I minerali. Struttura del salgemma. Minerale: solido naturale caratterizzato da un elevato ordinamento a scala atomica ed una definita (ma non fissa)

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1 I minerali

2 Struttura del salgemma. Minerale: solido naturale caratterizzato da un elevato ordinamento a scala atomica ed una definita (ma non fissa) composizione chimica. Si forma generalmente per processi inorganici. I minerali

3 Solido = i minerali non contemplano le sostanza gassose o liquide (l’acqua o il vapore acqueo non sono minerali; i cristalli di neve sono minerali) Naturale = è una sostanze che si trova in natura. Le versioni sintetiche delle sostanze naturali (es. diamanti artificiali) non sono considerate minerali Elevato ordinamento a scala atomica = sono definiti da un reticolo strutturale interno di atomi (o ioni) disposti secondo un modello geometrico regolare; Definita composizione chimica = la sua composizione può essere espressa da una specifica formula chimica. Il rapporto tra gli elementi chimici che formano un minerale rimane costante, anche se esso può formarsi con differenti strutture cristalline Formato generalmente per processi inorganici = I minerali non sono caratterizzati dal legame carbonio-idrogeno che compete alle sostanze organiche. Il “generalmente” permette di includere anche i composti di origine organica che comunque soddisfano tutte le caratteristiche richieste a un minerale. Un esempio è la calcite che costituisce i gusci di alcuni organismi. I minerali

4 Processi di formazione dei minerali Decremento della temperatura di un liquido (magma). La cristallizzazione avviene quando la temperatura scende al di sotto di una temperatura di fusione caratteristica per ogni minerale. Ad esempio abbassando la temperatura al di sotto dei 0°C, l’acqua cristallizza in ghiaccio. Allo stesso modo, quando si raffredda un magma (liquido prodotto dalla fusione di materiale roccioso) cristallizzano differenti minerali di differenti grandezze e composizioni chimiche Evaporazione di liquidi da una soluzione. Durante questo processo, la concentrazione di una soluzione diventa sempre più elevata, fino alla saturazione. Inizia la precipitazione e i cristalli si separano dalla soluzione. Ricristallizzazione allo stato solido. Uno o più minerali a contatto, in seguito a variazioni di temperatura e/o di pressione e/o di chimismo, possono trasformarsi in uno o più minerali di neo-formazione (processo metamorfico); Polimorfismo. Un minerale si trasforma in un altro modificando il suo reticolo cristallino (a causa di una variazione di pressione e/o di temperatura esterna), ma mantenendo la stessa composizione chimica. Un esempio tipico è il polimorfismo della grafite (materiale nelle matite) in diamante. Attività biologica. Secrezione da parte di organismi (perle, calcoli renali, ossa)

5 Elettroni (E): carica negativa, massa molto piccola Protoni (Z): carica positiva, massa 1800 volte maggiore degli elettroni Neutroni (N): senza carica, massa 1800 volte maggiore degli elettroni Numero di protoni = numero atomico (Z) dell’elemento Numero di neutroni (N) + Z = massa atomica dell’elemento I minerali – Struttura atomica

6 I minerali – Tavola periodica degli elementi

7 Quando un atomo perde o guadagna un elettrone da un altro atomo è chiamato ione. Ioni con carica positiva (perdita di elettroni) sono chiamati cationi. Ioni con carica negativa (guadagno di elettroni) sono chiamati anioni. Si +4 K +1 Ca +2 Na +1 Al +3 Mg +2 Fe +2,+3 O -2 I minerali – Legame ionico Il legame ionico si forma per attrazione elettrica tra ioni di carica opposta. Circa il 90% dei minerali è rappresentato da composti ionici.

8 Alite (NaCl) Legame ionico tra il catione Na +1 e l'anione Cl -1

9 Il legame covalente implica la messa in comune di elettroni. Nell’esempio, ciascun atomo di carbonio mette in comune i suoi quattro elettroni con quattro atomi di carbonio adiacenti. Generalmente questo legame è più forte dei legami ionici. I minerali – Legame covalente

10 Cella elementare Reticolo cristallino I minerali – Struttura tridimensionale Escluse poche eccezioni, i minerali posseggono una disposizione interna (di atomi o ioni) ordinata e periodica, ossia che si ripete nello spazio (nelle tre dimensioni) attraverso un motivo regolare. Il gruppo di atomi o ioni che si ripete nello spazio prende il nome di cella elementare. Il complesso di atomi o ioni disposti ordinatamente e periodicamente viene definito reticolo cristallino o materia allo stato cristallino.

