Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Turmalín, minerál mnoha podob

Publikováno: Vesmír 92, 284, 2013/5

Turmalín je minerál zastoupený minoritně v řadě hornin různého chemického složení a vzniku. Vyskytuje se ve vyvřelých horninách (převážně žula), v horninách přeměněných (svory, ruly) a také v horninách usazených. Často bývá přítomen i v rudních ložiscích, jako jsou např. hydrotermální žíly nebo vulkano-sedimentární ložiska.

Základem krystalové struktury turmalínu jsou tetraedry SiO4 – křemičitany. Ty jsou uspořádány do šestičetných cyklů. Krystalová struktura turmalínu je acentrická, a to vede k polárnímu vývoji krystalů a také k charakteristickým pyroelektrickým i piezoelektrickým vlastnostem turmalínu. Ty jsou zatím využívány jen v malé míře a turmalín slouží např. jako senzor k měření některých fyzikálních vlastností nebo zvyšuje katalytický účinek TiO2. Typickým znakem turmalínů je také zonální stavba krystalů. To znamená, že v rámci jednoho krystalu kolísá chemické složení, které se potom odráží také ve zbarvení. Zonální krystaly bývají velmi atraktivní a různé typy zonálnosti nám pak indikují změnu podmínek krystalizace, např. změny v chemickém složení mateřského media, změny teploty nebo tlaku, ale také rychlost reakce vedoucí ke vzniku turmalínu.

Turmalín je hlavním nositelem bóru v zemské kůře. Bór je velmi těkavý a pohyblivý prvek, který umožňuje mobilitu i jiných prvků včetně řady ekonomicky důležitých, např. cínu. Proto jsou dnes jakákoliv analytická data o turmalínu velmi žádaná. Turmalín je důležitý minerál také při průzkumu rudních ložisek. Na širší využití v moderních technologiích ale turmalín ještě čeká.

Turmalín vzniká v přírodě za velkého rozpětí teplot a tlaků, jak v hloubce svrchního pláště (asi 70–80 km), tak v hloubce jen několika kilometrů. Jeho vznik v povrchových podmínkách za normální teploty a tlaku je velmi málo pravděpodobný. Turmalín se také daří poměrně lehce syntetizovat v laboratořích za vyšších teplot a tlaků, ale vždy jen v mikroskopických krystalech. Turmalín vzniká za velké variability podmínek prostředí, a to ukazuje na velmi široké pole jeho stability. Turmalín tak ve skutečnosti představuje skupinu minerálů s poněkud komplikovaným obecným chemickým vzorcem XY3Z6T6O18(BO3)3V3W, viz heslo turmalín ve wikipedii. Turmalíny jsou velmi odolné vůči vnějším mechanickým i chemickým vlivům. Proto je turmalín ideálním indikátorem geochemických pochodů.

Tím, že turmalín vzniká za velmi variabilních podmínek a jeho chemické složení je také velmi variabilní, liší se i vzhled jeho krystalů a agregátů (obr. 1). Rovněž velikost turmalínových krystalů extrémně kolísá od několika metrů, známých především z žulových pegmatitů, do několika mikronů.

Turmalín může obsahovat jak prvky typické pro horniny zemského pláště (např. hořčík), tak typické litofilní prvky (např. lithium), přítomné hlavně ve vysoce frakcionovaných žulových horninách. Hořčík a lithium se ale jen zcela výjimečně vyskytují ve vyšších koncentracích v jedné hornině nebo dokonce v jednom minerálu. Jedním z mála minerálů, který může obsahovat v podstatném množství oba prvky, je právě turmalín. Toto velmi neobvyklé chemické složení bylo vůbec poprvé zjištěno v turmalínu (složení elbait-dravit-uvit) dnes již uzavřeného grafitového dolu Václav v Bližné u Černé v Pošumaví. Zde došlo k poměrně vzácnému procesu, kdy byla vysoce frakcionovaná pegmatitová (žulová) tavenina obohacená lithiem a dalšími litofilními prvky silně kontaminována magnéziem z okolních hornin.

Turmalín je na území České republiky poměrně velmi rozšířený minerál. Černá zrna, stébelnaté agregáty nebo i dokonale vyvinuté krystaly turmalínu (většinou skoryl, méně často dravit) se vyskytují na Českomoravské vrchovině, v jižních Čechách nebo v Krušných horách. V některých lokalitách se můžeme setkat i s barevnými turmalíny (elbait). Růžový, zelený, modrý i bezbarvý turmalín se nachází např. v Rožné u Bystřice nad Pernštejnem. Někdy se dokonce objevuje v dokonale vyvinutých krystalech. Díky svým vlastnostem a častému výskytu je turmalín mnohdy objektem vědeckého studia. Tři z turmalínů (oxy-skoryl, rossmanit a darrellhenryit) byly dokonce poprvé popsány jako nové druhy pro mineralogický systém právě u nás. Turmalín povondrait byl popsán v Bolívii, ale jeho název je odvozen od jména P. Povondry, excelentního chemika, mineraloga a experta na minerály ze skupiny turmalínu z Univerzity Karlovy.

S tímto minerálem se můžeme setkat i v historii naší země. Ve Svatováclavské koruně je zasazen velký brus sytě červeného turmalínu – elbaitu o velikosti 39,5 × 36,5 × 14 mm (Vesmír 79, 18, 2000/1). Tento brus určitě nepochází z Evropy, protože turmalíny podobné kvality zde nebyly dosud nalezeny. Jeho zdroj je nutné hledat někde v Asii, např. na Šrí Lance, v širší oblasti Himálaje nebo v Barmě. Pokud by se podařilo např. studiem stopových prvků nebo spektroskopicky zjistit původ tohoto drahého kamene, významně by to přispělo k objasnění některých historických souvislostí, např. kam až sahal tehdejší mezikontinentální obchod.

Turmalín je dnes využíván geology hlavně jako indikátor geochemického vývoje mateřské horniny. Pro značnou odolnost vůči chemickým a mechanickým vlivům jistě najde širší využití i v moderních technologiích. Už dnes se můžeme těšit z atraktivních krystalů turmalínu a šperků s turmalínovými brusy.

SLOVNÍČEK

chromofor – chemický prvek, který způsobuje zbarvení minerálu.

karát – váhová jednotka používaná pro stanovení váhy vybroušených kamenů, 1 karát = 0,2 g.

krystalová struktura – pravidelně se opakující uspořádání atomů a iontů v krystalu.

litofilní prvky – prvky, které se koncentrují v horninách zemské kůry a naopak chybí nebo jsou přítomny jen v nízkých koncentracích např. v meteoritech nebo horninách zemského pláště; zahrnují např. Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mn, B, La, Ce, Nb, Ta, Sn, U.

žulový pegmatit – žilná vyvřelá hornina, která se svým mineralogickým a chemickým složením blíží žule. Od ní se liší zonální stavbou, velikostí krystalů, které někdy dosahují délky několika m, a přítomností minerálů obsahujících litofilní prvky, především Li, Be, B, Rb, Cs, Nb, Ta, Sn.

Soubory

článek ve formátu pdf: 201305_284-285.pdf (465 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky