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