11 Struttura dell’alite (comune sale da tavola; NaCl). (A)Visione compatta dell’arrangiamento tra ioni di Na + e ioni di Cl -. (B)Modello cristallino “esploso” dello stesso arrangiamento. (C)Cristalli reali di alite. Notare che l’arrangiamento ionico in (A) e (B) formano un cubo; anche i cristalli in (C) hanno forma di un cubo! (A)(B)(C) Cl - Na + I minerali – Struttura tridimensionale Un cristallo è quindi un solido geometrico con facce, spigoli e vertici che si originano per la crescita progressiva di una struttura tridimensionale elementare di dimensioni infinitesime. Se non ci sono ostacoli, il minerale può accrescersi in cristalli perfettamente formati.

12 I minerali – Struttura tridimensionale Un minerale quindi è un solido, un solido non è sempre un minerale IMPORTANTE: lo stato cristallino è caratterizzato esclusivamente da un ordine tridimensionale; lo stato solido non necessariamente lo è. E’ questa la differenza fondamentale tra stato solido e stato cristallino. Esempio di un Bicchiere realizzato in CRISTALLO DI BOEMIA Dal punto di vista mineralogico NON è un cristallo! La formazione del vetro non deriva dal processo di strutturazione del reticolo cristallino.

13 Proprietà fisiche di minerali a scala macroscopica 1) Abito cristallino 2) Stato di aggregazione monocristalli associazioni irregolari di cristalli associazione regolare di cristalli associazioni parallele geminati 3) Lucentezza 4) colore e colore della polvere (striscio) 5) Luminescenza 6) Proprietà meccaniche dei minerali comportamento elastico-fragile sfaldatura-frattura Durezza 7) Proprietà ponderali: Peso specifico Identificazione macroscopica dei minerali

14 L’abito cristallino indica l’aspetto complessivo di un cristallo. Fornisce un’indicazione qualitativa della regolarità dello sviluppo del minerale. –Euedrale o idiomorfo – Cristallo completamente delimitato da facce cristalline, la cui crescita non è stata limitata o disturbata da cristalli o granuli adiacenti. –Anedrale o allotriomorfi – Privo di facce cristalline. Superfici arrotondate o irregolari prodotte dal reciproco disturbo tra minerali adiacenti durante la cristallizzazione. –Subedrale o ipidiomorfi – granulo delimitato in parte da facce cristalline in parte da superfici di contatto Geode Abito cristallino

15 La forma di un cristallo è determinata: Dalla forma della sua cella elementare (da una cella elementare cubica si può ottenere un minerale cubico) Dal modo in cui il minerale si accresce (ossia come si dispone nello spazio la cella elementare: un cubo può essere impilato nello spazio si a formare un ottaedro) Dalle condizioni di crescita del cristallo (temperatura, pressione, natura della soluzione, direzioni di flusso della soluzione, disponibilità di spazio per la crescita) Forme

16 Esempi di combinazioni di forme semplici che danno origine a vari tipi di forme composte. La varietà di forme deriva dalle diverse dimensioni e strutture elettroniche degli atomi che vanno a formare i reticoli cristallini. cubo ottaedro rombododecaedro Forme

17 La forma di un minerale dipende dalla forma della sua cella elementare (da una cella elementare cubica si può ottenere un minerale cubico); Alite Forme

18 L’alite può cristallizzare sia come cubo che come ottaedro. La forma di un minerale dipende dal modo in cui il minerale si accresce (ossia come si dispone nello spazio la cella elementare: un cubo può essere impilato nello spazio si a formare un ottaedro) Forme

