1

KRZEMIANY I GLINOKRZEMIANY PRZESTRZENNE

Krzemiany przestrzenne (szkieletowe) charakteryzują się najwyższym (trójwymiarowym) stopniem kondensacji

anionów [SiO

4

]

4-

. Z krystalochemicznego punktu widzenia krzemianami przestrzennymi są minerały grupy SiO

2

(kwarc,

trydymit, cristobalit, ...), chociaż chemicznie są to tlenki krzemu. W klasie tej, podobnie jak w innych krzemianach silnie
skondensowanych, część tetraedrów [SiO

4

]

4-

może być podstawiona przez [A1O

4

]

5-

. Takimi typowymi glinokrzemianami

przestrzennymi są: skaleń potasowy K[AlSi

3

O

8

], sodowy Na[AlSi

3

O

8

] i wapniowy Ca[Al2Si

2

O

8

].

Duże znaczenie krzemianów i glinokrzemianów przestrzennych jako minerałów skałotwórczych oraz surowców

mineralnych, liczebność oraz możność wyodrębnienia grup różniących się swoistymi cechami skłania do podziału ich na
cztery grupy:

Grupa 1. Minerały grupy SiO2
Grupa 2. Skalenie i minerały pokrewne
Grupa 3. Glinokrzemiany przestrzenne inne poza skaleniami i zeolitami
Grupa 4. Zeolity

Grupa 1 -

MINERAŁY GRUPY SiO

2

Minerały grupy SiO

2

tworzą liczne odmiany polimorficzne, wśród których można wyróżnić trzy główne: kwarc,

trydymit i cristobalit. Znane są w modyfikacjach wysoko- i niskotemperaturowych.

W skorupie ziemskiej występują: kwarc, trydymit i cristobalit oraz melanoflogit. Na drodze syntetycznej otrzymano

keatyt. Podobnie coesyt i stiszowit, które napotkano również w przyrodzie. Zaliczono tu także lechatelieryt (rodzime szkło
kwarcowe) i opal SiO

2- ·

nH

2

O, który jest zestarzałym, częściowo przekrystalizowanym żelem krzemionkowym.

Polimorfy i politypy SiO

2

mają duże znaczenie praktyczne w przemyśle ceramicznym.

Wyróżniamy następujące minerały i substancje mineralne grupy SiO

2

:

Kwarc-ß - trwały < 573

°C.

Kwarc-α - trwały w interwale 573-870

°C; powyżej 870cC metastabilny.

Melanoflogit - krystalizuje w niskich temperaturach.

Trydymit-β" - istnieje < 117

°C.

Trydymit-β' - istnieje w interwale temperatur 117-163

°C.

Trydymit-α - istnieje w interwale temperatur 870-1470

°C; powyżej 1470°C metastabilny;

Cristobalit-ß - istnieje w interwale temperatur 200-275

°C; metastabilny.

Cristobalit-α - stabilny powyżej 1470

°C.

"Keatyt" - tworzy się w warunkach dużego ciśnienia w interwale temperatur 380÷585

°C, (synt).

Coesyt - krystalizuje w temperaturze 500÷800

°C przy ciśnieniu > 35000 Ba

Stiszowit - podobnie jak coesyt jest minerałem wysokich ciśnień i temperatur (od 1200

°C).

Lechatelieryt - szkliwo SiO2; powstaje przez szybkie ochłodzenie stopionego SiO2; metastabilne < 1713

°C.

Ryc.1 Diagramy mają charakter orientacyjny. Proszę porównać z wykładami.

2

Kwarc β - (kwarc)

Kwarc (kwarc niskotemperaturowy, kwarc-β) krystalizuje w temperaturach niższych od 573

°C, bądź też powstaje jako

pseudomorfoza po kwarcu wysokotemperaturowym (kwarcu-α).
Kwarc-(ß) tworzy kryształy ograniczone licznymi ścianami. Głównymi postaciami najczęściej są: słup heksagonalny,
romboedry oraz trapezoedry, a niekiedy także bipiramidy (ryc. 165). Znane są postacie prawe i lewe (ryc. 165a-b) gdyż klasa
trapezoedru trygonalnego dopuszcza tworzenie się postaci enancjomorficznych. Ściany słupa bywają poziomo zbrużdżone.
Bezbarwne i dobrze wykształcone kryształy kwarcu są określane nazwą kryształ górski. Niezbliźniaczone kryształy kwarcu
rzadko występują w przyrodzie.
Znane są liczne formy skupień kwarcu: ziarniste, zbite (chalcedon), a także
naskorupienia oraz inkrustacje tkanek roślinnych.

Odmiany zabarwione noszą odrębne tradycyjne nazwy:

fioletowy - ametyst,

różowy - kwarc różowy,

żółty - cytryn,

ciemnobrunatny - kwarc dymny lub zadymiony,

czarny - morion.

Swoiste zabarwienie kwarcu powodują też wrostki niektórych minerałów, np.

azbestu - kocie oko,

aktynolitu - praz, prazem,

krokidolitu - tygrysie oko,

żółtych lub zielonkawych mik - aventuryn, kwarc aventurynowy

(patrz skaleń aventurynowy),

igiełki rutylu - włosy Venus),

kropelki cieczy - kwarc mleczny i in.

