ΥΛΙΚΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΙI : Κρυσταλλοχημεία και Συστηματική των Ορυκτών 7 η Διάλεξη: Ινοπυριτικά Ορυκτά ΔΙΔΑΣΚΩΝ : Δ. ΠΑΠΟΥΛΗΣ Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Γεωλογίας

ΣΚΟΠΟΙ ΕΝΟΤΗΤΑΣ Διάκριση Ινοπυριτικων ορυκτών Ταξινόμηση Πυροξένων 2

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑΣ Κατηγορίες Ινοπυριτικων ορυκτών Δομή Ινοπυριτικων ορυκτών Χρήσεις Ινοπυριτικων ορυκτών Εμφανίσεις Ινοπυριτικων ορυκτών 3

INOΠΥΡΙΤΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ  Ινοπυριτικά με ΑΠΛΕΣ ΑΛΥΣΙΔΕΣ (Single Chain Silicates)  Ινοπυριτικα με ΔΙΠΛΕΣ ΑΛΥΣΙΔΕΣ (Double Chain Silicates) 4

INOΠΥΡΙΤΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΜΕ ΑΠΛΕΣ ΑΛΥΣΙΔΕΣ  Δύο κορυφές του τετραέδρου ενωμένες με γειτονικά τετράεδρα  Τύπος Si-O: (SiO 3 ) -2 ή (Si 2 O 6 ) -4  Αναλογία Si/O = 1/3 ή 2/6 5

INOΠΥΡΙΤΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΜΕ ΔΙΠΛΕΣ ΑΛΥΣΙΔΕΣ  Το 50% των τετραέδρων ενωμένα με 3 κορυφές και το υπόλοιπο 50% ενωμένα με 2 κορυφές με γειτονικά τετράεδρα  Τύπος Si-O: (Si 8 O 22 ) -12  Αναλογία Si/O = 4/11 ή 8/22 6

ΔΟΜΗ ΤΕΤΡΑΕΔΡΩΝ ΣΤΑ ΙΝΟΠΥΡΙΤΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΤΕΤΡΑΕΔΡΩΝ ΣΤΑ ΙΝΟΠΥΡΙΤΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΜΕ ΑΠΛΕΣ ΑΛΥΣΙΔΕΣ Αλυσιδωτά τετράεδρα με εναλλάξ κορυφές, κατά μήκος του άξονα c Οι αλυσίδες στοιβάζονται η μία πάνω στην άλλη κατά μήκος του άξονα a Οι Πυρόξενοι είναι η κυριότερη εκπρόσωπος οικογένεια ορυκτών 7

ΙΝΟΠΥΡΙΤΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΜΕ ΑΠΛΕΣ ΑΛΥΣΙΔΕΣ ΠΥΡΟΞΕΝΟΙ Η αλυσίδα τετραέδρων στους πυρόξενους (περιοδικότητα 2) 8

ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΤΕΤΡΑΕΔΡΩΝ ΜΕ ΑΠΛΕΣ ΑΛΥΣΙΔΕΣ  Οι βάσεις των τετραέδρων της μιας αλυσίδας βρίσκονται απέναντι από βάσεις τετραέδρων της επόμενης  Και τα κορυφαία ελεύθερα Ο-2 της μιας αλυσίδας βρίσκονται απέναντι από τα αντίστοιχα της επόμενης  Θέσεις Μ1: Οι θέσεις μεταξύ των κορυφαίων ελεύθερων Ο-2  Θέσεις Μ2: Οι θέσεις μεταξύ των βάσεων των τετραέδρων 9

ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΠΥΡΟΞΕΝΩΝ – ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ Ι  Ο σχισμός των πυροξένων οφείλεται σε διαχωρισμό μεταξύ των δομών Ι  Εμφανίζονται δύο σχισμοί με γωνίες 87 ο και 93 ο (διαγνωστικό κριτήριο πυροξένων)  Οι δομές Ι διαπλέκονται μεταξύ τους  Οι Μ2 θέσεις βρίσκονται μεταξύ των βάσεων τους 10

ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΠΥΡΟΞΕΝΩΝ – ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ Ι (ΣΥΝΕΧΕΙΑ)  Ο αριθμός συνδιάταξης των κατιόντων στις θέσεις Μ2 επηρεάζει τον τρόπο σύνδεσης των δομών Ι  Αριθμός συνδιάταξης 6: Οι δομές Ι διαπλέκονται ώστε να σχηματίσουν ορθορομβική συμμετρία  Αριθμός συνδιάταξης 8: Οι δομές Ι διαπλέκονται ώστε να σχηματίσουν μονοκλινή συμμετρία 11