19 Fibroso Fibroso Aciculare Aciculare Allungato-colonnare Allungato-colonnare Equidimensionale Laminare Laminare Tabulare Micaceo Colonnare tozzo Aumento dell’allungamento Diminuzione dello spessore Planare Planare La forma di un minerale dipende dalle condizioni di crescita del cristallo (temperatura, pressione, natura della soluzione, direzioni di flusso della soluzione, disponibilità di spazio per la crescita). Forme

20 I nomi delle forme vengono usati per descrivere il loro aspetto esterno Cubes Hexagonal PrismsBlades Rhombohedra Dodecahedra Octahedra Tetragonal Prisms Compound Forms Forme

21 c Tormalina Forma prismatica/colonnare Barite Forma tabulare Crisotilo Forma fibrosa Mica Forma micacea Forma equidimensionale Calcite Forme

22 prismatico aciculare bladed tozzo anedrale/irregolare allungato arrotondato fibroso tabulare euedrale Forme e abito cristallino

23 Stato di aggregazione Lo stato di aggregazione di un minerale è il modo in cui si presenta macroscopicamente il minerale. La maggior parte dei minerali non si presenta in cristalli singoli, ma in aggregati di granuli più piccoli. Possono formarsi aggregati omogenei ed eterogenei

24 Gypsum MonocristalliAssociazione irregolare tra cristalli di specie diverse K-feldspato Quarzo Orneblenda granito Aggregati cristallini forme allungate (filiforme, aciculare, capillare, fibroso, stalattitico, colonnare) Aciculare (natrolite) Fibroso (Okenite) forme tonde o raggiate (globulare, botroidale, reniforme, oolitico, pisolitico, raggiato, mammellonar e nodulare) Mammellonare (phrenite) botroidale (ematite) Stato di aggregazione

25 Forme divergenti (dendritico, scheletrico, muschioso, coralloide, a covoni) Arborescente Oro nativo dendritico Forme appiattite (tabulare, lamellare, fogliaceo, micaceo, scaglioso,) Lamellare (muscovite) Forme granulari (saccaroide, granulare, massiva, compatta) Massiva - Lazurite Stato di aggregazione

26 a) Accrescimento di un cristallo di dimensioni maggiori di quarzo su di uno più piccolo a formare uno scettro b) Terminazione di un grande cristallo di quarzo con una associazione parallela di cristalli più piccoli c) concrescimento parallelo di cristalli di baritina. Stato di aggregazione – Associazione regolare

27 Associazioni regolari di cristalli di uguale specie uniti in modo tale che l'orientazione di un individuo rispetto agli altri segua determinate regole di simmetria cristallografica. Le regole di simmetria (es. piano di riflessione, asse di rotazione) non sono presenti nella simmetria del singolo individuo La geminazione è l’operazione di simmetria che mette in relazione reciproca gli individui costitutivi del geminato Staurolite Croce di S. Andrea Plagioclasi, Legge dell’albite Stato di aggregazione - Gemminati

28 Aspetto della superficie del minerale in luce riflessa Metallica (minerali opachi) (cromo, acciaio, rame, oro, argento, mercurio, bismuto – molibdenite, stibnite, calcocite, galena, pirite, calcopirite, grafite, covellite. bornite) Sub-Metallica (ematite, ilmenite, rutilo, pirolusite, manganite, goetite, wolframite, magnetite) Non metallica (minerali trasparenti) Cerosa o resinosa (Blenda, nontronite, ambra) Grassa (nefeline lattiginose) Metallica (minerali opachi) (cromo, acciaio, rame, oro, argento, mercurio, bismuto – molibdenite, stibnite, calcocite, galena, pirite, calcopirite, grafite, covellite. bornite) Sub-Metallica (ematite, ilmenite, rutilo, pirolusite, manganite, goetite, wolframite, magnetite) Non metallica (minerali trasparenti) Cerosa o resinosa (Blenda, nontronite, ambra) Grassa (nefeline lattiginose) resinosa cerosa Metallica Lucentezza

29 perlacea (Talco) Vitrea (quarzo, olivine, pirosseni, anfiboli, feldspati, calcite, dolomite, barite, anidride, granati, berillo e altri minerali comuni delle rocce) opaca (barite) quarzo Adamantina (diamante, Topazio cerussite, anglesite) setosa Gesso (sericolite) setosa (crisotilo fibroso) Lucentezza non metallica

