Živce
Obsah boxu
Živce (feldspaty) jsou skupinou horninotvorných minerálů, které tvoří přibližně 60 % zemské kůry. Jedná se o nejdůležitější skupinu tektosilikátů a jejich přítomnost či nepřítomnost, stejně jako jejich typ, je klíčová pro klasifikaci magmatických hornin. Název pochází z německých slov Feld (pole) a Spat (kámen, nerost), což odkazuje na jejich hojný výskyt v polích nad zvětralými žulami.
Živce krystalizují z magmatu jako žilné i hlubinné horniny a jsou také přítomny v mnoha typech přeměněných a usazených hornin. Jsou základní surovinou pro výrobu skla, keramiky a používají se jako plnivo v průmyslu barev, plastů a gumy. Některé odrůdy živců jsou ceněny jako drahé kameny.
📜 Historie a etymologie
Název "živec" je českým ekvivalentem německého Feldspat, který byl poprvé použit v 18. století. Termín odkazoval na běžné krystaly nacházené v polích. V češtině se název "živec" historicky spojoval s představou, že jde o "živý" kámen, který je základem ostatních hornin.
Systematický výzkum živců začal v 19. století, kdy mineralogové začali rozlišovat mezi draselnými živci a vápenato-sodnými plagioklasy na základě jejich chemického složení a optických vlastností. Objev izomorfie a tuhých roztoků byl klíčový pro pochopení plynulého přechodu složení v řadě plagioklasů.
💎 Chemické složení a klasifikace
Živce jsou hlinitokřemičitany alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Jejich obecný chemický vzorec je A T₄O₈, kde:
- A představuje kationty draslíku (K⁺), sodíku (Na⁺), vápníku (Ca²⁺), vzácněji barya (Ba²⁺).
- T představuje atomy křemíku (Si⁴⁺) a hliníku (Al³⁺) v tetraedrické koordinaci s kyslíkem.
Na základě kationtu na pozici A se živce dělí na dvě hlavní skupiny:
🧂 Alkalické živce (K-živce)
Tato skupina má koncového člena ortoklas (KAlSi₃O₈). Patří sem minerály, které obsahují především draslík, ale často i menší množství sodíku. Jsou to polymorfy, což znamená, že mají stejný chemický vzorec, ale odlišnou krystalovou strukturu v závislosti na teplotě a rychlosti chladnutí.
- Sanidin: Vysokoteplotní, jednoklonný polymorf. Vzniká při rychlém ochlazení lávy, typický pro vulkanické horniny jako ryolit nebo trachyt.
- Ortoklas: Středněteplotní, jednoklonný polymorf. Nejběžnější draselný živec, typický pro hlubinné vyvřeliny jako žula a syenit.
- Mikroklin: Nízkoteplotní, trojklonný polymorf. Vzniká při velmi pomalém chladnutí v hlubinných podmínkách, typický pro pegmatity a některé metamorfované horniny. Jeho zelená odrůda se nazývá amazonit.
🌊 Plagioklasy (Vápennato-sodné živce)
Plagioklasy tvoří izomorfní řadu (sérii tuhého roztoku) mezi dvěma koncovými členy:
Mezi těmito dvěma koncovými body existuje plynulý přechod v chemickém složení, který se dělí na šest definovaných minerálů podle poměru albitové (Ab) a anortitové (An) složky:
- Albit (Ab₁₀₀–₉₀)
- Oligoklas (Ab₉₀–₇₀)
- Andezin (Ab₇₀–₅₀)
- Labradorit (Ab₅₀–₃₀)
- Bytownit (Ab₃₀–₁₀)
- Anortit (Ab₁₀–₀)
Plagioklasy jsou typické pro širokou škálu magmatických hornin, od kyselých (žula) po bazické (čedič, gabbro).
⚙️ Fyzikální a optické vlastnosti
Všechny živce sdílejí několik charakteristických vlastností:
- Tvrdost: Pohybuje se mezi 6 a 6,5 na Mohsově stupnici tvrdosti, což znamená, že je nelze rýpat nožem, ale rýpou do skla.
- Štěpnost: Mají dvě dokonalé štěpné plochy, které svírají úhel přibližně 90° (u ortoklasu přesně 90°, u plagioklasů mírně méně, odtud název "plagioklas" - šikmo se štípající).
- Lesk: Skelný až perleťový na štěpných plochách.
- Dvojčatění: Živce velmi často tvoří dvojčatné srůsty. Pro ortoklas jsou typické tzv. karlovarské srůsty. Pro plagioklasy je charakteristické polysyntetické lamelární dvojčatění, které je viditelné pod mikroskopem jako série tenkých proužků.
