný a čedičový amfibol. Aktinolit s tremolitem a v malém množství se vyskytující rodonit a prehnit představují další minerály této skupiny. Ploché pláty ze spojených tetraedrů podporují nerosty Fylosilikátů, které mají převážně slupkovitý vzhled, jako slídy a chlority. Doplňují je hadce, mastek, kaolinit, chryzokol, alofan, chamosit, palygorskit aj.. Pozornost zasluhují Tektosilikáty. Jejich prostorové uspořádání tetraedrů umožnilo vznik skutečně všudypřítomných křemičitanů. Jsou to živce: živec draselný ortoklas, adulár, mikroklin s amazonitem a živce sodnovápenaté: albit, oligoklas, andezin, labradorit, bytownit, anortit. K živcům patří ještě leucit, nefelin, sodalit a skupina skapolitu. Stejnou strukturu mají také zeolity. Nejsou sice horninotvornými minerály, ale krásou krystalů v dutinách výlevných hornin přitahují naší pozornost: natrolit, thomsonit, analcim, phillipsit, mordenit… Spolu se Sluncem vznikaly planety a ostatní tělesa naší Sluneční soustavy ve stejném čase a ze stejné základní hmoty. Odevšad z tohoto prostoru přicházejí zprávy o přítomnosti křemičitanů. Na naši planetu dopadají meteority s obsahem křemičitanů. Často je najdeme v kamenných meteoritech a pallasitech, a stejně často jsou to křemičitany na Zemi se nevyskytující. Nese je i kosmický prach. Pro celý náš obrovský Vesmír platí stejné přírodní zákony. Planety u dalekých sluncí, galaktická i mimogalaktická mračna mlhovin a vlastně celé řídké prostředí kosmu, neustále jiskří všudypřítomnými křemičitany.


Křemičitany - dodatek

Ačkoliv jsou křemičitany velmi stálé minerály neubrání se, alespoň některé z nich, částečné proměně. Většinou zůstává křemičitanové jádro neporušeno, mění se jen vnější složení zastoupených prvků. Křemičitan tak zůstává křemičitanem. Po silném agresivním zásahu se i tyto stále ještě stálé látky rozpadají na jednoduché sloučeniny: oxidy, karbonáty, sulfidy a pod. Při zvětrávání hornin nedochází jen k jejich mechanickému rozpadu, ale často i k chemické přeměně jejich komponentů. Dlouhodobé působení povrchové vody a vodních roztoků křemičitany hydratuje. Stávají se z nich vodnaté křemičitany: kaolinit, mastek, alofan, hemimorfit, pyrofylit /bývá v dutinách bazaltů na Kozákově/, serpentin… Ty, které obsahují ve své molekule převážně hliník, mohou přecházet až do stavu koloidů: nontronit, chloropál, chryzokol, glaukonit, seladonit… Převážně z těchto koloidů a menšího množství cizorodých příměsí vznikají pak různobarevné jíly a hlinky. Častá je přeměna olivínovců /peridotitů/ na hadec /serpentinit/. Probíhá hydratací, nebo dlouhodobým zvětráváním olivínu, jehož zbytky jsou v hadcích patrné. Hadce mohou vznikat i z hornin obsahujících větší množství amfibolů nebo pyroxenů, a to při vyšších teplotách a tlacích metamorfóz. Křemičitany obsahující vápník se za podobných podmínek mění na minerály jako wollastonit, diopsit, grossullar, hesonit /s příměsí železa/. Po vychladnutí metamorfovaného magma se přiřadí k dalším nově proměněným křemičitanům: cordieritu, granátům, andalusitu, staurolitu…, nosičům těžších prvků. Takové nerosty se v horninách vyskytují v nevelkých množstvích po kontaktních metamorfózách. Výsledkem metamorfóz regionálních jsou celé masy krystalických břidlic a jim podobných hornin. Přeměna slíd na chlority se vzdáleně podobá mechanismu proměny olivínu na hadce. Bývá to prosté zvětrávání a hydrotermální vlivy, často v okolí rudních žil. Zúčastňuje se jí biotit a jiné tmavé slídy. Světlý muskovit je proti zvětrávání odolnější a přechází nezměněn do náplavů. V prostředí mohutnějších proměn se mohou tmavé pevné amfibolovce a pyroxenovce měnit na křehčí, nazelenalé chlorotické horniny, nazývané občas jednoduše zelenokameny. Vyvřelé horniny obsahují živce, obzvláště ortoklas, ve velkém množství. Během zvětrávání a hydrotermálních procesů se mění na kaolinit. Čistý kaolin, který je těžen jako základní výrobní surovina, obsahuje asi 80% drobných šupinek kaolinitu. Zbytek je jemný křemenný prach a sem tam nějaký flíček muskovitu. Trochu kuriózní je dnes opuštěný názor, že velká hnízda kaolinu vznikala ve třetihorách blízko vyvíjejících se slojí hnědého uhlí díky oxidům uhlíku, které spolupůsobily při jejich tvorbě. Je to hezké, ale asi nepravdivé. Ale několik v tomto textu uvedených příkladů vyjevuje zásadní pravdu: křemičitan i po přeměně zůstává křemičitanem.

Autor článku: Antonín Bílý
Použité obrazy k článku: Akad. mal. Jitka Bílá