30 Alcuni minerali hanno un colore diagnostico Azzurrite Realgar (AsS) Malachite – Cu2(CO3)(OH)2 Molti altri minerali hanno un colore variabile Quarzo – molti colori Le varietà di colore spesso riflettono la presenza di impurità. Colore

31 Plagioclasi: bianco (albite) a grigio scuro (anortite) Granati: rosso-rosso bruno fino a bruno Clinopirosseni: quasi bianco (diopside puro) verde chiaro (diopside) verde scuro (hedembergite), nero (augiti) Ortopirosseni: Beige chiaro (enstatite) a bruno scuro (ferrosilite) Anfiboli: da verde chiaro a verde scuro Orneblenda: da verde scuro a nero Olivine: verde Biotite: da nera a marrone Clorite: verde Muscovite: incolore, grigio, marrone Colore

32 Colore del minerale sfregato su una tavoletta di ceramica. Striscio importante sopratutto per minerali opachi (solfuri e ossidi) –Striscio congruente – colore dello striscio uguale al colore del minerale. Magnetite – colore=nero, striscio=nero. –Striscio incongruente – striscio diverso dal colore del minerale Cromite – nero, striscio =verde marrone. Ematite = striscio rosso scuro Colore dello striscio

33 La luminescenza è un fenomeno fisico che consiste nell'emissione di luce visibile da parte di materiali eccitati da cause diverse dall'aumento di temperatura. Fluorescenza: la proprietà di alcuni minerali di riemettere, nella maggior parte dei casi a lunghezza d'onda più alta e quindi a energia minore, le radiazioni ricevute, in particolare di assorbire radiazioni nell'ultravioletto ed emetterla nel visibile. Si interrompe quando si interrompe la sorgente. Fosforescenza: la radiazione continua ad essere emessa anche dopo aver eliminato la sorgente eccitante Luminescenza

34 Fluorite Gesso Fluorescenza

35 calcite scheelite CaWO 4 Fosforescenza

36 Resistenza di un materiale ad una sollecitazione meccanica applicata secondo una direzione (scalfittura, indentazione) Dipende dal tipo di legame, dalla dimensione degli ioni e dalla loro carica, NC, indice di compattezza. Durezza

37 ELASTICITA’ Si dice elastico un minerale che piegato si deforma ma che ritorna alla sua posizione iniziale non appena cessa lo sforzo applicato. Tipica delle strutture a strati Miche potassiche, sodiche e calciche Crisotilo Crocidolite (amianto di anfibolo) Muscovite crisotilo Comportamento elastico

38 Rottura che avviene secondo piani di debolezza strutturale del cristallo che corrispondono a piani cristallografici. E’ funzione della struttura interna (forza del legame chimico o distanza interplanare). Comportamento fragile – Sfaldatura

39 Tendenza alla rottura lungo piani di debolezza. Produce superfici piane, riflettenti. Viene descritto dal numero di piani e dai loro angoli. A volte confuso con l’abito cristallino. –La sfaldatura è penetrativa; spesso forma gradini paralleli. –L’ abito cristallino è solo la superficie esterna. 1, 2, 3, 4, e 6 sfaldature possibili. Comportamento fragile – Sfaldatura

40 Esempi di Sfaldatura: –1 direzione –2 direzioni a 90º –2 direzioni NON a 90º Muscovite Mica Anfibolo K-Feldspato Comportamento fragile – Tipo di sfaldatura

41 3 direzioni a 90º 3 direzioni non a 90º calcite salgemma Comportamento fragile – Tipo di sfaldatura

42 Ossidiana In alcuni minerali, la forza di legame è circa la stessa in tutte le direzioni. La rottura avverrà quindi secondo superfici irregolari (frattura) Concoide, fibrosa, scheggiosa, dentellata, scabra Esempio: il quarzo mostra frattura concoide. La superfice liscia e curva ricorda l’interno di una conchiglia. I bordi sono molto taglienti. Comportamento fragile – Frattura