Wyst. Jeden z głównych, obok skaleni, szeroko rozpowszechniony minerał skałotwórczy. W dużych ilościach występuje w
odmianach skał magmowych przesyconych krzemionką, np. w granitach, ryolitach. W skałach wylewnych częste bywają
pseudomorfozy po kwarcu wysokotemperaturowym. Pospolity składnik pegmatytów, utworów pneumatolitycznych i
hydrotermalnych, czasem samodzielnie tworzy żyły (kwarc żyłowy), eksploatowany na potrzeby ceramiki, hutnictwa i in.
Składnik wielu skał osadowych w postaci ziarn dostarczonych z produktów wietrzenia starszych skał (piaski, piaskowce,
arkozy itp.) lub jako składnik skrystalizowany na miejscu powstania skały, tworzący niekiedy obwódki regeneracyjne wokół
ziarn okruchowych kwarcu allogenicznego. Rozpowszechniony także w skałach metamorficznych. Znane są niemal
jednomineralne skały kwarcowe - kwarcyty, których powstanie wiąże się na ogół z metamorfizmem piasków kwarcowych.

W Polsce ładnie wykształcone kryształy kwarcu - kryształu górskiego, występują m.in. w Jegłowej koło Strzelina;

ametysty są znane z okolic Złotoryi, koło Kłodzka oraz z Rudna, Regulic i Poręby koło Krzeszowic.

Piezokwarc jest odmianą kwarcu (kryształu górskiego), która wykazuje własności piezoelektryczne w stopniu

kwalifikującym do budowy urządzeń do generowania ultradźwięków.
Zastosowanie: Kryształ górski jest stosowany do wyrobu części aparatury pomiarowej, wykorzystującej także zjawiska piro- i
piezoelektryczności. Jest surowcem używanym do hodowli syntetycznego kwarcu pokrywającego poważną część
zapotrzebowania na kryształ górski.
Kwarc żyłowy, także pegmatytowy, stanowi surowiec ceramiki szlachetnej (porcelana itp.) i przemysłu żelazostopów.
Skały zbudowane z kwarcu (kwarcyty) to podstawowy surowiec przemysłu krzemionkowych materiałów ogniotrwałych.
Łupki kwarcytowe są naturalnym materiałem ogniotrwałym.
Piaski kwarcowe ubogie w domieszki stanowią podstawowy surowiec przemysłu szklarskiego, także odlewnictwa, a
zasobniejsze w domieszki są wykorzystywane do wyrobu wapienno-piaskowych materiałów budowlanych: betonu, zapraw i
wypraw budowlanych.

Chalcedon
Chalcedon jest skrytokrystaliczną odmianą kwarcu. Jego skupienia zawierają submikroskopowe wrostki wypełnione cieczą.
Tworzy skupienia zbite, naciekowe oraz konkrecje, odznaczające się rozmaitością budowy oraz zabarwienia. Stanowią
kamienie ozdobne.
Odmiany chalcedonu są określane odrębnymi nazwami, np.

zielony - chryzopraz,

ciemnozielony z czerwonymi plamkami - heliotrop,

oliwkowozielona - plazma,

żółty, brunatny lub czerwonobrunatny - karneol (krwawnik),

różnobarwny z wstęgami różnych odcieni (pierścienie Lieseganga) - agat.

Wyst. Pojawia się w skałach magmowych jako produkt hydrotermalny niskich temperatur; powstaje też w wyniku
przekrystalizowania opalu. Rozpowszechniony składnik skał osadowych, powstający wskutek przekrystalizowania koloidalnej
lub biogenicznej krzemionki. Znane są procesy sylifikacji osadów powodujące nagromadzenia się chalcedonu. W skałach tych

Ryc.2 Kryształy kwarcu:
a i b — ze Strzegomia (G. Rose 1844),
c — z Wałbrzycha (M. Websky 1874),
d—ze Złotego Stoku (G. Rose 1844)

3

tworzy również konkrecje (krzemienie, czerty) oraz warstwy stanowiące skały określane jako rogowce lub chalcedonity.
Niekiedy stanowi spoiwo skał okruchowych.
W Polsce chalcedon jest rozpowszechniony. Chryzoprazy eksploatowano w Szklarach i Koźmicach koło Ząbkowic Śląskich w
celu przeróbki na kamienie szlachetne, a także jako kamień okładzinowy ścian (kaplica w katedrze na Hradczanach w Pradze
oraz kaplica w zamku Karlśtajn w Czechach). Agaty tworzą m.in. geody w melafirach dolnośląskich, np. w okolicy Złotoryi i
Lwówka. Chalcedon jest składnikiem skał krzemionkowych występujących koło Luboczy i Gapina nad Pilicą. Chalcedonity
występują w Górach Świętokrzyskich, a także znane są z Karpat i innych części Polski. Ładnie zabarwioną odmianę karneolu
(krwawnik) wydobywano w okolicy Wałbrzycha. Czerwone jaspisy znane są z okolic Ząbkowic Śląskich.

Kwarc-α (kwarc wysokotemperaturowy) różni się od kwarcu niskotemperaturowego heksagonalną strukturą utworzoną z
pierścieniowo ugrupowanych tetraedrów [SiO

4

]

4-

, które w kierunku c są ułożone według linii śrubowej prawo i lewoskrętnej.

