MINERALOGIA E LABORATORIO, II Modulo (M-Z) A.A. 2008/2009, Secondo anno, I semestre, 6 crediti, 28 ore di lezione, 22 ore di esercitazioni.

Prof. Antonio GIANFAGNA, Dipartimento di Scienze della Terra, III piano, stanza 309; tel. 06-49914921, fax 06-4454729, e-mail: antonio.gianfagna@uniroma1.it

Orario di ricevimento studenti dal lunedì al venerdì 10-13

Finalità del corso e basi necessarie Il corso ha il duplice scopo di fornire allo studente sia i criteri generali classificativi dei minerali che le principali tecniche per il loro studio. Sononecessarie le basi di Chimica Generale e di Mineralogia e Laboratorio I.Programma La mineralogia sistematica e i criteri di classificazione dei minerali. I mineraliignei, metamorfici e sedimentari. Le principali famiglie di minerali delle rocce. I mineraliargillosi. Minerali e salute: impatto ambientale. Interazione tra radiazione e materia: lucetrasmessa e raggi X. Ottica mineralogica e cristallografica. Determinazioni ottiche. Diffrattometria a raggi X e metodo su polveri per il riconoscimento di fasi minerali. Introduzione all’analisi mineralogica strumentale: analisi chimiche qualitative (SEM-EDS) e quantitative (Microsonda Elettronica) e relativo calcolo della formula cristallochimica.Esercitazioni 22 ore, riguardanti applicazioni pratiche degli argomenti trattati a lezione.Escursioni: 1 giornoModalità di verifica durante il corso E’ prevista una verifica (ottica pratica)Modalità di esame L’esame orale finale sarà preceduto da una prova pratica. Testi consigliati KLEIN C. - Mineralogia. Ed. Zanichelli, 2004. MOTTANA A. - Fondamentidi mineralogia geologica. Ed. Zanichelli, 1988.

Classificazione dei minerali

Sulla base della composizione chimica i minerali vengono suddivisi in gruppi o classi:

1. Elementi nativi: appartengono a questa classe elementi non legati ad altri come zolfo, diamante egrafite.2. Solfuri: lo zolfo è il principale anione. Sono solfuri: la galena (solfuro di piombo), la pirite(solfuro di ferro) e la sfalerite (solfuro di zinco).3. Alogenuri: il principale anione può essere il cloro, il bromo, il fluoro o lo iodio. Appartengono aquesta classe il salgemma e la fluorite.4. Ossidi: l’ossigeno è il principale anione. Ricordiamo l’ematite e la magnetite che sono due ossidi di ferro.5. Carbonati: il carbonio e l’ossigeno insieme formano il principale complesso anionico, come nellacalcite e nella dolomite.6. Solfati: lo zolfo e l’ossigeno insieme formano il principale complesso anionico, come nella barite e nel gesso, che è un solfato di calcio.7. Fosfati: il fosforo e l’ossigeno insieme formano il principale complesso anionico, come nell’apatite. 8. Silicati: i silicati sono costituiti da una base strutturale di tetraedri SiO4.

SilicatiIl tetraedro di silicio SiO4 è l’unità elementare della struttura dei silicati. In questa struttura un atomodi silicio è al centro mentre ai vertici si trovano quattro atomi di ossigeno.Le varie strutture dei silicati derivano dai diversi modi con cui questi tetraedri si associano e su questestrutture si basa la loro classificazione. Alcuni minerali sono formati da tetraedri individuali, altridall’unione in varie configurazioni di due o più tetraedri.

1. Nesosilicati: i gruppi tetraedrici sono isolati. Tra i minerali di questo gruppo ricordiamo l’olivinadal tipico colore verde oliva, lo zircone, i granati, la cianite, il topazio.2. Sorosilicati: in questi silicati i tetraedri sono legati tra loro in piccoli gruppi, con un vertice in comune. Ricordiamo l’emimorfite e la vesuvianite.3. Ciclosilicati: i gruppi tetraedrici sono legati tra loro a formare anelli, solitamente a sei membri. Ricordiamo la tormalina e il berillo che si presenta in due varietà, una verde, nota come smeraldo, e l’altra verde-azzurra, nota come acquamarina.4. Inosilicati: i gruppi tetraedrici sono legati tra loro a formare lunghe catene. Vi appartengono i pirosseni e gli anfiboli, due importanti famiglie di minerali componenti di molte rocce.5. Fillosilicati: sono costituiti da più strati di tetraedri. Hanno aspetto lamellare. Ricordiamo ilserpentino, il talco, la caolinite e la famiglia delle miche i cui termini più importanti sono la mica biotite e la mica muscovite.6. Tectosilicati: i gruppi tetraedrici sono legati tra loro in modo tale da formare una impalcaturatridimensionale. Il quarzo è il minerale più importante e di gran lunga il più famoso. Altri tectosilicatiappartengono alla famiglia dei feldspati; sono elementi fondamentali nella costituzione di molterocce. Essi si possono considerare come soluzioni solide di tre minerali: l’ortoclasio, contenentepotassio, l’albite contenente sodio e l’anortite, contenente calcio. Affini ai feldspati sono la leucite, la nefelina e la lazurite.

Struttura dei silicati

Tetraedro [SiO4]4 -

(1) Quasi tutti i silicati sono costituiti da tetraedri SiO4.

(2) I tetraedri sono uniti per i vertici a dare unità polimeriche più grandi.

(3) Non più di due tetraedri SiO4 possono scambiare un vertice.