43 Pyrite Potassium Feldspar Pirite (G = 5 ) Feldspato potassico (G = 2.6) Proprietà ponderali – Peso specifico Il peso specifico, (G) o densità relativa e’ un numero che esprime il rapporto tra il peso di una sostanza ed il peso di un eguale volume di acqua a 4C. eso specifico di una sostanza dipende da Il peso specifico di una sostanza dipende da La composizione chimica Il grado di impacchettamento

44 3 gruppi cristallografici Classificazione in base alla periodicità lungo le tre direzioni cartesiane 7 sistemi cristallini Classificazione in base agli angoli formati dalle tre direzioni cartesiane I minerali – Classificazione

45 Stessa struttura diversa composizione Soluzioni solide Formate da più minerali con stessa struttura cristallina ma diversa composizione chimica Gruppo dell’olivina (Mg,Fe) 2 SiO 4 Forsterite Mg 2 SiO 4 Fayalite Fe 2 SiO 4 Silicati. Sostituzione Al-Si nei tetraedri SiO 4 I minerali – Isomorfismo

46 Polimorfismo (diversa struttura cristallina – stessa composizione chimica) Diamante Densità = 3.52 Durezza =10 Grafite Densità = 2.09-2.23 Durezza =1-2 Stessa composizione ma diversa struttura I minerali – Polimorfismo

47 Polimorfi della Silice I minerali – Polimorfismo

48 Sulla Terra ci sono circa 3,500 minerali riconosciuti I geologi classificano i minerali in accordo con la loro composizione chimica. In particolare, vengono raggruppati in base ai loro anioni (ioni a carica negativa). Si considerano sia ioni semplici (O 2- ) che complessi [(SiO 4 ) 4- e (CO 3 ) 2- ] I minerali Elementi nativi: circa 20 elementi sono presenti in natura nel loro stato nativo come minerali. Hanno importanza dal punto di vista economico (oro, argento, rame, ferro, …) Silicati: i minerali più abbondanti sulla crosta terrestre. Sono composti da ossigeno (O) e silicio (Si) in combinazione con cationi di altri elementi Carbonati: costituiti da carbonio (C) e ossigeno nella forma CO 3 2- (include la calcite) Ossidi: composti dell’anione ossigeno (O 2- ) e cationi metallici Sulfidi: composti dell’anione sulfido (S 2- ) e cationi metallici (include la pirite: FeS 2 ) Solfati: composti dell’anione solfato (SO 4 ) 2- e cationi metallici (include l’anidrite: CaSO 4 )

49 Struttura del tetraedro [SiO 4 ] 4–. Il gruppo più diffuso di minerali è quello dei silicati (80% della crosta terrestre). La base è data da un atomo di Si che coordina 4 ioni ossigeno. L’atomo di Si può essere sostituto dall’Al. Gli alluminosilicati comprendono i feldspati, il gruppo di minerali più numeroso sulla crosta terrestre. I silicati si classificano sulla base dei collegamenti del tetraedro. I tetraedri possono essere isolati, collegati per uno, due, tre o tutti e quattro i vertici. I minerali – I silicati

50 Strutture cristalline dei principali silicati, rappresentate attraverso i diversi modi in cui i tetraedri [SiO 4 ] 4– possono legarsi tra loro per mezzo di ossigeni-ponte. I minerali – I silicati

51 Fayalite Forsterite Olivina in basalto Inclusi di peridotite Densità = 3.22-4.39 Durezza = 6.5-7 Sfaldatura: assente; frattura concoide. Da verde oliva a marrone. Comuni in rocce magmatiche femiche ed ultrafemiche sia intrusive (gabbri, peridotiti) che effusive (basalti). Nesosilicati – Gruppo delle Olivine (Mg,Fe) 2 SiO 4

52 Densità = 3.58-4.32 Durezza =6-7.5 Frattura concoide irregolare. Solitamente rosso e marrone. Spessartina Almandino Uvarovite Andradite Grossularia Piropo Molto comune in rocce metamorfiche, più raro in rocce magmatiche (peridotiti del mantello) e come minerale detritico in depositi sedimentari. Nesosilicati – Gruppo dei Granati Y 3 X 2 (SiO 4 ) 3 Y = Fe, Mg, Mn, Ca (Catione bivalente) X = Al, Ti, Cr, Fe (Catione trivalente)