Krystalizujący z magmy kwarc-alfa jest heksagonalny. Przy oziębianiu magmy kwarc-alfa przeobraża się w temperaturze
573°C w kwarc niskotemperaturowy o symetrii trygonalnej, zachowując swoją pierwotną formę zewnętrzną.

Trydymit (trydymit-ß, trydymit niskotemperaturowy). Występuje w pustkach skał magmowych.

Cristobalit (cristobalit niskotemperaturowy, cristobalit-ß). Występuje w pustkach skał wylewnych.

Stiszowit Dotychczas znane ich występowania związane są z miejscami upadku meteorytów na Ziemię oraz z meteorytami.
Przypuszcza się, że występują w najniższej części skorupy ziemskiej oraz w płaszczu Ziemi.

Lechatelieryt. Szkliwo krzemionkowe. Zawiera nieuporządkowany szkielet zbudowany z tetraedrów [SiO

4

]

4-

. Powstaje

wskutek stopienia piasków kwarcowych w wyniku wyładowań atmosferycznych (fulguryty, piorunowce). Znaleziony w
kraterach meteorytowych.

Opal
Koloidalna krzemionka (SiO

2

·nH

2

O, bezpostaciowa) zawierająca zmienną ilość wody (1-21% H

2

O), oddawanej w sposób

ciągły przy suszeniu. Połączone to jest ze wzrostem gęstości 2,01-2,17 oraz współczynnika załamania światła. Obniżanie
zawartości H

2

O poniżej 2% powoduje wzrost podanych wartości. Opal zawiera nieuporządkowany szkielet utworzony z

tetraedrów [SiO

4

]

4-

, w którego pustych przestrzeniach znajdują się drobiny H

2

O. Znane są odmiany opalu, zawierające

elementy wykształcone jako cristobalit (opal cristobalitowy) lub trydymit (opal trydymitowy). Przekrystalizowuje w
chalcedon. Tworzy skupienia naciekowe, naskorupienia, wypełnienia pustek wśród skał, a także spoiwo piaskowców. Niektóre
organizmy (np. okrzemki, promienice) tworzą szkielety z opalu. Znany jako składnik pseudomorfoz i inkrustacji.

Bezbarwny (hialit) lub różne zabarwienie, np.

intensywnie czerwony - opal krwisty,

biały - opal mleczny, hydrofan, opal porcelanowy,

zielony - prazopal,

zielony - chryzopraz (częściowo)

niebieskawoszara lub biała okazująca grę barw - opal szlachetny

Wyst. Może tworzyć się w warunkach niskich temperatur jako osad gejzerów i cieplic. Produkt wietrzenia (może
nagromadzać się jako produkt rozkładu krzemianów (niekiedy tworząc pseudomorfozy po nich) lub metasomatozy
skał krzemianowych. Rozpowszechniony składnik skał osadowych, w których największe jego ilości nagromadzają
się w szkieletach okrzemek, promienie lub gąbek. Tworzy konkrecje, a także szkielety przestrzenne (opoki).

Znaczenie. Poza odmianami opalu nadającymi się do szlifowania na kamienie ozdobne i na galanterię kamienną

praktyczne znaczenie mają: ziemia okrzemkowa, produkt jej diagenezy - diatomit, a także opoka lekka, która jest skałą
rezydualną powstałą wskutek wyługowania kalcytu z opoki.

Grupa 2 - SKALENIE I MINERAŁY POKREWNE

Skalenie t

worzą kryształy mieszane.

W strukturze skaleni szczególną rolę odgrywają czteroczłonowe zespoły tetraedrów [SiO

4

]

4-

i [A1O

4

]

5-

, które są powiązane w

szkielet trójwymiarowy. W ich pustych, wnękowatych przestrzeniach obecne są kationy Na

+

, K

+

, Ca

2+

lub Ba

2+

, które

równoważą zmiany ładunku wynikające z podstawienia części pozycji Si

4+

przez Al

3+

. Różnice między skaleniami są

wynikiem nie tylko pojawienia się odmiennych kationów jedno- czy dwuwartościowych, ale również odmiennego stopnia
uporządkowania przestrzennego rozmieszczenia Si

4+

i Al

3+

w odmianach wysoko- i niskotemperaturowych. Pierwsze z nich

krystalizują jednoskośnie, a drugie trójskośnie. Podobieństwo strukturalne powoduje, że kryształy skaleni niewiele różnią się
pod względem morfologicznym. Pokrój skaleni w znacznej mierze zależy od warunków krystalizacji. Łupliwość skaleni jest
doskonała i bardzo dobra. W jednoskoskośnych skaleniach potasowych te dwa kierunki łupliwości przecinają się pod kątem
90°, w trójskośnych skaleniach potasowych - pod kątem różniącym się o minuty od 90°, a w plagioklazach pod kątem
różniącym się o 1-4° od prostego. Stąd nazwy skaleni; ortoklaz - prosto łupiący się i plagioklaz - skośnie łupiący się.

4

Skalenie potasowe.

