Minerály České republiky

Kadlec, T., Čopjaková, R., Gadas, P. (2013): Turmalinity z Ledče nad Sázavou. - čas. Minerál, 3, 241-246, České Budějovice.

Turmalinit

Termín turmalinit zavedl francouzský geolog A. Daubrée (1841). Turmalinitem (také turmalínovec, turmalit) se nazývají méně běžné horniny složené hlavně z turmalínu (> 15 obj. %,  nejčastěji dravit – skorylové řady) a křemene, které mohou akcesoricky obsahovat granát, apatit, muskovit, biotit, kyanit, sillimanit, rutil, ilmenit aj. Jsou to nejčastěji masivní jemnozrnné až drobnozrnné horniny hnědočerné až černé barvy, složené z těsně prorostlých sloupcovitých až jemně stébelnatých krystalků turmalínu a podružného šedobílého xenomorfně omezeného křemene. Turmalinity tvoří polohy několik centimetrů až několik metrů mocné převážně v metapelitech (svory, ruly) nebo vulkanosedimentárních komplexech, které mohou být spolu s okolními horninami metamorfovány a deformovány.

Geneze turmalinitů není do současnosti zcela objasněná a nejčastěji je jejich vznik dáván do souvislosti s vulkanickou činností na mořském dně, 1) kde turmalíny vznikají přímo z exhalačních fluid (černých kuřáků), 2) případně předmetamorfním zatlačením bórem bohatých jílovitých sedimentů. 3) Některé práce popisují vznik turmalinitů při metamorfóze bórem bohatých evaporitů (Henry a kol. 2008, Frimmel a Jiang 2001). 4) Dále turmalinity vznikají jako produkt kontaktní metasomatózy hornin s bórem bohatými magmaticko-hydrotermálními fluidy v blízkosti intruze granitoidů (Torres-Ruiz a kol. 2003) nebo 5) při regionální metasomatóze hornin (Slack a kol. 1996). 6) Možná precipitace turmalínu z koloidů a gelů na mořském dně nebo pod povrchem je rovněž některými autory diskutována (Slack a kol. 1996). Vznik turmalinitů metamorfózou detritických akumulací je spíše nepravděpodobný, ačkoli detritický turmalín může být v turmalinitech přítomen (Slack a kol. 1996).

V České republice, v oblasti moldanubika je možné menší polohy turmalinitů nalézt v okolí Rožmitálu na Šumavě (Žáček a Vrána 1999), v jižní části středočeského plutonu (Putim, Písecko, Sepekov) či v okolí Říčan u Prahy. Četné polohy stratiformních turmalintů jsou známé v jižní části svrateckého krystalinika mezi obcemi Pernštejn a Jimramov, u obce Rožná a u Tišnova (Houzar 1998, Čopjaková a kol. 2009). V oblasti krkonošsko-jizerského krystalinika tvoří polohy v metapelitech v širším okolí Horní Malé Úpy (Rambousek 1983, Čopjaková a kol. 2012) a v okolí Nového města pod Smrkem jsou vázané na polohy leptynitů ve svorech (Vašák 1981). V krystaliniku Krušných hor jsou přítomné v oblasti Tisové v sekvenci fylitů, tufitů a metabazitů a v oblasti Měděnce ve svorech (Kebrt a kol. 1984, Pertold a kol. 1994).

Popis nálezu

Na území města Ledeč nad Sázavou a v jeho okolí byl turmalinit zjištěn na více místech. Nově byly vzorky turmalinitů objeveny na haldách historického, stříbrného dolu v Ledči nad Sázavou. Haldy se rozkládají v těsné blízkosti židovského hřbitova v jihozápadní části města v údolí bezejmenného potoka (GPS souřadnice: 49°41'27.223"N, 15°16'26.456"E). V místech propadlé štoly a v korytu potoka bylo nalezeno větší množství balvanů turmalinitů, z nichž největší měl rozměry přibližně 60 × 20 × 15 cm. V tomto případě se jedná o část celé žíly turmalinitu. Z nálezu lze vyčíst, že poloha turmalinitu měla mocnost kolem 20 cm a pronikala muskovit – biotitickou pararulou. Vůči okolní hornině má turmalinit ostrý kontakt, místy setřený křehkou tektonikou. Drobné úlomky turmalinitů lze nalézt na okolních zemědělských polích a v korytech některých potoků. Všechny tyto nálezy jsou si makroskopicky navzájem velmi podobné.