53 Densità = 2.8 – 3.9 Durezza = 4.5 – 6 Sfaldatura: buona; due direzioni a 90° Da verde a nero. Cristalli prismatici Gruppo dei pirosseni Inosilicati a catena singola – Pirosseni Ciascun tetraedro condivide due dei quattro ossigeni. Il rapporto Si vs O è di 1 a 3 (SiO 3 )

54 Ortopirosseni (sistema ortorombico) Clinopirosseni (sistema monoclino) I pirosseni possono essere rappresentati nel sistema chimico CaSiO 3 –MgSiO 3 –FeSiO 3 Inosilicati a catena singola – Pirosseni

55 Pirosseni ortorombici Enstatite MgSiO 3 Ferrosilite FeSiO 3 Proprietà fisiche: Prismatici a 4 o 8 lati. Due sfaldature a circa 90 gradi. Colore grigiastro, giallo, verdognolo. Durezza 5-6 Lucentezza: vitrea o perlacea sulle sup. sfaldatura. Gli indici di rifrazione, peso specifico aumentano con il contenuto in Fe. Distribuzione Peridotiti, gabbri e basalti Pirosseniti Metamorfiche: facies granulitica Pirosseni ortorombici (Ortopirosseni)

56 hedembergite Diopside Augite Serie Diopside - Hedenbergite Augite Proprietà fisiche: Prismatici a 4 o 8 lati. Due sfaldature a circa 90 gradi. Lucentezza: Vetrosa. Colore bianco-verde chiaro (diopside); più scuro se c’è Fe. L’augite è nera. Si trovano in rocce metamorfiche e ignee Pirosseni monoclini (Clinopirosseni)

57 Densità = 2.85 – 3.86 Durezza = 5-6 Sfaldatura: buona; due direzioni a 120° e 60° Da verde a nero Cristalli lunghi, prismatici. Tipico di rocce metamorfiche anche di alta pressione. Presente anche in rocce magmatiche intrusive Orneblenda Actinolite Glaucofane Inosilicati a catena doppia – Anfiboli

58 Muscovite Biotite Muscovite E’ uno dei più comuni minerali delle rocce, soprattutto plutoniche, ricche di Si e Al (pegmatiti e graniti) e di rocce metamorfiche di basso o medio grado. Biotite Tipica di rocce ignee (pegmatiti, graniti, dioriti, gabbri, peridotiti). Anche in alcune rocce metamorfiche e sedimentarie clastiche. Fillosilicati – Gruppo delle miche

59 In base al tipo di alternanza tra fogli tetraedrici e ottaedrici (formati da cationi bi e trivalenti) possiamo avere diversi tipi di fillosilicati: fillosilicati 1:1 (T-O) 1 foglio tetraedrico 1 foglio ottaedrico NO sostituzioni isomorfe NO cationi interstrato fillosilicati 2:1 + cationi (T-O-T) 2 fogli tetraedrici 1 foglio ottaedrico sostituzione Al 3+ –> Si 4+ fillosilicati 2:1:1 (T-O-T-O) 2 fogli tetraedrici 2 fogli ottaedrici Es. caolinite Es. illite, smectite vermiculite Es. clorite Tipi di Fillosilicati - minerali argillosi

60 Densità = 2.16-2.68 Durezza =2-2.5 Masse terrose nei suoli o in associazione con altre argille, ossidi di Fe e carbonati. caolinite Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 clorite (MgFeAl) 12 (SiAl) 8 O 20 (OH) 16 Tipi di Fillosilicati - minerali argillosi

61 Sulla base della presenza (e del tipo) di altri cationi nell’impalcatura tridimensionale, i tectosilicati si possono dividere in tre gruppi principali: Gruppo della silice che comprende il quarzo e le sue fasi polimorfe (senza altri cationi) Feldspati che comprendono i feldspati alcalini e i plagioclasi Feldspatoidi Poi qualche interesse (soprattutto economico) hanno anche il Gruppo delle zeoliti Tectosilicati