ΠΥΡΟΞΕΝΟΙ ΓΕΝΙΚΟΣ ΧΗΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: ΧΥΖ 2 Ο 6  Χ : Ca +2, Mn +2, Fe +2, Mg +2 ή Na + στις θέσεις Μ2  Υ : Mg +2, Fe +2, Mn +2, Al +3, Cr +3 ή Ti +4 στις θέσεις Μ1 (με κανονική γεωμετρία), με αριθμό συνδιάταξης 6 (οκταεδρικές)  Ζ : Κατιόντα Si +4 ή Al +3 που καταλαμβάνουν τις τετραεδρικές θέσεις 12

ΠΥΡΟΞΕΝΟΙ – ΘΕΣΕΙΣ Μ2 ΘΕΣΕΙΣ Μ2: ελαφρά παραμορφωμένες θέσεις με αριθμούς συνδιάταξης 6, 7 ή 8. Αριθμός συνδιάταξης 6 Οκτάεδρο Αριθμός συνδιάταξης 7 Ακανόνιστη γεωμετρία Αριθμός συνδιάταξης 8 Σχεδόν κύβος 13

ΠΥΡΟΞΕΝΟΙ – ΘΕΣΕΙΣ Μ1 ΘΕΣΕΙΣ Μ1: Μικρότερες από τις Μ2 με αριθμό συνδιάταξης 6 Κανονική γεωμετρία (κανονικό Οκτάεδρο) 14

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΠΥΡΟΞΕΝΩΝ Βασίζεται στο είδος του κατιόντος που καταλαμβάνει τις θέσεις Μ2 → άρα και τη συμμετρία τους I.Κλινοπυρόξενοι II.Πιτζεονίτες III.Ορθοπυρόξενοι 15

Ι. ΚΛΙΝΟΠΥΡΟΞΕΝΟΙ Οι θέσεις Μ2 καταλαμβάνονται κυρίως από Ca+2 Οι θέσεις Μ1 καταλαμβάνονται συνήθως από Mg+2 και Fe+2 Τα κατιόντα στην Μ2 έχουν αριθμό συνδιάταξης 8 Συμμετρία : Μονοκλινής 16

ΙΙ. ΠΙΤΖΕΟΝΙΤΕΣ Οι θέσεις Μ2 καταλαμβάνονται κυρίως από Mg+2 και Fe+2 και λιγότερο από Ca+2 Οι θέσεις Μ1 καταλαμβάνονται συνήθως από Mg+2 και Fe+2 Τα κατιόντα στην Μ2 έχουν αριθμό συνδιάταξης 7 Συμμετρία : Μονοκλινής 17

ΙΙΙ. ΟΡΘΟΠΥΡΟΞΕΝΟΙ Οι θέσεις Μ1 και Μ2 καταλαμβάνονται κυρίως από Mg+2 και Fe+2 Μεγαλύτερη συγκέντρωση Fe+2 στις Μ2 (λόγω μεγέθους) Τα κατιόντα στην Μ2 έχουν αριθμό συνδιάταξης 6 Συμμετρία : Ορθορομβική 18

ΟΡΘΟΠΥΡΟΞΕΝΟΙ (ΥΠΕΡΣΘΕΝΗΣ) Εικόνα 1: Υπερσθενής (Παπούλης, 2015) 19

ΚΛΙΝΟΠΥΡΟΞΕΝΟΙ - ΟΡΥΚΤΑ Στερεό διάλυμα μεταξύ Διοψίδιου (Di) – Εδενβεργίτη (Hd) Διοψίδιος CaMgSi2O6 (σχηματίζεται στην υψηλότερη θερμοκρασία) Εδενβεργίτης CaFeSi2O6 Αυγίτης Ca(Mg,Fe)(Si,Al)2O6 20

ΑΥΓΙΤΗΣ Είναι ο αφθονότερος κλινοπυρόξενος Αντικατάσταση κατιόντων στις Μ1 θέσεις από Al Αντικατάσταση Si από Al και στις τετραεδρικές θέσεις Μερική αντικατάσταση Ca από Na, Fe, Mg στις Μ2 θέσεις 21

ΔΙΟΨΙΔΙΟΣ Εικόνα 2: Διοψίδιος (CaMgSi 2 O 6 ) (Παπούλης, 2015) 22

ΟΡΘΟΠΥΡΟΞΕΝΟΙ Στερεό διάλυμα μεταξύ Ενσταντίτη (En) – Φερροσιλίτη (Fs) Ενσταντίτης : Mg2Si2O6 (σχηματίζεται σε υψηλότερη θερμοκρασία) Φερροσιλίτης : Fe2Si2O6 23

