Zeolity

Zeolity są dużą i niezwykle istotną grupą uwodnionych glinokrzemianów szkieletowych, odgrywającą ważną rolę w mineralogii oraz w nowoczesnych technologiach przemysłowych. Powstają głównie jako minerały wtórne w wyniku niskotemperaturowych procesów hydrotermalnych, krystalizując w pęcherzach i szczelinach zasadowych skał wulkanicznych (bazaltoidów), a także w efekcie przeobrażenia tufów oraz popiołów wulkanicznych w środowiskach osadowych. Pod względem budowy i składu chemicznego przypominają one skalenie oraz skaleniowce, jednak wyróżniają się specyficzną, otwartą strukturą z obecnością wolnych kanałów strukturalnych. W kanałach tych znajdują się drobiny wody (tzw. woda zeolitowa) oraz kationy jedno- i dwuwartościowe. Wyjątkowe właściwości fizykochemiczne tych minerałów wynikają z możliwości odwracalnej utraty wody oraz wymiany kationów bez zniszczenia struktury krystalicznej. Zostały wydzielone w 1756 roku przez szwedzkiego mineraloga Axela Frederika Cronstedta, który zauważył, że podczas ogrzewania zawarta w nich woda gwałtownie uwalnia się i "wrze" na powierzchni. Nazwa grupy pochodzi od greckich słów dzeo (wrzeć) oraz lithos (kamień). Spośród około 50 znanych minerałów tej grupy, jedynie około 15 występuje pospolicie w przyrodzie. W zależności od wykształcenia elementów strukturalnych i morfologii, zeolity dzieli się na kilka podstawowych grup morfologicznych i szeregów: włókniste (reprezentowane m.in. przez natrolit), płytkowe (których głównym przedstawicielem jest heulandyt) oraz kostkowe. Zalicza się do nich również analcym – minerał wykazujący silne podobieństwo do skaleniowców.

Natrolit (Na₂[Al₂Si₃O₁₀]·2H₂O) jest jednym z najpospolitszych przedstawicieli zeolitów włóknistych i daje nazwę całemu szeregowi izomorficznemu (szereg natrolitu), do którego należą również m.in. skolecyt oraz thomsonit. W swojej strukturze krystalicznej posiada charakterystyczne puste kanalikowate przestrzenie o prześwicie kilku angstremów (Å), w których umieszczone są cząsteczki wody zeolitowej oraz kationy sodu (Na).

Występowanie i zastosowanie

Natrolit oraz inne zeolity włókniste powstają najczęściej w procesach hydrotermalnych niskich temperatur. Występują powszechnie w pęcherzach pogazowych, pustkach i szczelinach zasadowych skał magmowych (głównie w bazaltach, melafirach i pegmatytach), a także w geodach i pustkach łupków krystalicznych.

Oprócz znaczenia naukowego i kolekcjonerskiego, zeolity ze względu na obecność pustek kanalikowych odgrywają kluczową rolę w przemyśle jako doskonałe sita molekularne. Stosowane są do osuszania rozpuszczalników, oczyszczania gazów oraz ścieków z metali ciężkich (ołów, cynk, miedź, rtęć) i izotopów promieniotwórczych (stront, cez). Używa się ich także do zmiękczania wody wodociągowej, w zmywarkach do naczyń, filtrach akwariowych (neutralizacja amoniaku i fosforanów), koncentratorach tlenu oraz jako składnik proszków do prania i nawozów mineralnych.

Heulandyt ((Ca,Na)_2-3Al₃(Al,Si)₂Si₁₃O₃₆·12H₂O) jest reprezentatywnym przedstawicielem grupy zeolitów płytkowych, do której należą również m.in. klinoptilolit oraz stilbit (desmin).

WYSTĘPOWANIE

Heulandyt i klinoptilolit są powszechnymi zeolitami występującymi w migdałowcach i pustkach zasadowych skał wulkanicznych, w tufach wulkanicznych poddanych przeobrażeniom hydrotermalnym oraz w żyłach kruszcowych. Klinoptilolit tworzy niekiedy rozległe złoża skał tufowych (tufy zeolitowe), stanowiąc cenny surowiec dla petrochemii, rolnictwa (dodatek do pasz i nawozów) oraz przemysłu budowlanego do produkcji lekkich kruszyw i cementu.

Analcym (Na[AlSi₂O₆]·H₂O) jest specyficznym minerałem zaliczanym do zeolitów, wykazującym jednocześnie bardzo silne podobieństwo strukturalne i chemiczne do skaleniowców (szczególnie do leucytu). Jako jedyny z pospolitych zeolitów krystalizuje w układzie regularnym, tworząc bardzo charakterystyczne, izometryczne postacie kryształów.

WYSTĘPOWANIE

Analcym występuje zarówno jako minerał pierwotny krystalizujący z magm ubogich w krzemionkę a bogatych w sód (w syenitach analcymowych, bazaltach analcymowych), jak i jako minerał wtórny w pęcherzach i pęknięciach skał wulkanicznych oraz w pegmatytach.