62 Quarzo- SiO 2 Densità = 2.65 Durezza = 7 Sfaldatura: non riconoscibile Frattura: concoide Incolore, di solito trasparente. E’ presente sia in ambiente magmatico [rocce plutoniche (es. graniti, granodioriti, tonaliti) e rocce vulcaniche (es. daciti, rioliti)] che in ambiente metamorfico (stabile a diversi gradi ed è facilmente mobilizzabile) ed ambiente sedimentario [stabile sia come minerale detritico (sabbie) sia come cemento in rocce consolidate (arenarie)]. Rocce idrotermali di bassa T (calcedonio, corniola, agata, onice) impurità di Fe e Al Inclusioni di rutilo Tectosilicati – gruppo della silice

63 Quarzo affumicato (“smoky quartz”) Quarzo citrino Quarzo rosa Ti 4+ Al 3+ Quarzo ialino (“cristallo di rocca”) Fe 3+ Tectosilicati – gruppo della silice

64 Prende vari nomi a seconda della diversa maniera di presentarsi: E’ la varietà di quarzo compatta, microcristallina, solitamente concrezionaria zonata, con zone a struttura fibrosa alternate a zone microgranulari. Deposizione da soluzione acquose. Riempimento o rivestimento di cavità. Agata: varietà zonata concentrica che si forma in cavità circolari (geodi) Diaspro: termine generico dato ai calcedoni opachi e colorati in modo abbastanza uniforme Onice: varietà di calcedonio di colore bianco, grigio o nero (raramente rossastro) Corniola: varietà di calcedonio di colore rosso aranciato per la presenza di ematite o limonite Tectosilicati – gruppo della silice – Calcedonio (SiO 2 )

65 Densità = 2.5-2.8 Durezza = 6-6.5 Sfaldatura: due direzioni perpendicolari o quasi Da bianco a grigio Tectosilicato(K)(Na) (Ca) Feldspati alcalini Plagioclasi I feldspati costituiscono il gruppo più importante dei minerali costituenti le rocce. Formano circa il 60% della crosta terrestre e possono essere presenti praticamente in tutti i tipi di rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie clastiche. Tectosilicati – Feldspati

66 Varietà “amazonite” Microclino: Tipico di pegmatiti granitiche e in rocce metamorfiche (gneiss). Microclino Ortoclasio Sanidino: Minerale tipico di rocce magmatiche effusive recenti di composizione trachitica, dacitica, riolitica e fonolitica. sanidino Ortoclasio: Componente essenziale di molte rocce magmatiche intrusive (graniti, sieniti, monzoniti) e delle pegmatiti; è presente anche in rocce metamorfiche (gneiss, migmatiti) e in alcune rocce sedimentarie clastiche. Tectosilicati – Feldspati Alcalini

67 Albite Anortite Bytownite Labradorite Sistema triclino, cristalli pseudoprismatici tabulari, con poche facce, spesso geminati; raramente in aggregati massivi. Proprietà fisiche: sfaldatura: 2 direzioni ad angolo retto. buona. H=6, G=2,62, 2,76. Lucentezza: da vitrea a perlacea. Sono i minerali più abbondanti e diffusi nelle rocce. Tipico di rocce magmatiche (plutoniche e vulcaniche); presente anche in rocce metamorfiche e sedimentarie. Tectosilicati – Plagioclasi

68 I feldspatoidi sono un gruppo di minerali comprendente diverse serie di allumosilicati di sodio, potassio e calcio che hanno, rispetto ai corrispondenti feldspati, un minor contenuto in silice per la povertà di questa nei magmi di provenienza. Molto meno diffusi dei feldspati, i feldspatoidi possono acquistare (localmente) anche grande importanza. Si riconoscono due serie principali (leucite e nefelina, a diverso rapporto Si/Al) e due serie minori (cancrinite e sodalite). Silice normale Feldspati Poca silice Feldspatoidi Tanta silice Feldspati Quarzo + Tectosilicati – Feldspatoidi

