Skupina kaolinitu – serpentinu

Skupina významných dvojvrstevných fylosilikátů s hlavními členy:

Struktura minerálů skupiny kaolinitu–serpentinu je tvořena paralelně uloženými dvojvrstevnými komplexy, svázanými vodíkovými můstky O...HO. Na povrchu dvojvrstev neexistují nenasycené valence, takže iontová výměna je možná jen v omezené míře na přerušených nenasycených vazbách na okrajích dvojvrstev. Molekuly vody nemohou pronikat mezi dvojvrstvy, proto minerály této skupiny neexpandují (nebobtnají). Při zahřívání kaolinitu dochází v intervalu cca 400–750 °C k dehydrataci a při 940–1000 °C k destrukci struktury a krystalizaci mullitu (přibližně Al6Si2O13, rombický) a korundu.

Do skupiny kaolinitu patří polytypy Al₂Si₂O₅(OH)₄ – kaolinit (1Tc), dickit (2M₁) a nakrit (2M₂), z nichž kaolinit je zdaleka nejčastější. Různý způsob uspořádání dvojvrstev na sobě vede ke vzniku dokonale uspořádaného kaolinitu-T a neuspořádaného kaolinitu-pM (pseudomonoklinický, tzv. fireclay), mezi nimiž existuje plynulá řada přechodů. Dále existuje plynulá řada přechodů mezi dokonale krystalickým kaolinitem a amorfní fází obdobného složení (alofánem). Stupeň uspořádání vrstev i stupeň krystalinity mají výrazný vliv na některé technologické vlastnosti kaolinitu lze zjistit metodami rtg difrakce. Dioktaedrický člen řady, serpentin Mg₃Si₂O₅(OH)₄, vytváří řadu polytypů a tři formy s různým typem mřížky: antigorit s planární mřížkou, lizardit se zvlněnou mřížkou a chryzotil s válcovitou mřížkou.

Morfologie

Kaolinit, dickit a nakrit tvoří jen zřídka makroskopicky patrné krystaly. Nejčastěji se vyskytují ve formě bílých nebo světle zbarvených velmi měkkých (T = 1) zemitých agregátů, složených z mikroskopických až submikroskopických tabulkovitých krystalů s hexagonálním obrysem. Poměrně často tvoří pseudomorfózy po jiných minerálech, hlavně po živcích. Velmi časté jsou směsi s jinými minerály (viz níže kaolin). Po ovlhčení agregáty rychle pohlcují vodu a stávají se plastickými. Hustota čistého kaolinitu za sucha 2,6 g.cm^–3.

Serpentin se vyskytuje nejčastěji jako horninotvorný minerál v podobě celistvých (antigorit, lizardit) nebo vláknitých (chryzotil) agregátů. T = 3–4, hustota 2,5–2,6 g.cm^–3. Antigorit a lizardit vytvářejí nejčastěji celistvé neprůhledné až průsvitné agregáty černé, zelené, žlutozelené, šedé až bílé barvy, často skvrnitě nebo šachovnicově zbarvené, s lasturnatým lomem a mdlým až mastným leskem. Chryzotil tvoří vláknité agregáty v trhlinách hadců, vlákna jsou téměř vždy orientována kolmo na stěny trhliny. Agregáty jsou nejčastěji zelené, žlutozelené, šedé či bílé, hedvábně lesklé. Vlákna jsou ohebná a mohou být až desítky cm dlouhá.

Vznik a výskyt

Kaolinit je důležitým minerálem sedimentárních hornin a půd. Vzniká (1) zvětráváním alumosilikátů (zejména živců) v kyselém prostředí, (2) rozkladem alumosilikátů působením hydrotermálních roztoků. Při kaolinitizaci dochází k relativnímu nabohacování Al, snižování obsahu Si a úplné ztrátě Ca, K, Na, Fe, Mg. Kaolinitizací bývají postiženy zejména kyselé horniny (žuly, ryolity, syenity, trachyty, ruly, arkózy) v podmínkách teplého a vlhkého klimatu. Nezpevněná hornina obsahující kaolinit, křemen a další minerály, případně i organické látky, se nazývá kaolin. Ložiska kaolinu vznikají oběma výše naznačenými způsoby, případně může dojít k rozrušení, přemístění a usazení materiálu a vzniku kaolinových jílů, písků, hlin a jílovců. V ČR se nacházejí významná ložiska kaolinu vynikající kvality zejména na Karlovarsku další ložiska jsou na Plzeňsku a na jižní Moravě. Vysoký obsah kaolinitu mají rovněž některé laterity, které vznikají rozkladem hornin v podmínkách tropického až subtropického klimatu se střídáním suchých a vlhkých období. Lateritizace vede k odnosu Si, Na, K, Ca, Mg a k nabohacení Al, Fe, Mn a Ti. Obsah Al a Fe hydroxidů může dosáhnout až ložiskové úrovně. Kaolinit vzniká i rozkladem vulkanických skel a tufů. V magmatických horninách se kaolinit primárně nevyskytuje, může však být přítomen jako produkt zvětrávání. Kaolinit přechází na jemnozrnný muskovit (sericit) nebo chlorit již v podmínkách slabé metamorfózy. Dickit a nakrit vznikají hydrotermální alterací horninových alumosilikátů za vyšších teplot naž kaolinit.

Serpentin je horninotvorným minerálem serpentinitů (hadců), kde vzniká hydrotermálním rozkladem olivínu, méně často jiných silikátů Mg a Fe, při teplotě pod 500 °C. Při serpentinizaci ultrabazických hornin je původní olivín zatlačován od okrajů zrn a po prasklinách, nakonec může dojít až k úplné přeměně. Železo uvolněné z fayalitové složky olivínu se koncentruje v rudních minerálech, nejčastěji v magnetitu. Roztoky, které serpentinizaci způsobují, mohou pocházet z horniny samé (autometamorfóza), nebo z vnějšího zdroje.

Význam

Kaolinit má v průmyslových aplikacích velmi rozsáhlé použití v závislosti na čistotě suroviny (zejména obsah Fe a Ti), na její upravitelnosti, plastičnosti, žáruvzdornosti, bělosti a jiných fyzikálních vlastnostech. Před použitím je obvykle nutno surovinu upravit plavením (odstraní se nejílové minerály), případně dalšími procesy. Největší uplatnění má při výrobě porcelánu, šamotu, obkládaček, hrčířského zboží, cihel a střešních tašek, při výrobě cementu, jako plnivo do papíru, plastů, pryží, barev, lepidel, tmelů, izolací, ve farmacii a kosmetice, chemickém průmyslu atd. atd.

Vláknitá forma serpentinu, chryzotil, se uplatňuje jako tzv. hadcový (chryzotilový, serpentinový) azbest. Má vynikající termoizolační a elektroizolační vlastnosti, je žáruvzdorný a chemicky odolný. Na rozdíl od většiny amfibolových azbestů jej lze dobře spřádat, proto se používá pro výrobu žáruvdorných a izolačních tkanin. Dále slouží jako plnivo pryží, ohnivzdorných barev, termoizolačních zástěn, kyselinovzdorných trubek, nádob a filtrů, k výrobě elektroizolátorů, střešních krytin (eternit), brzdových destiček, filtrů ve farmacii, chemii, potravinářství atd.. V současné době poptávka po chryzotilových azbestech poklesla, protože se zjistilo, že vdechování drobných jehliček chryzotilu způsobuje neléčitelnou fibrózu plic; existuje i podezření na karcinogenní účinky.

zpět na třídy » »