Lokalizace výskytu turmalinitu v Ledči nad Sázavou, zdroj Google.cz. 

Petrografický popis turmalinitů a asociujících hornin

Turmalín představuje hlavní horninotvorný minerál a tvoří převážnou část turmalinitové polohy (~90 obj. %). Podružně zastoupený křemen má šedobílou, šedou až záhnědovou barvu. Ve vzorcích turmalinitu zaujímá přibližně 10 obj. % a tvoří nepravidelné a nahodile rozmístěné polohy. Akcesoricky byl zjištěn mladší muskovit (Fe do 0,06 apfu, Mg do 0,04 apfu) v podobě drobně lupenitých agregátů mezi sloupci turmalínu. Dále je v dutinkách mezi zrny turmalínu přítomen albit zarůstající do muskovitu nebo tvořící drobné krystalky. V dutinkách se dále vyskytuje K-živec o složení blízkém koncovému členu. Vzácná jsou mikroskopická zrna zirkonu a xenomorfní fluorapatit. Dále byl identifikován jarosit, který tvoří okrové až tmavě hnědé zemité povlaky v dutinách turmalinitu. Jarosit pravděpodobně vznikl alterací nezjištěných sulfidů. V blízkosti turmalinitové polohy bylo na puklinách šedobílého křemene nalezeno několik vzorků s tenkou vrstvou pyritu.

Nejbližší okolí nálezu turmalinitu včetně hald historického dolu je tvořeno hlavně muskovit – biotitickou pararulou. Pararula má šedohnědou až hnědozelenou barvu a výraznou břidličnatou až plástevnou texturu ve směru S-J pod úhlem 20-35̊ k V. Je středně zrnitá s lepidoblastickou až nematoblastickou strukturou. Hlavní součástí pararuly je biotit, muskovit a křemen. Vzácný je jemně vláknitý sillimanit, nalezený v několika úlomcích na haldách. V haldovém materiálu se v malém množství vyskytují také mramory. Mramory jsou světle šedé až světle šedomodré, středně zrnité a mají granoblastickou vnitřní stavbu. Vedle karbonátů obsahují křemen. Některé karbonáty obsahují šedý až černý pigment koncentrovaný do různě mocných pásků. Mramory často přecházejí do erlánů, ve kterých je hojnější křemen, světle zelený pyroxen a akcesorický tmavě hnědý titanit. Běžný je žilný, šedý křemen pronikající pararuly ve směru jejich foliace v žilách o mocnostech až 20 cm. Na tyto křemenné žíly je vázané stříbrné zrudnění, které bylo zájmem těžby v 16. – 18. století. Kratochvíl (1961) uvádí z křemenných žil galenit, pyrit, arzenopyrit a sfalerit.

Turmalín

Turmalín v turmalinitu tvoří tence sloupečkovité krystaly o délce do 0,5 cm, které se vzájemně nahodile prorůstají v kompaktní hmotu, místy s hojnými dutinami. Turmalín má makroskopicky černou, šedočernou až tmavě hnědou barvu. Drobné, jehlicovité krystaly v dutinách jsou hnědé až žlutohnědé, místy průsvitné až průhledné. V souladu s novou klasifikací turmalínu (Henry a kol. 2011), patří do podskupiny alkalických turmalínů a jedná se o turmalín z řady dravit (NaMg₃Al₆Si₆O₁₈(BO₃)₃(OH)₃(OH)) až oxy-dravit (NaAl₃(Al₄Mg₂)Si₆O₁₈(BO₃)₃(OH)₃O). Poměr Mg/(Mg+Fe) je 0,6-0,8. Variabilní, střední až vyšší obsah Al (5,9-6,6 apfu) společně s nízkou, neproměnlivou vakancí v pozici X (0,15-0,20), indikují přítomnost oxy-dravitové komponenty ve studovaných turmalínech. Zvýšený obsah Ca (0,19-0,33 apfu) v turmalínech odráží významný podíl fluor-uvitové a uvitové komponenty (14-33 %; (CaMg₃(MgAl₅)Si₆O₁₈(BO₃)₃(OH)₃F; CaMg₃(MgAl₅)Si₆O₁₈(BO₃)₃(OH)₃OH)). S rostoucím množstvím Fe pozitivně korelují zvýšené obsahy Ca. Krystaly dravitu jsou nepravidelně zonální, s náznakem sektorové a místy až oscilační zonality. U oscilačně zonálních krystalů ve směru od centrálních partií k okrajům krystalů klesají obsahy Ca.  