69 Leucite K(AlSi 2 O 6 ) Sistema tetragonale, forma bei cristalli icositetraedrici, pseudomorfi della fase di alta T (cubica). Colore biancastro, raramente incolore e trasparente o rosato. H = 6. Tipica di rocce laviche sottosature e in rocce ipoabissali ricche in potassio (basalti leucitici, fonoliti, leucititi [sanpietrini]). Non si trova mai né in lave antiche né in rocce metamorfiche. Tectosilicati – Leucite

70 Calcite: CaCO 3 I minerali del gruppo della carbonati hanno una struttura a strati. Nella calcite gli strati di ioni carbonato si alternano con strati di ioni calcio, nella dolomite con ioni calcio e magnesio. Secondo gruppo per abbondanza nella crosta terrestre. Tre minerali principali: Calcite: CaCO 3 Aragonite: CaCO 3 Dolomite: (Ca,Mg)CO 3 I carbonati

71 Densità = 2.71 Durezza = 3 Sfaldatura: tre direzioni di sfaldatura perfetta. Cristalli romboedrici. Incolore, da trasparente a traslucida. Da grossolanamente a finemente cristallina. Aragonite: CaCO 3 Attività biologica: perle Calcite Genesi: Ambiente evaporitico I carbonati

72 La calcite pura è identificabile rapidamente per la facilità con cui può essere tagliata o sfaldata e per la prontezza con cui reagisce con acidi diluiti. Dalla dolomite perche’ e’ effervescente in HCl freddo; dall’aragonite per il minore peso specifico e la sfaldatura romboedrica Genesi: La calcite è comunissima nelle rocce sedimentarie (calcari, marne e arenarie calcaree), depositi carsici (stalattiti e stalagmiti); Genesi metamorfica (marmo), Idrotermale di bassa T, Genesi magmatica (rara) (carbonatiti e sieniti a nefelina) Usi: come materiale per l’edilizia (calce viva e cementi, rocce cementizie) nell’industria chimica, come pietra da costruzione e pietra ornamentale Calcite I carbonati – calcite-dolomite-aragonite

73 I più comuni nelle rocce sono: Ematite Fe 2 O 3 Magnetite Fe 3 O 4 Spinello MgAl 2 O 4 Ematite: Magmatica (graniti), Idrotermale, Metamorfica, Sedimentaria (per lisciviazione della silice e arricchimento In Fe). Minerale primo per l’estrazione del ferro Magnetite Ematite Magnetite: minerale accessorio comune in rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche Spinello Spinello: minerale del mantello (trasformazione olivina-spinello a 400 km) Gli ossidi

74 Nello ione solfuro (S 2- ), un atomo di zolfo ha acquistato un elettrone e si lega a cationi metallici. Il minerale più comune è la pirite (FeS 2 ). - FeS 2 (Pirite) - PbS (Galena) - ZnS (Sfalerite) - HgS (Cinabro) - Sb 2 S 3 (Stibnite) Pirite Idrotermale (cristalli ben formati) Sedimentaria (masse microcristalline) Solitamente associato con calcopirite, sfalerite e galena I solfuri

75 Gesso CaSO 4 · 2H 2 O Anidrite CaSO 4 Densità = 1.5-2 Durezza =2.31-2.33 Sfaldatura: perfetta in una direzione. Da incolore a bianco. Masse granulari, terrose; cristalli tabulari Genesi: evaporiti. In regioni vulcaniche per l’azione dei vapori dei solfuri sui calcari. Minerale di ganga nei giacimenti metalliferi. Usi: industrie della carta, del cemento e della gomma. Gesso da presa o gesso di Bologna (cartongessi, stucchi, stampi, calchi). Ritardante nel cemento portland Gesso agricolo come fertilizzante e correttore dei suoli. I solfati

76 Salgemma NaCl Fluorite CaF 2 minerale di giacimenti evaporitici. Depositi di sale e domi salini Durezza: 2.5 la fluorite è un tipico minerale idrotermale e costituisce numerosi filoni di cui può essere l'unico componente o può essere accompagnata da solfuri Durezza: 4 Fluorite Halite Altri minerali- Alogenuri