Skalenie potasowe są składnikami skał magmowych zasobnych w
SiO

2

, np. granitów, ryolitów itp., oraz metamorficznych, np.

gnejsów. Słabiej rozpowszechnione od plagioklazów. Znane są też
ze skał okruchowych.
Wyróżnia się trzy odmiany skaleni potasowych:

1) Sanidyn

K[AISi

3

O

8

]

Wysokotemperaturowa odmiana skalenia-K. Minerał młodych,
niezmienionych skał wulkanicznych (trachitów, ryolitów itp.), w
których tworzy prakryształy i wchodzi w skład ciasta skalnego.
Znany z tufów. Tworzy się też w strefach objętych metamorfizmem
kontaktowym wysokich temperatur (sanidynity). Składnik porwaków skał zatopionych w wulkanitach.
(patrz → kamień księżycowy)

2) Ortoklaz

K[AISi

3

O

8

]

Jednoskośne kryształy ortoklazu są zbudowane z submikroskopowych elementów (domen) trój- i jednoskośnych, które są
mozaikowo zbliźniaczone podobnie jak kryształy mikroklinu. Granica między ortoklazem i sanidynem jest zwykle ustalona na
podstawie pomiaru stopnia trójskośności lub według kąta osi optycznych. Podobnie też umowna jest granica między
ortoklazem a mikroklinem.
Ortoklazy występują w skałach magmowych, głównie plutonicznych. Często towarzyszą mikroklinowi i albitowi.
Rozpowszechnione.
* Adular jest to odmiana hydrotermalna ortoklazu, którą od innych skaleni-K różni głównie pokrój kryształów. Wykazują
swoistą budowę sektorową i pasową złożoną z elementów jedno- i trójskośnych. Kryształy jednoskośne wykazują cechy
optyczne ortoklazu lub mikroklinu. Występuje w druzach pegmatytowych granitów strzegomskich.

3) Mikroklin K[AISi

3

O

8

]

Charakterystyczną cechą wyróżniającą mikroklin jest swoiste zbliźniaczenie siatkowe łatwo dostrzegalne pod mikroskopem.
Mikroklin oraz pertyty mikroklinowe są minerałami skał głębinowych zasobnych w SiO

2

, zwłaszcza syenitów, granitów,

granodiorytów, a także pegmatytów. Często współwystępuje z ortoklazem.
* Amazonit (zielono zabarwiona odmiana mikroklinu) występuje w druzach pegmatytowych granitów strzegomskich i
strzelińskich.

Anortoklaz Na,K[AlSi

3

O

8

] Częściowo jest mieszaniną subtelnych indywiduów skaleni-Na i -K. Zwykle zawiera też nieco

skalenia-Ca. W jego budowie udział biorą domeny analbitu i sanidynu tworząc swoiście wykształcone kryptopertyty. Stąd też
wynika duża zmienność jego cech optycznych. Minerał wulkanitów zasobnych w alkalia, np. trachitów i fonolitów.

* Kamień księżycowy jest odmianą sanidynu lub plagioklazów zasobnych w człon albitowy. Swoista biaława barwa jest
wynikiem odmieszania się drugiej fazy skaleniowej. Eksploatowany na Cejlonie jako kamień ozdobny.

Skalenie-K są najodporniejsze na wietrzenie ze wszystkich skaleni. Występują w skałach osadowych np. w arkozach, w
których stanowią 20-30% wag. masy.

Skalenie i minerały pokrewne

Skalenie potasowe:

Sanidyn
Ortoklaz
Mikroklin

K[AlSi

3

O

s

]

K[A1SI

3

O

8

]

K[AlSi

3

O

8

]

Skalenie sodowo-wapniowe (plagioklazy):

Albit (Ab)

Na[AlSi

3

O

8

]

Oligoklaz
Andezyn
Labrador
Bytownit
Anortyt (An)

Ca[Al

2

Si

2

O

8

]

Ab

100-90

An

0-10

Ab

90-70

An

10-30

Ab

70-50

An

30-50

Ab

50-30

An

50-70

Ab

30-10

An

70-90

Ab

10-0

An

90-100

Skalenie barowe:

Celsjan (Cn)
Hyalofan
Paracelsjan

Ba[Al

2

Si

2

O

8

]

(K,Ba)[Al(Al,Si)Si

2

O

8

]

Ba[Al

2

Si

2

O

g

]

Tab.1 klasyfikacja i skład chemiczny skaleni

Ryc.3 Skład chemiczny skaleni

Ryc.4 Nazewnictwo skaleni-K i plagioklazów

5

Plagioklazy (skalenie sodowo-wapniowe) (patrz Tab.1) są kryształami mieszanymi utworzonymi przez albit Na[AlSi

3

O

8

] i

anortyt Ca[Al

2

Si

2

O

8

]. Zwykle zawierają niewielką domieszkę skalenia potasowego K[AlSi

3

O

8

] i nieco skalenia barowego

Ba[Al

2

Si

2

O

8

]. W wyższych temperaturach szereg izomorficzny Na[AlSi

3

O

8

] - Ca[Al

2

Si

2

O

8

] jest ciągły. Jego przedstawiciele

zawierający 100-10% cząsteczki Ab mają strukturę taką jak albit wysokotemperaturowy. W niskiej temperaturze szereg ten nie
jest ciągły. Ogólnie przyjęty podział plagioklazów na sześć członów nie jest zgodny z wynikami badań ich struktury. Powstał
w tym okresie gdy uznawano, że plagioklazy stanowią ciągły szereg izomorficzny Na[AlSi3O8] - Ca[Al2Si2O8].

