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.

Struktura skaleni alkalicznych
Fig. 1. Struktura skaleni alkalicznych, na podstawie Deer et al. (1992)

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

Trójkąt klasyfikacyjny skaleni
Fig. 2. Trójkąt klasyfikacyjny skaleni; skalenie potasowe tworzą szereg izomorficzny skaleni Na-K; na podstawie Greenwood & Earnshaw (1998)

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.

Polimorfizm typu porządek–nieporządek skaleni alkalicznych
Fig. 3. Polimorfizm typu porządek–nieporządek skaleni alkalicznych (Geology is the Way. 2023)

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.

Tab. 1. Warunki powstawania skaleni alkalicznych
Rodzaj skał Warunki Skaleń alkaliczny
wulkaniczne szybkie stygnięcie sanidyn
plutoniczne powolne stygnięcie mikroklin
plutoniczne powolne stygnięcie ale szybko osiągnięta T<500°C ortoklaz
żyłowe niskie temperatury adular

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.

MIKROKLIN
K[AlSi3O8]

CECHY MAKROSKOPOWE:

  • Postać występowania: mikroklin krystalizuje w układzie trójskośnym.
  • Pokrój kryształów: nie tworzy jednorodnych kryształów.
  • Barwa: od białej, szarej, żółtawej, poprzez różową, aż po ceglastoczerwoną.
  • Połysk: szklisty do perłowego.
  • Rysa: biała.
  • Twardość: 6,0.
  • Łupliwość: bardzo dobra.
  • Gęstość: 2,53-2,56 g/cm3.

WYSTĘPOWANIE

Mikroklin występuje w skałach magmowych takich jak: granitoidy, syenitoidy, ryolity, trachity, fojality, fonolity, oraz w skałach metamorficznych (gnejsy) i osadowych (arkozy i szarogłazy).

ORTOKLAZ
K[AlSi3O8]
Kryształ ortoklazu
Fig. 2. Ortoklaz, widoczna łupliwości doskonała i bardzo dobra

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.

Ortoklaz - łupliwość
Fig. 3. Ortoklaz w odmianie białej, widoczna łupliwość w trzech płaszczyznach: doskonała, bardzo dobra i wyraźna

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

Greenwood N.N., Earnshaw A., 1998. Chemistry of Elements. Wyd. 2. Butterworth-Heinemann, Oxford.
Geology is the Way., 2023. Feldspar. Monoclinic, triclinic.
Geostrada Sudecka. Przewodnik geologiczny. Tom 1 Geostrada Sudecka. Przewodnik geologiczny. Tom 2 Geostrada Sudecka. Przewodnik geologiczny. Tom 3
 
 

Materiały wstępne

 
 
 
 
 
 
Tabela geochronologiczna (upr.) b/w
 
dokument pdf
Tabela geochronologiczna (upr.) basic colours
 
dokument pdf
Tabela geochronologiczna (upr.) full colours
 
dokument pdf
Tabela geochronologiczna
 
 
 

Skały magmowe

 
 
Klasyfikacja skał magmowych
 
dokument pdf
Skały magmowe (prezentacja)
 
Główne minerały:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Krzemiany_wyspowe (oliwiny, granaty, topaz)
 
 
 
 
 
 
 
 
Skały plutoniczne:
 
 
 
 
Granitoidy (granit, granodioryt, tonalit)
 
 
 
 
 
 
 
 
Skały wulkaniczne:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Skały żyłowe:
 
 
 
 
Aplity, lamprofiry
 
 
 
 
..

Skały osadowe

 
 
Główne minerały:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Minerały skał osadowych
 
 
 
 
 
Skały okruchowe
 
 
 
 
 
 
 
Struktury sedymentacyjne skał okruchowych - prezentacja
 
Skały węglanowe
 
Wapienie (wstęp)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Skały krzemionkowe
 
Martwice krzemionkowe i gejzeryty
 
 
Rogowce (radiolaryty, gezy, spongiolity)
 
 
Opoki
 
 
 
 
 
 
Ewaporaty
 
 
 
 
Skały alitowe, fosforanowe
 
 
 

Skały metamorficzne

 
 
Główne minerały:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
epidot
 
 
Wstęp do metamorfizmu, minerały, struktury i tekstury - materiały do ćwiczeń
 
dokument pdf
Wstęp do metamorfizmu, minerały, struktury i tekstury - prezentacja
 
 
dokument pdf
Produkty metamorfizmu regionalnego
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Produkty ultrametamorfizmu
 
 
 
 
Produkty metamorfizmu termicznego
 
 
Skarny
 
 
Hornfelsy
 
 
 
 
Produkty dynamometamorfizmu
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Produkty metamorfizmu impaktytowego
 
 
 
 
 
 
Materiały do ćwiczeń cz. II
 
dokument pdf
Prezentacja Metamorfizm II
 
dokument pdf

Wyniki kolokwium

 
 
kolokwium ze skał OSADOWYCH (22.01.2018)
 
Wszystkie