Tomasz Bartuś

Minerały główne skał magmowych: skalenie potasowe

Tomasz Bartuś

Skalenie potasowe (in. alkaliczne) są najważniejszymi glinokrzemianami skałotwórczymi zawierającymi potas (K) i sód (Na). Są składnikami wielu jasnych, bogatych w krzemionkę ale także niektórych zasadowych skał magmowych oraz skał metamorficznych. Występują także w niektórych skałach osadowych jako składniki detrytyczne. W ten sposób pełnią istotną rolę w budowie części „granitowej” skorupy kontynentalnej.

Budowa skaleni alkalicznych

Pod względem chemicznym skalenie alkaliczne budowane są przez sieć tetraedrów (czworościanów) (Si,Al)O₄ połączonych ze sobą we wszystkich kierunkach (Fig. 1). Ich strukturę można opisać jako serię pierścieni czterech tetraedrów, z których dwa przeciwległe są skierowane w górę, a dwa pozostałe w dół. Pierścienie ułożone jeden na drugim tworzą większe struktury o typie łańcuchów. Pierścienie tetraedrów są zniekształcone i odchylają się od poziomu, co tworzy przestrzenie, które mogą pomieścić kationy pierwiastków alkalicznych o dużym promieniu (K⁺, Na⁺ i rzadko Ca²⁺). Inne pierwiastki, które w niewielkich ilościach mogą się pojawić to Fe²⁺, Fe³⁺, Ba, Ti, Mg, Sr i Mn.

Do skaleni alkalicznych zaliczamy wszystkie formy mineralne obejmujące szereg izomorficzny od skalenia potasowego ortoklazu po skaleń sodowy - albit (Fig. 2).

Rodzaj krystalizujących skaleni alkalicznych jest związany z temperaturą stopu magmowego. W wysokiej temperaturze, kiedy przestrzenie pomiędzy tetraedrami są duże - Al może łatwo losowo zastępować Si we wszystkich tetraedrach (T₁o, T₂o, T₂m i T₁m). Krystalizujące wtedy skalenie mają układ jednoskośny i nazywają się sanidynem (Fig. 3). W niskiej temperaturze (T < 500°C) Al charakteryzujący się większym promieniem jonowym niż Si preferuje określone miejsce (T₁o), co prowadzi do powstania trójskośnych mikroklinów. Struktura mikroklinu jest bardziej uporządkowana w stosunku do sanidynu. Zjawisko występowania różnych form krystalograficznych zwane jest polimorfizmem typu porządek–nieporządek. Przejście od wysokotemperaturowego sanidynu do niskotemperaturowego mikroklinu zachodzi w stałym stanie skupienia podczas powolnego chłodzenia skał magmowych, co umożliwia dyfuzję Al i reorganizację sieci krystalicznej.

W skałach wulkanicznnych, które stygną stosunkowo szybko tworzą się sanidyny. Mikrokliny, których powstanie wymaga powolnego stygnięcia magmy są typowe dla skał plutonicznych (Tab. 1). W skałach plutonicznych, które ochładzały się powoli, ale szybko osiągały T < 500°C, uporządkowanie pozostaje niekompletne (z Al skoncentrowanym w miejscach T₁o i T₁m). Tworzy się wtedy pseudo-jednoskośny skaleń potasowy - ortoklaz. Adular to kolejny częściowo uporządkowany skaleń jednoskośny (podobnie jak ortoklaz), który tworzy się tylko w żyłach hydrotermalnych. W przeciwieństwie do ortoklazów, uporządkowanie adularu zachodzi w niskiej temperaturze podczas wzrostu kryształów, co skutkuje odmienną morfologią i właściwościami optycznymi.

Jak już wspomniano, skalenie alkaliczne stanowią roztwór stały pomiędzy ortoklazem (Or) i albitem (Ab). Albit jest także skrajnym sodowym elementem szeregu izomorficznego plagioklazów (Fig. 2). Anortyt (Ca[Al2Si2O8]; An) występuje w strukturze skaleni alkalicznych w niewielkich ilościach, zwykle stanowiąc mniej niż 5% roztworu stałego i występuje głównie w odmianach bogatych w Na.

CECHY MAKROSKOPOWE:

• Postać kryształów: ortoklaz krystalizuje w układzie jednoskośnym.
• Pokrój kryształów: grubotabliczkowy.
• Barwa: od białej, szarej, żółtawej, poprzez różową , aż po ceglastoczerwoną.
• Połysk: szklisty.
• Rysa: biała.
• Twardość: 6,0 - wzorcowa w skali Mohsa.
• Łupliwość: doskonała w jednej płaszczyźnie, bardzo dobra w drugiej i niewyraźna w trzeciej.
• Gęstość: 2,53-2,56 g/cm³.

WYSTĘPOWANIE

Ortoklaz występuje w skałach magmowych takich jak granitoidy, syenitoidy, ryolity, trachity, fojaity, fonolity, oraz w skałach metamorficznych (gnejsy) i osadowych (arkozy i szarogłazy). Ortoklaz jest głównym źródłem potasu glebowego. Skalenie potasowe są cennym surowcem stosowanym w przemyśle nawozów sztucznych i w ceramice.

Bibliografia