Występowanie plagioklazów strukturalnie nieuporządkowanych możliwe jest w młodych skałach wulkanicznych,

wśród których tworzą prakryształy oraz składniki ciasta skalnego. Plagioklazy wykazują zależność składu chemicznego od
przebiegu dyferencjacji magmy. Im magma jest bogatsza w SiO

2

, tym plagioklaz zasobniejszy jest w człon albitowy.

Plagioklazy przeważnie występują w postaci nieforemnych ziarn w skałach magmowych i metamorficznych oraz w

produktach działalności hydrotermalnej. Są głównymi składnikami niektórych skał magmowych, np. anortozytów lub
labradorytów, a także rozpowszechnionymi składnikami skał metamorficznych, np. gnejsów, łupków krystalicznych.
Odporniejsze na wietrzenie plagioklazy zasobne w cząsteczkę albitową występują w skałach osadowych. W niektórych z nich
krystalizują in situ.

Pertyty, antypertyty występują w granitach, monzonitach i gabrach, a także w granulitach i charnockitach. Jako produkty
metasomatozy znane są także z pegmatytów granitowych, gdzie odpowiadają składem chemicznym plagioklazom
zasobniejszym w Ab.

Albit jest częstym składnikiem pegmatytów i innych utworów hydrotermalnych, także skał metamorficznych zwłaszcza facji
zieleńcowej. Jest jednym z głównych składników spilitów, tj. hydrotermalnie przeobrażonych bazaltów. Kryształy albitu
występują w druzach pegmatytowych granitów strzegomskich i strzelińskich, okolic Jeleniej i w pegmatytach Gór Sowich.

Oligoklaz jest głównym skaleniem przeważającej części gnejsów Gór Sowich. Niekiedy pojawia się w postaci prawidłowo
wykształconych kryształów. Jest składnikiem wielu naszych granitów, np. karkonoskich.

Labrador odznaczają się błękitną migotliwością. Występuje w gabrze w Woliborzu i Bożkowie koło Nowej Rudy na Dolnym
Śląsku.

Anortyt zawierający więcej niż 95% An pojawia się w niektórych odmianach gabr oraz skał wapienno-kontaktowych. Bywa
obecny w anortozytach. Duże kryształy anortytu napotkano w szczelinach przecinających gabro w Woliborzu koło Nowej
Rudy, a jego blaszkowe osobniki w bazaltach w Jałowcu koło Lubania. Kryształy i skupienia szczotkowe były wielokrotnie
opisywane z dolnośląskich masywów granitowych i niektórych skał metamorficznych. Zdobią wiele muzeów
mineralogicznych na całym świecie. Dotyczy to zwłaszcza okazów z druz pegmatytowych masywu granitowego Strzegomia i
okolic.

* Aventuryn, skaleń aventurynowy i kamień słoneczny, to plagioklazy wyróżniające się domieszką łuseczek mik i
hematytu, które po oszlifowaniu nadają im piękną i efektowną złotawomiedzianą błyskotliwość.
Nie należy go utożsamiać z awenturynem kwarcowym wykazującym metaliczną błyskotliwość i twardszym od
skaleniowego.

Skalenie barowe

Słabo w przyrodzie rozpowszechniony skaleń barowy Ba[Al

2

Si

2

O

8

] tworzy kryształy mieszane z K[AlSi

3

O

8

]. Człony

zawierające więcej niż 90% Ba[Al

2

Si

2

O

8

] są określane nazwą celsjan. Czystego celsjanu dotychczas nie napotkano w

przyrodzie. Bardziej rozpowszechnione są hyalofany, tj. kryształy mieszane szeregu Ba[Al

2

Si

2

O

8

]-K[AlSi

3

O

8

], w których

zawartość Cn na ogół nie przekracza 30% mol. Zwykle zawierają domieszkę Ab. Napotkano także plagioklazy zawierające 10-
20% Cn, gdy jego zawartość przeważa nad Ab + An wówczas bywają określane nazwą calciocelsjanu. Kryształy skaleni-Ba są
podobne do osobników sanidynu, adularu czy ortoklazu.
Skalenie barowe znajdowane są w kontaktowo-metamorficznych i polimetamorficznych złożach rud manganu, np. w
Jakobsberg (Szwecja), a także w skałach wulkanicznych oraz w druzach wśród dolomitów

Granit pismowy (granit napisowy, kamień hebrajski) to swoiste zorientowane zrosty kwarcu i skalenia. Nazwa pochodzi od
kształtu przekrojów osobników kwarcu widocznych na płaszczyznach łupliwości większych ziarn skalenia. Występują w
jasnych granitach zasobnych w K

2

O, zwłaszcza w pegmatytach, w których ich osobniki osiągają wielkość kilkudziesięciu

centymetrów. Powstają w wyniku wypierania skalenia przez kwarc. Ukształtowanie ich jest także możliwe jako wynik
eutektycznej krystalizacji magmy. Skaleniem uczestniczącym w budowie tych zrostów najczęściej jest mikropertyt
mikroklinowy. Znany z pegmatytów dolnośląskich.

