Classificazione dei minerali - Mineralogia

PROPRIETÀ OTTICHE E FISICHE

Le olivine sono soluzioni solide tra forsterite (Fo: Mg 2 [SiO 4 ]) e fayalite (Fa: Fe 2 [SiO 4 ]). I termini della

serie, suddivisi sulla base del contenuto in forsterite, sono: forsterite (Fo=100–90%), crisolito (Fo=90–70%),

hyalosiderite (Fo=70–50%), hortonolite (Fo=50–30%), ferrohortonolite (Fo=30–10%), fayalite (Fo=10–0%).

Birifrangente biassica i suoi indici di rifrazione principali, per i due termini estremi, sono:

α = 1,635 – 1,827

β = 1,651 – 1,869

γ = 1,670 – 1,879

Presenta birifrangenza massima ∆= 0,035 – 0,052.

Colore: generalmente incolore. I termini molto ferriferi hanno colore giallino e possono mostrare un

leggero pleocroismo.

Abito: prismatico tozzo, spesso rotondeggianti e attraversati da fratture. Negli individui euedrali presenta

spesso sezioni a contorno esagonale leggermente allungato (Figura 138).

Rilievo: alto, specialmente nei termini ferriferi.

Sfaldatura: imperfetta secondo (100) e (010) spesso non visibile. Comuni le fratture.

Birifrangenza: alta con colori di interferenza del 2° e 3° ordine.

Estinzione: parallela alle eventuali tracce di sfaldatura o alle bisettrici dell’angolo acuto dell’esagono (Figura

138).

Geminazione: raramente osservabile.

Figura di interferenza: l’angolo 2V degli assi ottici varia notevolmente al variare del contenuto in fayalite

passando dal valore di 2V γ = 82° per la forsterite al valore di 2V γ = 134° (2V α = 46°) per la Fayalite.

L’inversione del segno ottico da positivo a negativo si realizza a tenori di fayalite intorno al 15%.

≅

Considerato che i termini più comuni delle olivine hanno angolo 2V 90°, la figura d’interferenza sarà ben

osservabile in sezioni circa ortogonali all’A.O. (a bassa birifrangenza 115 ), in questi casi, essa sarà data da

una sola isogira che resta rettilinea o si incurva leggermente al ruotare del piatto del microscopio (la

determinazione del segno ottico può essere difficoltosa ed ambigua).

Alterazione: l’olivina è molto sensibile all’alterazione in ambiente superficiale, idrotermale e di basso grado

metamorfico. I prodotti secondari più tipici sono serpentino, iddingsite, bowlingite, anfiboli (pilite). Le

trasformazioni secondarie iniziano tipicamente lungo le fratture e i bordi e possono portare alla

sostituzione completa dei cristalli. L’iddingsite è una sostanza formata da clorite e ossidi e idrossidi di ferro,

ha colore rosso-marrone ed è tipica di rocce vulcaniche. La bowlingite ha colore verde ed è costituita

essenzialmente da clorite, smectite, miche, talco, quarzo. I prodotti dell’alterazione pilitica sono costituiti

da minuti cristalli fibrosi di anfibolo tremolitico- actinolitici.

Caratteristiche diagnostiche: il rilievo alto, gli elevati colori di interferenza, l’assenza o scarsità di tracce di

sfaldatura, la presenza di fratture irregolari, l’estinzione parallela rispetto all’eventuale allungamento o

sfaldature e l’ampio 2V a segno ottico variabile.

Considerata l’alta birifrangenza massima presentata dall’olivina, una sezione circa ortogonale all’A.O. potrà

presentare colori d’interferenza anche eccedenti il bianco del 1° ordine sino al giallo chiaro del 1° ordine.

PARAGENESI

L’olivina forsteritica è un minerale fondamentale di rocce ultramafiche quali peridotiti, duniti, pirosseniti e

di rocce basiche quali basalti, gabbri. Nelle rocce ultramafiche l’olivina presenta un elevato contenuto in

forsterite generalmente compreso tra 92-85% circa, mentre nelle rocce mafiche le variazioni composizionali

sono tipicamente Fo= 85-50% circa. I termini magnesiaci delle olivine sono sotto-saturi in silice e non si

trovano mai in paragenesi con silice libera, con la quale reagiscono per dare enstatite secondo la reazione:

Mg SiO + SiO = Mg [SiO ] . I termini ferriferi, invece, sono comunemente presenti in rocce acide

2 4 2 2 3 2

soprasature in silice di natura peralcalina. L’olivina, spesso con composizione forsteritica pura, si rinviene

anche come prodotto di termometamorfismo di calcari e dolomie impuri. In molte rocce basiche di terreni

metamorfici di alto grado, l'olivina è circondata da un certo numero di involucri successivi che sono

costituiti da varie combinazioni di ortopirosseno, clinopirosseno, spinello, anfibolo e granato. Descritti

come corone, bordi di reazione, mantelli di corrosione e bordature chelifitiche questi involucri si formano in

condizioni di solidus durante il raffreddamento, a partire dalle temperature ignee, purché la pressione si

mantenga relativamente alta, oppure quando il termine forsteritico reagisce perché diventa instabile

trovandosi in un fuso ricco in silice formando pirosseno tramite la reazione: Mg SiO + SiO = Mg Si O

2 4 2 2 2 6

ZIRCONE - Zr[SiO ]

4

È un nesosilicato dove i tetraedri SiO sono isolati e collegati fra loro da atomi di Zr in coordinazione cubica,

4

è caratterizzato da una lucentezza adamantina e da una grande varietà di colori che lo rendono

particolarmente adatto per l'impegno gemmologico. Può essere ritrovato in tutti e 3 i tipi di rocce per via

della sua resistenza all'alterazione. Nella struttura sono stati individuati più di 50 elementi tra cui U e Th,

molto utili per le datazioni radiometriche.