Tence krystalický dravit z turmalinitu, FOV 4 mm, foto P. Škácha.

Masivní turmalinit, rozměry vzorku 13 x 6,5 cm, foto a sběr T. Kadlec

Diskuze

Chemické složení turmalínu z turmalinitů může být značně rozmanité (Slack a kol. 1996), od Mg-bohatých turmalínů (dravitů, oxy-dravitů, magnesio-foititů) až po téměř čisté Fe-turmalíny (skoryly, oxy-skoryly, foitity). Některé z nich mají zvýšené obsahy Fe³⁺, zejména turmalíny geneticky vázané na intruze granitoidů (Fe³⁺-bohaté skoryly) či v metaevaporitech (pevný roztok oxy-dravit – povondrait; Žáček a kol. 2000). Chemické složení turmalínu odráží obvykle složení hydrotermálních fluid a horniny, v níž turmalinity vznikají (Slack a kol. 1996).

Chemické složení turmalínu (z řady dravit – oxy-dravit) z turmalinitů od Ledče nad Sázavou je běžné v turmalinitech různé geneze. Předpokládaná vyšší oxy-dravitová komponenta ve studovaných turmalínech indikuje vyšší fugacitu kyslíku při jejich vzniku, v důsledku čehož lze předpokládat, že i část Fe v nich může být trojmocného. Zvýšené obsahy Ca v turmalínech patrně odráží přínos Ca z okolních hornin – pararul, případně i z blízkých těles mramorů vzdálených od místa nálezu ~150 m.

V případě turmalinitů z Ledče nad Sázavou se nejedná o turmalinity ve smyslu metamorfovaných stratiformních turmalinitů vznikajících v souvislosti s vulkano-exhalačními procesy (svratecké krystalinikum, krkonošsko-jizerské krystalinikum, Krušné Hory), ale spíše o postmagmatické hydrotermální žíly se zdrojem spjatým pravděpodobně s intruzí granitoidů centrálního moldanubického plutonu, jehož nejbližší výskyt (vrch Melechov) je vzdálen od výskytů turmalinitů přibližně 4 km jihovýchodním směrem. Tyto postorogenní granity intrudovaly do okolních metamorfovaných hornin přibližně před 315 Ma (Breiter a Sulovský 2005).  Rovněž oscilační zonálnost pozorovaná lokálně v turmalínu svědčí pro jeho hydrotermální původ.

Chemické složení turmalínu i texturní rysy turmalinitu indikují jeho vznik během jedné geologické události, neovlivněné mladšími metamorfními či hydrotermálními procesy, což je v souladu s předpokládaným vznikem turmalinitů v souvislosti s intruzí granitoidů centrálního moldanubického plutonu. Oproti tomu, stratiformní turmalinity v jiných regionech českého masivu vykazují obvykle složitý polyfázový vývoj, kde premetamorfní turmalíny jsou obrůstané mladšími metamorfními turmalíny. V případě svrateckého krystalinika jsou starší skoryly, vzniklé v souvislosti s exhalačními procesy, obrůstané v průběhu pozdější variské metamorfózy mladšími dravity a skoryl-dravity (Čopjaková a kol. 2009). Premetamorfní oxy-dravity krkonošsko-jizerského krystalinika, vznikající z fluid s vysokým podílem mořské vody, jsou obrůstané a někdy zatlačované mladšími skoryl-dravity při pozdější metamorfóze turmalinitů a K-bohaté metasomatóze (Čopjaková a kol. 2012).