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΠΥΡΟΞΕΝΩΝ (ΣΥΝΕΧΕΙΑ)  Οι περισσότεροι πυρόξενοι στη φύση, ανήκουν σε μια από τις κατηγορίες που προαναφέρθηκαν και ονομάζονται QUAD πυρόξενοι  Το διάγραμμα Wo-En-Fs χρησιμοποιείται αν ο πυρόξενος έχει σύσταση με Wo + En + Fs ≥ 80 24

ΑΠΟΜΙΞΗ ΣΤΟΥΣ ΠΥΡΟΞΕΝΟΥΣ Μεταξύ Cpx-Opx δεν υφίσταται στερεά διαλύματα Ο Πιτζεονίτης είναι σταθερός σε υψηλές θερμοκρασίες (ηφαιστειακά πετρώματα) ή ως λαμέλες απόμιξης σε Αυγίτη ή Opx Με πτώση της θερμοκρασίας μετασχηματίζεται σε Opx Οι λαμέλλες απόμιξης Πιτζεονίτη ή Αυγίτη σε Opx σχηματίζονται // στο (001) και στη συνέχεια // στο (100) 25

ΠΥΡΟΞΕΝΟΕΙΔΗ Είναι ινοπυριτικά με απλές αλυσίδες ορυκτά Διαφέρουν από τους πυρόξενους στον τρόπο διαδοχής των τετραέδρων στις αλυσίδες Περιλαμβάνουν μεγάλα κατιόντα στις θέσεις Μ2 (π.χ. Ca+2, Mn+2) σε ποσοστό > 50% των οκταεδρικών θέσεων Τα μεγάλα αυτά κατιόντα προκαλούν παραμόρφωση των αλυσίδων Οι αλυσίδες παρουσιάζουν περιοδικότητα 3 ή μεγαλύτερη Σπουδαιότερο ορυκτό : Βολλαστονίτης (CaSiO3) 26

ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΠΥΡΟΞΕΝΩΝ Διακοσμητικά υλικά και πολύτιμοι λίθοι (διοψίδιος, ιαδεϊτης) Σποδουμένιος: Πηγή Λιθίου, για φαρμακευτικά προϊόντα, μπαταρίες, λιπαντικά και κεραμικά 27

ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΒΟΛΛΑΣΤΟΝΙΤΗ Υποκατάστατο του αμιάντου λόγω της ινώδους εμφάνισης και αντίστοιχων χαρακτηριστικών Πυρίμαχα υλικά Πρόσθετο χρωμάτων και πλαστικών (βελτιώνει τη λάμψη των χρωμάτων, την αντοχή σε λεπτά φύλλα των υλικών και την επεξεργασία τους) Πρόσθετο σε κεραμικά στη μεταλλουργία 28

ΟΙ ΠΥΡΟΞΕΝΟΙ ΣΤΟ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ Οι ορθοπυρόξενοι έχουν  κατάσβεση ενώ οι κλινοπυρόξενοι πλάγια  Ορθοπυρόξενοι: Ο υπερσθενής είναι ελαφρά πλεοχρωϊκός σε αντίθεση με τον ενστατίτη  Κλινοπυρόξενοι: Είναι διάξονες (+) εκτός από τον αιγιρίνη και τον ιαδεϊτη που μπορεί να είναι και (-), ο αιγιρίνης είναι ελαφρά πλεοχρωϊκος 29

ΕΜΦΑΝΙΣΕΙΣ ΙΝΟΠΥΡΥΤΙΚΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ Πίνακας 1: Εμφανίσεις Ινοπυριτικών ορυκτών (Παπούλης, 2015)  Οι ορθοπυρόξενοι βρίσκονται κυρίως σε υπερβασικά πετρώματα  Ο διοψίδιος βρίσκεται κυρίως σε βασάλτες, ο εδενβεργίτης, ο αυγίτης και ο πιτζεονίτης σε βασάλτες, ο αιγιρίνης σε συηνίτες, ο σποδουμένιος σε γρανιτικούς πηγματίτες και ο ιαδεϊτης σε μεταμορφωμένα πετρώματα στη γλαυκοφανιτική φάση. 30

ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ ΒΟΛΛΑΣΤΟΝΙΤΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Κιμμέρια Ξάνθης Πανόραμα Δράμας Σαντορίνη Ανάφη 31

ΤΕΛΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ 32

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 33

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Πατρών, Δ. Παπούλης (Επίκουρος Καθηγητής). «Υλικά της Γης ΙΙ: Κρυσταλλοχημεία και Συστηματική των Ορυκτών. Διάλεξη 7 η ». Έκδοση: 1.0. Πάτρα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 34

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 35

Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Όλες οι εικόνες που περιέχονται στην ενότητα 7 προέρχονται από το προσωπικό αρχείο του κ. Δημητρίου Παπούλη. Τέλος Ενότητας 36