- Optické jevy: Některé odrůdy živců vykazují unikátní optické efekty:
* Adularescence: Mléčný, modravý lesk viditelný u měsíčního kamene (aduláru), způsobený rozptylem světla na mikroskopických vrstvičkách. * Labradorescence: Hra barev (modrá, zelená, zlatá) u labradoritu, způsobená interferencí světla na lamelách různého složení. * Avanturescence: Třpytivý efekt u slunečního kamene, způsobený odrazem světla od drobných inkluzí hematitu nebo goethitu.
🌍 Výskyt a geologický význam
Živce jsou klíčovými minerály pro pochopení geologických procesů. Jejich typ a složení poskytují informace o podmínkách vzniku horniny.
🌋 Magmatické horniny
Živce jsou hlavní složkou většiny magmatických hornin.
- V kyselých horninách jako žula a ryolit dominují alkalické živce (ortoklas, sanidin) a sodný plagioklas (albit, oligoklas).
- V intermediárních horninách jako andezit a diorit převládají plagioklasy středního složení (andezin).
- V bazických horninách jako čedič a gabbro se nacházejí vápenaté plagioklasy (labradorit, bytownit).
- V Bowenově reakčním schématu krystalizují vápenaté plagioklasy při vyšších teplotách a sodné plagioklasy při nižších.
⛰️ Přeměněné horniny
Živce jsou běžné v mnoha přeměněných horninách, zejména ve středně až vysoce metamorfovaných, jako jsou rula a svor. Během metamorfózy mohou rekrystalizovat nebo se tvořit nové živce v závislosti na tlaku a teplotě.
🏞️ Usazené horniny
Ačkoliv jsou živce poměrně tvrdé, chemicky podléhají zvětrávání. Hydrolýzou se rozkládají na jílové minerály (např. kaolinit). Přesto mohou být v některých usazených horninách hojné. Pískovec s vysokým obsahem živců (nad 25 %) se nazývá arkóza.
⛏️ Těžba a využití
Živce jsou průmyslově velmi významné minerály. Těží se především z pegmatitových žil a z hornin bohatých na živce, jako je aplit nebo některé typy žul.
- Sklářský průmysl: Živce slouží jako zdroj oxidu hlinitého (Al₂O₃) a alkálií (K₂O, Na₂O), které snižují teplotu tání křemenného písku a zvyšují odolnost a lesk skla.
- Keramický průmysl: Jsou klíčovou složkou keramických hmot a glazur. Působí jako tavidlo, které při výpalu spojuje ostatní složky a vytváří pevnou, nepropustnou strukturu. Používají se při výrobě porcelánu, obkladů a sanitární keramiky.
- Plniva: Mleté živce se používají jako plniva v barvách, plastech a gumě, kde zlepšují jejich mechanické vlastnosti a odolnost.
- Brusiva: Díky své tvrdosti se používají jako jemné brusivo v čisticích prostředcích.
- Šperkařství: Některé odrůdy jsou ceněny jako drahé kameny a polodrahokamy, například měsíční kámen, sluneční kámen, labradorit a amazonit.
✨ Zajímavosti a odrůdy
- Měsíční kámen (Adulár): Odrůda ortoklasu nebo oligoklasu s charakteristickou adularescencí. Je ceněný ve šperkařství.
- Sluneční kámen (Avanturínový živec): Odrůda oligoklasu nebo ortoklasu obsahující drobné šupinky hematitu nebo goethitu, které způsobují třpytivý efekt.
- Labradorit: Plagioklas, který vykazuje silnou hru barev (labradorescenci). Obzvláště ceněná je odrůda z Finska zvaná spektrolit.
- Amazonit: Zeleně zbarvená odrůda mikroklinu. Zbarvení je pravděpodobně způsobeno malým množstvím olova a vody v krystalové struktuře.
- Anortozit: Hornina tvořená téměř výhradně plagioklasem (obvykle labradoritem). Anortozity tvoří rozsáhlé masivy na Zemi a jsou také hlavní složkou světlých oblastí na povrchu Měsíce (tzv. měsíční vysočiny).
🧑🔬 Pro laiky: Co je to živec?
Představte si živec jako "mouku" v receptech na většinu hornin, které tvoří zemský povrch. Je to jeden z nejběžnějších minerálů na světě, mnohem hojnější než známější křemen. Když se podíváte na typickou žulovou desku, ty světlé, neprůhledné kousky (bílé, růžové nebo šedé) jsou právě živce.
Hlavní vlastností živců je, že se lámou podél rovných, lesklých plošek, které jsou na sebe téměř kolmé. Jsou dost tvrdé na to, aby poškrábaly sklo. Existují dva hlavní "druhy": draselný (často růžový v žulách) a sodno-vápenatý (obvykle bílý až šedý). Některé vzácnější odrůdy živců dokážou vytvářet nádherné optické efekty – například měsíční kámen s mléčným modravým leskem nebo labradorit, který hraje všemi barvami duhy. Bez živců by neexistovala většina hornin, jak je známe, a neměli bychom ani porcelán nebo sklo.