Fehér Béla (szerk.): Az ásványok vonzásában, Tanulmányok a 60 éves Szakáll Sándor tiszteletére (Miskolc, 2014)
Fehér Béla: A szobi Csák-hegy zeolitjainak kristálykémiája
Fehér B. (szerk.) (2014): Az ásványok vonzásában. Tanulmányok a 60 éves Szakáll Sándor tiszteletére. Herman Ottó Múzeum és Magyar Minerofil Társaság, Miskolc, pp. 45-73. A szobi Csák-hegy zeolitjainak kristály kémiája Crystal chemistry of zeolites of the Csák Hill, Szob, Börzsöny Mts., Hungary FEHÉR Béla Herman Ottó Múzeum, Ásványtár, 3525 Miskolc, Kossuth u. 13. E-mail: feherbela@upcmail.hu Abstract The Csák Hill is situated 4 km north of Szob (Börzsöny Mts., Hungary). It is built up by biotitic hypers- thene-amphibole-andesite as well as quartz- and hypersthene-bearing biotite-amphibole andesite of Middle Miocene (Badenian) age. Six zeolite minerals are known from the Hill, namely analcime, chabazite-Ca, epistilbite, heulandite-Ca, stellerite and stilbite-Ca. This paper provides a detailed overview of the chemical composition of these zeolites, which was supplemented with X-ray powder diffraction studies. Analcime forms colourless or pale smoky brown, trapezohedral crystals up to 2 mm. Its average chemical formula is Nao 87[A10 9iSÍ2 10O5] • H20, the lattice constant a = 13.713(1) Á, the volume of the unit cell V = 2578.8(7) Á3. Epistilbite forms tiny, colourless bundles consisting of flattened, columnar crystals (Type 1) or colourless and pale yellow, pseudo-hexagonal, columnar crystals often with smectite coatings up to 1 mm in length (Type 2). These two types of epistilbite have considerably different compositions: (*-'a2.55Naog9K()Q2)[Al6 15Si|7 89048] • 16H20 for Type 1, and (Ca224Na029K(l.|7)[A1.474Si|920C>48] • 16H20 for Type 2. Unit cell parameters: a = 9.101(3), b = 17.771(5), c = 10.241(4) Á, ß = 124.57(3)°, F= 1363.7(7) A3 for Type 1, and a = 9.082(4), b = 17.763(8), c = 10.211(5) Á, ß = 124.71(4)°, V = 1354.1(8) A3 for Type 2. Heulandite-Ca forms colourless, tabular (Type 1) or stubby columnar (Type 2) crystals with diamond-shaped cross section up to 2 mm in diameter. Average chemical formula of Type 2 is(Ca2 ^Na] 54Mg0 36K015Ba(| 05)[FeQ 02Al7 24SÍ2g.g5O72] • 24H20, while unit cell parameters for Type 1: a = 1T81(2X b = 17.92(2), c = 7.442(7) Á,’ ß = 116.60(9)°, V= 2124(3) A3. Chabazite-Ca is the most abundant zeolite mineral on the Csák Hill. It forms colourless to yellow, transparent, rhombohedral crystals up to 8 mm in diameter, often with smectitic coatings. Average chemical composition of colourless crystals is(Ca0 65Nao34K<)Q3)[Al17oSÍ43|012] • 6H20, while chemistry of yellow crystals is slightly different. Unit cell parametersjbr colourless crystals: a = 13.799(8), c = 15.006(12) Á, V = 824.8(2) A3 calculated on trigonal cell {Kim). Stellerite, the most abundant zeolite after chabazite, forms colourless to yellowish, lath-shaped crystals up to 3 mm in length. Its chemical formula is (Ca3 82Na0 06K0 02) [Fe0 01Al7 60Si2g.37O72] • 28H20 averaged from 5 analyses. Unit cell parameters: a = 13.606(9), b = 18.189(9), c= 17.86(1) k,V= 4421(4) A3. Stilbite-Ca is less abundant zeolite than stellerite on the Csák Hill. It can be distinguished from stellerite by crystal morphology, chemical composition and optical properties in thin section. Its average chemical formula: (Ca3 91Nao.g9K0 o1)[Fe0 02Alg .71SÍ27.28O72] " 30H2O, and unit cell parameters: a = 13.61(1), b = 18.19(1), c= 11.24(1) Á, ß = 127.72(8)°, V= 2201(3) A3. Zeolites of the Csák Hill precipitated from circulating hydrothermal fluids in the cavities and fractures of andesite together with calcite and smectite. Összefoglalás Bár a szobi Csák-hegy zeolitjai már régóta ismertek (Szabó, 1871), eddig csak két kémiai elemzést publikáltak róluk, mindkettőt kabazitról. Jelen tanulmány célja, hogy bővítse ismereteinket a szobi zeolitok kristálykémiáját illetően. Ezt 49 új elektron-mikroszondás elemzés segíti elő, melyek a hegyen található hat zeolitásványról (analcim, episztilbit, heulandit-Ca, kabazit-Ca, stellerit és sztilbit-Ca) készültek. A Csák-hegyen az ún. közepes Si-tartalmú (Ra = 0,6-0,8) zeolitok fordulnak elő, a szerkezeten kívüli kationjaikat tekintve — az analcimot kivéve — Ca-dominánsak. Egy-egy zeoliton belül jelentős kémiai különbségek csak az episztilbit és kisebb mértékben a kabazit esetében voltak megfigyelhetők. Ezeket a különbségeket az előbbinél morfológiai, az utóbbinál színváltozatokkal tudtuk párhuzamosítani. A kémiai elemzéseket - az egyértelmű fázisazonosítás végett - mind a hat fajnál röntgen-pordiffrakciós vizsgálatokkal is kiegészítettük. A röntgen-felvételekből rácsállandókat számoltunk, melyeket különböző tapasztalati összefüggések alapján néhány zeolit esetében össze tudtunk verni a kémiai elemzésekkel.