6

Cechy skaleni

Twardość skaleni mieści się w granicach 6,0-6,5. Na działanie czynników klimatycznych najbardziej odporne są skalenie
alkaliczne, natomiast plagioklazy rozkładają się coraz łatwiej ze wzrostem An. Najpospolitszym produktem wietrzenia skaleni
są minerały ilaste, a zwłaszcza kaolinit (kaolinityzacja). Wśród produktów takiego wietrzenia plagioklazów zasobnych w An
pojawia się też kalcyt. W warunkach klimatu tropikalnego ze skaleni może powstawać gibbsyt (laterytyzacja). Częstym
produktem oddziaływania roztworów hydrotermalnych na skalenie jest serycyt a także inne minerały ilaste, zwłaszcza kaolinit,
może też dojść do powstania wtórnych zeolitów lub analcymu. W wyniku metasomatozy plagioklazów, pod wpływem
oddziaływania roztworów zasobnych w Na

2

O, następuje ich przebudowa w albit (albityzacja). Znana też jest feldspatyzacja, tj.

przebudowa plagioklazów w skaleń-K. W wyniku przebudowy chemicznej skaleni w warunkach metamorfizmu i
metasomatozy mogą z nich powstać epidoty, zoisyt lub klinozoisyt, a w wyniku oddziaływania czynników
pneumatolitycznych - topaz, miki litowe, turmaliny itp.

Zbliźniaczenia:

Dla skaleni znamienna jest
powszechność zrostów
bliźniaczych według rozmaitych
praw (Ryc.5). Niektóre z nich są
pospolite, występowanie innych
jest ograniczone, a pewne z nich
pojawiają się tylko w skaleniach
trójskośnych.

W plagioklazach i innych

skaleniach trójskośnych) często
występują wielokrotne (polisyntetyczne) bliźniaki albitowe lub peryklinowe. Kryształ taki może składać się z dużej ilości
cienkich osobników na przemian układających się w taki sposób, że co drugi z nich ma taką samą orientację optyczną

Występowanie: skalenie stanowią przeszło 50% składników skorupy ziemskiej, a w skałach magmowych przeciętnie

występują w ilości około 60% wag. Duże ich ilości występują w pegmatytach, aplitach i skałach żyłowych. Są ważnymi
składnikami wielu skał metamorficznych. Znaczne ich ilości napotyka się w skałach osadowych, np. arkozy zawierają 20-30%
skaleni.
Skalenie potasowe, a także skały skaleniowo-kwarcowe, są podstawowymi surowcami do produkcji ceramiki szlachetnej
(porcelana, porcelana elektrotechniczna itp.). Niedostatek ich złóż powoduje, że wykorzystywane są również koncentraty
skaleniowe powstające przy flotacji niektórych rud. Obecnie zaznacza się tendencja do wykorzystywania skaleni alkalicznych
zasobnych w Ab. Skalenie są też wykorzystywane przez przemysł szklarski jako substytut sody.

Grupa 3 -

GLINOKRZEMIANY PRZESTRZENNE INNE POZA SKALENIAMI I ZEOLITAMI

Nefelin
Minerał magmowych skał alkalicznych niedosyconych krzemionką, np. fojaitów (syenitów nefelinowych) i innych, w których
często współwystępuje ze skaleniami potasowymi. W Polsce znany jest z dolnośląskich bazaltów, w których część stanowią
nefelinity, tj. skały, w których dominującym jasnym minerałem jest nefelin.

Szereg sodalitu
Minerały szeregu sodalitu są to glinokrzemiany przestrzenne Na i Ca zawierające anion [AlSiO

4

]

-

oraz dodatkowe Cl

-

, [SO

4

]

2-

lub S

2-

. Struktura ich jest złożona z tetraedrów [SiO

4

]

4-

i [A1O

4

]

5-

powiązanych narożami w ten sposób, że w większych

wolnych przestrzeniach mogą mieścić się duże aniony, np. Cl

-

(promień 0,187 nm), [SO

4

]

2-

i S

2-

(0,185 nm), a w mniejszych

Na

+

(0,097 nm) lub Ca

2+

(0,099 nm). W ich strukturach stwierdzono obecność pustych kanalików, podobnie jak w zeolitach

ale o małym prześwicie. Sodalit jest minerałem magmowych skał alkalicznych (np. fojaitów) oraz ich pegmatytów, a także
skał wylewnych (np. fonolitów). Znany jako składnik metasomatycznie zmienionych wapieni i innych skał osadowych.

Nosean związany jest z alkalicznymi skałami wylewnymi, np. z fonolitami, gdzie tworzy prakryształy. Występuje np. w
fonolitach Czech.

Lazuryt tworzy skupienia ziarniste i intensywnie niebieskiej, niemal granatowej barwie, rzadziej z odcieniem fioletowym.
Powstaje na kontaktach skał węglanowych, głównie wapieni, z intruzjami magmowymi. Charakterystyczna jest jego
parageneza z pirytem, którego drobne ziarna są rozsiane wśród skupień lazurytu. Od najdawniejszych czasów jest
eksploatowany w Badaszchan (Afganistan) jako kamień ozdobny i ultramaryna rodzima.

Leucyt - Minerał skał wulkanicznych szybko ochładzanych. W przypadku powolniejszego oziębiania jest zastępowany przez
pseudoleucyt, tj. mieszaninę skalenia potasowego i nefelinu. Znane są lawy leucytowe i leucytyty rozpowszechnione w
okolicach Wezuwiusza (Włochy), Laacher See (Niemcy).