Chemické složení turmalínůzobrazené v a) vakance v pozici X – Ca – (Na + K) ternárním diagramu; b) Al – Al₅₀Mg₅₀ – Al₅₀Fe₅₀ ternárním diagramu.

Vybrané chemické analýzy turmalínu.

Poděkování

Práce byla vypracována s finanční podporou grantu GAČR P210/10/0743 (RČ a PG).

Literatura

Breiter K., Sulovský P. (2005): Stáří granitů melechovského masívu. - Zpr. geol. Výzk. v r. 2004, 16-19.

Čopjaková R., Buriánek D., Škoda R., Houzar S. (2009): Tourmalinites in the metamorphic complex of the Svratka Unit (Bohemian Massif): a study of compositional growth of tourmaline and genetic relations. – Journal of Geosciences, 54, 221–243.

Čopjaková R., Škoda R., Vašinová Galiová M. (2012): „Oxy-dravit“ z turmalinitů krkonošsko-jizerského krystalinika. - Bull. mineral.-petrolog., Odd. Nár. Muz., 20, 37-46.

Daubrée A. (1841): Sur le gisement, la constitution et l’origine des amass de minerai d’étain. - Annales des Mines, Troisieme Séries, 20, 65-112.

Frimmel H. E., Jiang S. Y. (2001): Marine evaporites from an oceanic island in the Neoproterozoic Adamastor ocean. – Precam. Res., 105, 457-461.

Henry D. J., Sun H., Slack J. F., Dutrow B. L. (2008): Tourmaline in meta-evaporites and highly magnesian rocks: perspectives from Namibian tourmalinites. - Eur. J. Mineral., 20, 889-904.

Henry D. J., Novák M., Hawthorne F. C., Ertl A., Dutrow B. I., Uher P., Pezzotta F. (2011): Nomenclature of the tourmaline-supergroup minerals. - Am. Mineral., 96, 895–913.

Houzar S. (1998): Compositional variation in tourmaline from tourmalinite and quartz segregations at Pernštejn near Nedvědice (Svratka Unit, western Moravia, Czech Republic). – Journal Czech Geol. Soc., 43, 53-58.

Kebrt M., Lhotský P. Pertold Z., Adam J. (1984): Turmalinity a turmalinické kvarcity v krystaliniku Českého masivu. - Sbor. „Korelace proterozoic. paleozoic. stratiformních ložisek“, 85–101.

Kratochvíl J. (1961): Topografická mineralogie Čech. – Nakl. Českoslov. Akad. Věd, 4, 213-224. Praha.

Pertold Z., Chrt J., Budil V., Burda J., Burdová P., Kříbek B., Pertoldová J., Gaskarth B. (1994): The Tisová Cu-deposit: a Besshi-type mineralization in the Krušné hory Mts., Bohemian Massif, Czech Republic. - Monograph Series on Mineral Deposits, 31, 71-95.

Rambousek P. (1983): Geologicko-ložiskový výzkum ložisek Žacléřské Boudy a Smrčí. – MS, dipl. práce, PřF UK, 1-135. Praha.

Slack J. F. (1996): Tourmaline associations with hydrothermal ore deposits. In Boron: Mineralogy, Petrology and Geochemistry (E.S. Grew & L.M. Anovitz, eds.). - Rev. Mineral., 33, 559-643.

Torres-Ruiz J., Pesquera A., Gil-Crespo P. P., Velilla N. (2003): Origin and petrogenetic implications of tourmaline-rich rocks in the Sierra Nevada (Betic Cordillera, southeastern Spain). - Chem Geol., 197, 55-86.

Vašák S. (1981): Geologicko-ložiskové poměry jizerského krystalinika u Nového Města pod Smrkem. – MS, dipl. práce, PřF UK, 101. Praha.

Žáček V., Vrána S. (1999): Turmalín turmalínovců a křemenných sekrecí z kaplické jednotky. In Bull. mineral.-petrolog., Odd. Nár. Muz., 7, 233-235. Praha.

Žáček V., Frýda J., Petrov A., Hyršl J. (2000): Tourmalines of the povondraite-(oxy)dravite series from the cap rock of meta-evaporite in Alto Chapare, Cochabamba, Bolivia. - Journal Czech Geol. Soc., 45, 1-2, 3-11.