Geologia applicata - minerali

I minerali

Gli atomi originano elementi che si uniscono a formare minerali, questi a loro volta si aggregano nelle rocce.

Abbondanza relativa dei dieci elementi più comuni nella crosta terrestre

Principali minerali delle rocce

I principali minerali costituenti le rocce possono essere classificati in:

• Minerali non silicati, fra i quali:
  • Calcite CaCO₃
  • Dolomite CaMg(CO₃)₂
  • Salgemma NaCl
  • Gesso CaSO₄·2H₂O
  • Anidrite CaSO₄
  • Altri (ematite, pirite, magnetite, …)
• Minerali silicati, costituenti nell’insieme il 99% delle rocce della crosta terrestre, formati da combinazioni diverse di gruppi SiO₄ (a struttura tetraedrica).

Scala di Mohs

Minerali non silicati

Cristalli di fluorite con abito cubico. Il quarzo mostra un’estrema varietà di forme che vanno da gruppi di cristalli con facce ben definite a masse di cristalli concreti in modo tale che non compaiono facce ben sviluppate.

Strutture dei principali silicati

• Minerali delle argille
• Feldspati

Minerali delle argille

Minerali a struttura complessa, formata dall’associazione di:

• T - Strati di tetraedri (gruppi SiO₄) – silica sheet
• O - Strati di ottaedri (atomi di Mg o Al legati ad ossidrili OH) – noti rispettivamente come brucite- o gibbsite sheet

Tetraedro T: silicio ossigeno. Ottaedro O: -OH alluminio, magnesio, ecc.

Principali minerali delle argille

• Gruppo delle caoliniti (TO)
• Gruppo delle illiti (TOT)
• Gruppo delle smectiti (montmorilloniti) (TOT) - a crescente superficie specifica, capacità di assorbimento d’acqua, rigonfiabilità e capacità di scambio cationico (CEC – cation exchange capacity), a decrescente spessore e diametro delle lamine.

* Proprietà che governano plasticità e comportamento meccanico delle terre.

Acqua adsorbita da una particella argillosa

Minerali argillosi: struttura

[da Attewell & Farmer, 1976]

Minerali delle argille - Microstruttura

• Kaolinite 7.2 Å
• Montmorillonite water ions

Principali prodotti di alterazione dei silicati