Ryc. 5

7

Grupa 4 - ZEOLITY – (Analcym, Heulandyt, Natrolit, Mesolit, Phillipsyt, Stilbit)

Zeolity to krystaliczne, uwodnione glinokrzemiany metali grup I i II układu okresowego (Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba), których
cechą szczególną jest występowanie drobnych „kanałów”. Rozmiar wspomnianych kanałów waha się w granicach 0,3-1 nm i
zależy od rodzaju struktury zeolitu.

Charakterystyczną właściwością zeolitów jest ujawniająca się w trakcie ogrzewania ich do temperatury 400

°C zdolność

oddawania wody w sposób ciągły bez zmiany kształtu kryształu lub ziarna i przyjmowania jej z powrotem podczas
ochładzania w środowisku wilgotnym (woda zeolitowa). Jest to następstwem obecności pustych kanalików w ich strukturach,
w które mogą wnikać drobiny wody, odpowiedniej wielkości drobiny substancji organicznych itp. Można też wprowadzać w
nie atomy pierwiastków i nadawać im w ten sposób cechy nośników katalizatorów, a także wykorzystywać je jako sita
molekularne do selekcjonowania różnego rodzaju substancji.
Puste kanalikowate przestrzenie istnieją również w innych minerałach, np. znane są u przedstawicieli minerałów grupy
sodalitu, ale mają zbyt mały prześwit.
Zeolitami są również berylokrzemiany i glinofosforokrzemiany o strukturach wykazujących obecność kanalików większych od
2,5 Å (1 Angstrem = 10

-10

m) .

Zeolity powstają w strefie objętej procesami hydrotermalnymi i w strefie hipergenicznej. Na obszarach ich masowego
występowania, np. w Japonii czy Nowej Zelandii, można dostrzec strefowy rozwój zeolityzacji starszych skał zróżnicowany w
zależności od temperatury w jakiej przebiegał ten proces. Niekiedy tworzą paragenezy z epidotem, prehnitem i pumpellyitem.
Zeolity są surowcami mineralnymi wykorzystywanymi w szerokim zakresie nowoczesnych technologii, np. jako środek
odwadniający freon, do oczyszczania wody, nośnik detergentów i katalizatorów, w przemyśle papierniczym, jako sita
molekularne, w gazyfikacji węgla i w przemyśle chemicznym, także przy pozyskiwaniu metali sposobami biochemicznymi, w
gospodarce energią słoneczną i in. W skali przemysłowej jest wytwarzany szeroki asortyment zeolitów syntetycznych
określanych symbolami i nazwami prawnie zastrzeżonymi.

Zastosowanie zeolitów
Sita molekularne ze względu na swoje interesujące właściwości znalazły olbrzymie zastosowanie w różnych
gałęziach przemysłu chemicznego jak również wykorzystywane są w innych dziedzinach takich jak:
mikroelektronika, optyka, medycyna i rolnictwo. Spośród właściwości fizyko-chemicznych sit molekularnych,
które warunkują szeroki zakres zastosowań należy wymienić ich wysoką pojemność adsorpcyjną, zdolność
molekularno-sitową, znaczną selektywność i pojemność jonowymienną oraz odporność na działanie kwasów i
podwyższonej temperatury. Rozwinięta powierzchnia wewnętrzna posiada wiele rodzajów miejsc aktywnych o
różnej mocy w zależności od modyfikacji. Materiały o tak dużych możliwościach modyfikacji powierzchni jak i
właściwości fizyko-chemicznych są bardzo atrakcyjne w katalizie.

Sita molekularne stosowane są głównie jako:

•

Adsorbenty

Właściwości adsorpcyjne sit są szeroko wykorzystywane w przemyśle do dokładnego osuszania i oczyszczania
gazów i cieczy technologicznych w celu polepszenia jakości surowca i produktów finalnych (np. krzemionka,
tlenek glinu, zeolity). Stosuje się je do rozdziału węglowodorów o łańcuchach prostych i rozgałęzionych, a także
do rozdziału gazów.

•

Wymieniacze jonowe

Intensywne stosowanie zeolitów w różnych dziedzinach nauki i w praktyce w dużym stopniu wynika z ich
właściwości jonowymiennych (zawarte w strukturze jony sodu, a niekiedy potasu i wapnia) są zdolne do łatwej
wymiany. Określenie pojemności jonowymiennej i selektywności jest ważnym zadaniem przy rozwiązywaniu
technologicznych problemów wyodrębniania, rozdzielania i zatężania jonów. Dlatego też materiały te mają
zastosowanie jako doskonałe wymieniacze jonowe. Wykorzystywane są jako dodatek do środków piorących jako
czynniki zmiękczające wodę (usuwają z niej kationy Ca2+, Mg2+ odpowiedzialne za twardość wody) i są
nieszkodliwe dla środowiska w przeciwieństwie do stosowanych dotychczas fosforanów. Właśnie w tym celu
wykorzystywana jest największa ilość produkowanych zeolitów (ok. 67%). Zeolity mogą być również stosowane
do oczyszczania ścieków zawierających metale ciężkie jak i do usuwania promieniotwórczych izotopów.