TITANITE o SFENE – CaTi[SiO ](O, OH, F)

4

È un minerale accessorio in rocce magmatiche e metamorfiche, contiene U e Th e può essere utilizzato per

datazioni U-Th-Pb.

GRUPPO DEI GRANATI

I minerali del gruppo dei granati sono caratteristici delle rocce metamorfiche, ma sono anche presenti in

alcuni tipi di rocce ignee e nei sedimenti come granuli detritici. Il gruppo è suddiviso nelle specie sotto

elencate, che rappresentano i termini puri delle diverse serie isomorfe. Un granato che corrisponde

esattamente per composizione a uno dei termini puri è comunque raro; perciò il nome è assegnato in

funzione del tipo “molecolare” predominante presente. I graniti possono essere suddivisi in due serie:

 PIRALSPITE: Piropo – Almandino – Spessartina

 UGRANDITE: Uvarovite – Grossularia – Andradite

Tra piralspite e ugrandite c'è una variazione piuttosto completa e continua di composizione. Cristallizzano

nel sistema cubico.

Formule: 3[8]

X Y (SiO ) dove: X = Ca, Fe, Mg

3 2 4 3 2[6]

Y = Al, Fe, Cr

Possiamo dividere quindi i granati per le caratteristiche in:

PIRALSPITE = sono dei GRANATI ALLUMINIFERI dove Al occupa il sito di coordinazione Y:

 PIROPO = Mg Al Si O

3 2 3 12

 ALMANDINO = Fe Al Si O

3 2 3 12

 SPESSARTINA = Mn Al Si O

3 2 3 12

UGRANDITE = sono dei GRANATI CALCICI dove Ca occupa il sito di coordinazione X:

 GROSSULARIA = Ca Al Si O

3 2 3 12

 3+

ANDRADITE = Ca (Fe , Ti) Si O

3 2 3 12

 UVAROVITE = Ca Cr Si O

3 2 3 12

STRUTTURA

La cella elementare dei granati contiene 8 unità di formula X Y Z O . La struttura consiste di tetraedri ZO

3 2 3 12 4

alternati a ottaedri YO che condividono i vertici in modo da formare un'impalcatura tridimensionale.

6

All'interno di questa impalcatura si trovano cavità che possono essere descritte come cubi distorti formati

da 8 ossigeni che contengono al centro gli ioni X. La lunghezza del parametro di cella nel gruppo dei graniti

è di considerevole importanza come carattere diagnostico e può essere ottenuto facilmente.

BLU=Si; VIOLA=Y; CELESTE=X;

CHIMICA

Granati della specie PIROPO che contengono più dell'80% della molecola piropo sono rari; il piropo tipico

delle rocce di alto grado metamorfico contiene intorno al 40-70% di questa molecola (ma nel Massicci delle

Alpi Italiane sono stati rinvenuti piropi pressoché puri: > 98,5%): le altre componenti sono principalmente

almandino e grossularia. Granati piropo contenenti Cr O pari al 3-8% sono abbastanza comuni. Molti di

2 3

questi granati hanno tonalità di colore caratterista sul viola verdastro o porpora; il fatto che comunemente

siano associati con Kimberliti contenenti diamante giustifica il nome di cromo-piropo dato a questa varietà.

Variazioni retrograde di pressione e temperatura coinvolgenti il piropo possono causarne la

decomposizione in un miscuglio di orneblenda, plagioclasio e magnetite, che assume talvolta la forma di un

concrescimento chelifitico verde chiaro.

L'ALMANDINO è la specie più comune del gruppo dei granati. I granati almandinici contengono

generalmente quantità apprezzabili sia della “molecola” piropo sia di quella spessartina e possono

contenere anche importanti tenori della “molecola” grossularia. Un comune prodotto di alterazione

dell'almandino è la clorite.

Le SPESSARTITE hanno un esteso intervallo composizionale, che va da approssimativamente, 97% di

“molecola” spessartinica in giù; il sostituente principale è l'almandino ma si trovano anche spessartine con

un sensibile contenuto di grossularia ed è evidente che a pressione moderate c'è una miscibilità

virtualmente completa tra questi due termini puri.

La GROSSULARIA può essere di composizione anche molto vicina a quella del termine puro; altrimenti la

“molecola” sostituente predominante è l'andandite, con la quale forma una serie continua. Molti granati di

colore verde a causa della presenza di cromo sono chiamati uvaroviti, mentre in realtà il loro contenuto in

cromo è relativamente basso e si tratta di grossularie cromifere.

ANDRADITI che contengono più del 90% di molecola andraditica sono piuttosto comuni. La principale

soluzione solida, comunque, è quella andradite-grossularia; molte andraditi di skarn mostrano zonature

composizionale (e di colore). Sono noti anche granati di composizione intermedia tra andraditi e

spessartina. Le andraditi di origine primaria delle rocce ignee alcaline possono contenere quantità

apprezzabili di titanio. Evidenze strutturali e sperimentali indicano che il Ti è principalmente situato nei siti

3+

ottaedrici a sostituire il Fe , poiché l'ordine di preferenza relativa di occupazione del sito tetraedrico (in

parziale sostituzione del Si) deve essere Al>Fe>Ti. Il nome MELANITE è stato usato per le varietà titanifere

3+ 3+

di andradite con Fe >Ti in posizione ottaedrica, mentre quelle con Fe <T in questa posizione sono

denominate SCHORLOMITI.

L'UVAROVITE è uno dei termini puri della serie ugranditica, ma i granati con questa “molecola” uvarovitica

predominante sono relativamente rari. Principalmente è la “molecola” grossularia, con minori quantità di

andradite, che entra in soluzione solida con l&#