Pirokseny — co to są? Budowa, skład i występowanie

Pirokseny — budowa, skład i występowanie: poznaj strukturę, skład chemiczny i role tych kluczowych minerałów w skałach magmowych i metamorficznych.

Pirokseny są grupą ważnych skałotwórczych minerałów inokrzemianowych występujących w wielu skałach iglastych i metamorficznych. Mają one wspólną strukturę składającą się z pojedynczych łańcuchów kryształów krzemionki o ogólnym wzorze XY(Si,Al)_2O6, gdzie X i Y reprezentują jony metali. Chociaż aluminium zastępuje w dużym stopniu krzem w krzemianach takich jak skalenie i amfibole, zastępstwo to występuje tylko w ograniczonym zakresie w większości piroksenów.

Piroksenit to skała iglasta składająca się z minerałów z grupy piroksenów.

Budowa i skład chemiczny

Pirokseny to inosilicaty z łańcuchową strukturą tetraedrów [SiO4], połączonych w pojedyncze łańcuchy. Ogólny wzór można zapisać jako XY(Si,Al)₂O₆, gdzie:

• X – większe kationy w ośmiokątnych lub wyższejkoordinacyjnych miejscach (zwykle Ca, Na, rzadziej większe Fe2+ lub Mg),
• Y – mniejsze kationy w sześciokątnych miejscach (głównie Mg, Fe2+, Al, Cr).

Podstawowe odmiany tworzą serie roztworów, np. enstatyt–ferrosilit (Mg–Fe) i diopsyd–hedenbergit (Ca–Mg/Fe). Zastępowanie Al w tetraedrach występuje, ale jest ograniczone; w praktyce aluminium może wnikać do struktury wiążąc się z kationami monowalentnymi (Na) lub trójwartościowymi, co prowadzi do powstania np. jadeitu (NaAlSi₂O₆).

Podgrupy i przykładowe minerały

• Pirokseny ortorombiczne (ortopirokseny) – np. enstatyt (MgSiO₃), ferrosilit (FeSiO₃), często występują w peridotytach i gabrach.
• Pirokseny einkliniczne (klinopirokseny) – np. diopsyd (CaMgSi₂O₆), hedenbergit (CaFeSi₂O₆), augit (złożony minerał z dużą zmiennością składu), pigeonyt, jadeit (NaAlSi₂O₆), omfacyt (omphacite) w skałach wysokiego ciśnienia.
• Niektóre pirokseny zawierają także Cr, Ti lub Mn i tworzą odmiany pomocnicze.

Właściwości fizyczne i identyfikacja

• Barwa: od bezbarwnej przez zieloną, brązową do czarnej (zależnie od zawartości Fe i innych pierwiastków).
• Łupliwość: dwie dobrze wykształcone płaszczyzny łupliwości pod kątem bliskim 87–93° — cecha charakterystyczna rozróżniająca pirokseny od amfiboli (kąty około 120°/60°).
• Twardość: zwykle 5–7 w skali Mohsa.
• Gęstość: typowo 3,2–3,9 g/cm³, wzrasta ze wzrostem zawartości żelaza.
• Właściwości optyczne: pirokseny są często wykorzystywane w badaniach mikroskopowych (cień polarizacyjny, dwójłomność, pleochroizm).
• Często obserwuje się zoning chemiczny i ekszolucję (lamelki) świadczące o zmianach temperatury i składzie podczas krystalizacji.

Występowanie i znaczenie geologiczne

Pirokseny są powszechne w skałach magmowych i metamorficznych oraz w skałach pochodzenia głębinowego i płaszczyznowego:

• Skały magmowe: pirokseny dominują w skałach magmowych maficznych i ultramaficznych, takich jak bazalty, gabra i perydotyty. W skałach wulkanicznych powszechne są augit i pigeonyt.
• Płaszcz Ziemi: ortopiroksen i klinopiroksen są ważnymi minerałami w skałach płaszcza i w badaniach petrologii głębinowej.
• Skały metamorficzne: w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury tworzą się pirokseny typu omfacyt w eklogitach (występujących przy subdukcji), a także pirokseny w granulitach czy amfibolitach.
• Meteoryty: pirokseny (np. enstatyt) są powszechne w meteorytach stalowo- kamiennych i dostarczają informacji o warunkach formowania się ciał planetarnych.

Pirokseny są także użytecznymi wskaźnikami warunków PT (ciśnienia i temperatury) w badaniach metamorfizmu i magmogenezy — analiza składu chemicznego pozwala odtworzyć historię termiczną skał.

Piroksenit – skała zdominowana przez pirokseny

Piroksenit to skała magmowa (najczęściej gęsto krystaliczna, intruzywna lub efuzywna) składająca się w przeważającej mierze z piroksenów. W zależności od składu mineralnego piroksenity mogą być ultramaficzne (zawierające głównie ortopiroksen i klinopiroksen) lub bardziej zróżnicowane, występują często jako skały potasujące lub melilitytyczne w złożach kumulatów.

Zastosowanie

• Większość piroksenów nie ma szerokiego zastosowania przemysłowego, ale niektóre (np. jadeit) są cenione jako kamienie ozdobne.
• W naukach geologicznych pirokseny mają ogromne znaczenie jako narzędzie do interpretacji procesów magmowych i metamorficznych oraz jako wskaźniki warunków formowania się skał.

Uwaga: w tekście pierwotnym pojawiło się określenie „skały iglaste” — w języku geologicznym częściej używa się określenia „skały magmowe” (z ang. igneous). Termin „iglasty” w języku potocznym oznacza drzewa, dlatego warto stosować precyzyjne określenia geologiczne.

Szukaj według litery