•

Katalizatory

Na całym świecie szeroko stosuje się zeolity jako katalizatory w przemyśle petrochemicznym przy prowadzeniu
reakcji krakingu, hydrokrakingu, izomeryzacji. Zeolity są katalizatorami produkowanymi w największej ilości.
Katalizatory te wykazują bardzo wysoką aktywność, dobrą selektywność, trwałość i zdolność do wielokrotnej
regeneracji. Można je wykorzystać w wielu procesach o potencjalnym znaczeniu praktycznym np. proces MTG

8

(Methanol To Gasoline). Innym zastosowaniem jest również proces alkilowania benzenu do etylobenzenu oraz
reakcja dysproporcjonowania toluenu. Poza stosowanymi procesami petrochemicznymi liczne badania wskazują
na wszechstronne możliwości zastosowania katalizatorów w wielu innych reakcjach.

Inne zastosowania sit molekularnych:

przemysł gumowy: stabilizator aktywności wulkanizacji i wypełniacze

wzbogacanie powietrza w tlen w samolotach

uzdatnianie wody

efektywne wykorzystanie energii słonecznej w instalacjach chłodniczych i grzewczych, a w szczególności do

ogrzewania lub klimatyzacji powietrza w zamkniętych pomieszczeniach

dodatki do pasz

dodatki do nawozów jako czynniki o dobrych zdolnościach jonowymiennych, zatrzymujacych i odpornych na

działanie kwasów, pozwalających na dłuższe zatrzymanie wody i składników mineralnych w glebie

deodoryzacja

ochrona środowiska (pochłanianie tetraetyloołowiu)

Analcym

Kryształy analcymu mają postać 24-ścianów deltoidowych lub ich kombinacji z sześcianem. W skałach magmowych
występuje zwykle w postaci nieforemnych ziarn wypełniających wolne przestrzenie między innymi minerałami.
Barwa - bezbarwny, białawy, różowawy lub zielonkawy. Połysk tłustawy. Łupliwość niewyraźna. Zbliźniaczenia lamelkowe.
Występowanie: minerał utworów hydrotermalnych niskich temperatur oraz skał utworzonych w późnym stadium krystalizacji
magmy zasobnej w H2O. Jest głównym składnikiem cieszynitów i skał pokrewnych. Powstaje w nich również jako minerał
wtórny w wyniku przeobrażenia skaleni (analcymizacja).
Często występuje w skałach magmowych niedosyconych krzemionką. Niekiedy niemal samodzielnie tworzy skały
(analcymity). Jego kryształy i szczotki krystaliczne występują w próżniach law bazaltowych i pokrewnych, gdzie towarzyszy
zeolitom, prehnitowi, kalcytowi.

Heulandyt (!)

Kryształy spłaszczone według, często okazują pokrój rombowy. Barwa – czerwonawy, różowawy, bezbarwny, biały, żółtawy
lub w innych odcieniach. Połysk perłowy, szklisty. Łupliwość dobra. Skupienia zbite. Występuje w pustkach w bazaltach i
andezytach, najczęściej w towarzystwie innych zeolitów. Produkt hydrotermalnego przeobrażenia szkliwa magmowego.
Autigeniczny heulandyt znaleziono również w piaskowcach mioceńskich Kalifornii. Znany z druz w skarnach, gdzie
współwystępuje wraz z granatami, a także z gnejsów mikowych. W Polsce znany z pustek w bazaltach dolnośląskich.

Natrolit

Tworzy kryształy i skupienia słupkowe, igiełkowe lub włókniste. Od ich charakterystycznego wyglądu wyprowadzono nazwę
zeolity włókniste. Poprzeczne przekroje zbliżone do kwadratów. Barwa - bezbarwny, szarawy, żółtawy. Połysk szklisty,
jedwabisty. Doskonała łupliwość. W Polsce natrolit występuje w bazaltach Śląska Opolskiego (Góra Św. Anny, Walidrogi) i
Dolnego Śląska (Strzegom, Złotoryja i in.).

Mesolit

Kryształy o pokroju pręcikowym lub włóknistym wydłużone według osi Y. Skupienia pręcikowe i włókniste niekiedy
zawierające inne zeolity włókniste. Barwa - bezbarwny, biały, szary, żółtawy. łupliwość dokładna. Często występuje w
pustkach w bazaltach.

Phillipsyt

Kryształy wydłużone według osi Z. Skupienia sferolitowe i włókniste. Charakterystyczne krzyżowe bliźniaki. Nieodporny na
działanie kwasów (!). Występuje w pustych przestrzeniach bazaltów i innych skał wylewnych, zwykle w paragenezie z innymi
zeolitami. Produkt działalności hydrotermalnej. Składnik iłów czerwonych oraz innych głębokomorskich osadów oceanów.
Prawdopodobnie jako produkt podmorskiego przeobrażenia szkliwa magmowego. Występuje w bazaltach
na Śląsku Opolskim (Góra Św. Anny i in.) i na Dolnym Śląsku.

Stilbit

Kryształy blaszkowe spłaszczone. Skupienia snopkowe i sferolitowe, a także blaszkowe. Barwa – biały, żółtawy, bezbarwny.
połysk szklisty, perłowy, jedwabisty. Łupliwość dokładna i niewyraźna. Zbliźniaczenia pospolite.

Na podstawie "mineralogia szczegółowa" A.Bolewski, A.Manecki, wyd. PAE 1993