(4) I tetraedri SiO4 non scambiano mai lati o facce.

Il fattore chiave per comprendere la relazione formula/struttura è il rapporto Si : O

Questo rapporto è variabile perchè nei silicati si possono distinguere due tipidi atomi di O: ossigeni ponte e ossigeni apicali.

Le strutture dei silicati seguono i seguenti principi:

Formula e struttura dei silicati

Si:O OP OA Tipo Esempi

1: 4 0 4 isolati (SiO4)4- Mg2SiO4 olivina

1: 3.5 1 3 dimeri (Si2O7)6- CaMg2Si2O7 melilite

1: 3 2 2 catene (SiO3) 2-

doppia (Si4O11) 6-

MgSiO3 enstatiteCaMgSi2O6 DiopsideCaMg5Si8O22(OH)2

1: 2.5 3 1 strati (Si2O5)2- KMg3AlSi3O10(OH)2 MicaAl2Si2O5(OH)4 Caolinite

1: 2 4 0 Network 3D SiO2 Quarzo(K,Na,Ca)AlSi3O8 Feldspati

Ciclosilicati (strutture ad anelli)

Inosilicati (strutture a catena)

Pirosseno Anfibolo

Catena semplice Catena doppia

Catena semplice in Enstatite

Fillosilicati (strutture a fogli)

Strato tetraedrico

Pacchetto

Quarzo (struttura tectosilicato)

Quarzo-β

Quarzo-α

(0001)

A6

A3

Quarzo-α: Classe Trapezoedrica ditrigonale

Struttura del quarzo(0001)

Inosilicato: anfibolo orneblenda NaCa2(Mg,Fe,Al)5(Si,Al)8O22(OH,F)2

Fillosilicato: mica muscovite KAl3(Si,Al)4O10(OH)2

Tectosilicato: K-feldspato K[AlSi3O8]

Tectosilicato: quarzo SiO2

Nesosilicati: tetraedri isolati (SiO4)4-

Catione (Mg, Fe)

Il gruppo delle olivine è composto di minerali con formula generale: X2ZO4

dove X = Mg , Fe2+, (Ca, Ni); Z = Si.

Formula generica delle olivine: (Fe,Mg)2SiO4

Olivine

I termini estremi (end-members) delle olivine sono:Mg2[SiO4] (Fosterite) Fe2[SiO4] (Fayalite)

Sistema di cristallizzazione: ortorombico (Pbmn)

Forsterite: Mg2SiO4

Roccia Peridotite Peridoto (Forsterite)

Sruttura della Forsterite

Fayalite: Fe2SiO4

Struttura della fayalite

Olivina al microscopio ottico

Grafico composizionale del gruppo delle olivine

Grafico di cristallizzazione dell’olivina

100% FoOl1 Ol2 X2X1

X

100% Fa

Solido + liquido

Solido + liquido

Ol1, Ol2 = composizione dell’Olivina da un fuso di partenza di composizione X; X,X1 = concentrazione del fuso di partenza;X2 = concentrazione del fuso dopo cristallizzazione di Ol2

Serpentiniti (peridotiti metamorfosate)

Olivina Serpentino (fillosilicato)

Mg2SiO4 + H2O → Mg3Si2O5(OH)4

Serpentino Crisotilo

Immagine SEM

Granati: M2+3M3+

2(SiO4)3

M2+ = Ca, Mg, Mn, Fe2+

M3+ = Al, Cr, Fe3+

(Piralspite) (Ugrandite)

Piropo Mg3Al2(SiO4)3Almandino Fe2+

3Al2(SiO4)3Spessartina Mn3Al2(SiO4)3

Uvarovite Ca3Cr2(SiO4)3Grossularia Ca3Al2(SiO4)3Andradite Ca3Fe3+

2(SiO4)3

Struttura dei granati (monometrici)

Andradite

Grossularia Uvarovite

Granati in gemme

Granati in sezione sottile

Sorosilicati: (Si2O7)6-

Epidoto: Ca2(Fe3+Al)Al2O(SiO4)(Si2O7)(OH)

Vesuviana: Ca10(Mg,Fe)2Al4(SiO4)5(Si2O7)2(OH)4

Ciclosilicati: (Si3O9), (Si4O12), (Si6O18)

Berillo

Tormalina:(Na,Ca)(Li,Mg,Al)(Al,Fe,Mn)6(BO3)3(Si6O18)(OH)4

INOSILICATI

Catena semplice

Catena doppia

Pirosseni- Rombici- Monoclini

Anfiboli- Rombici- Monoclini

Catena semplice(Pirosseni)

Catena doppia(anfiboli)

InosilicatiMineral Chemistry

Acmite NaFe3+[Si2O6]Actinolite Ca2(Mg,Fe2+)5[(OH)|Si4O11]2Aegirine CaFe2+[Si2O6]Aenigmatite Na4Fe2+10Ti2[O4|(Si2O6)6]Anthophyllite (Mg,Fe)7[OH|Si4O11]2Arfvedsonite Na2,5Fe2+4Fe3+[(OH)|Si4O11]2Augite CaMg[(Si,Al)2O6]Bronzite (Mg,Fe)2[Si2O6]Cummingtonit (Mg,Fe)7[OH|Si4O11]2Diallagea (Mg,Al)[(Al,Si)SiO6]Diopside CaMg[Si2O6]Enstatite (Mg,Fe)2[Si2O6]Fassaite CaMg[(Si,Al)2O6]Ferrocarpholite FeAl2[(OH)4|Si2O6]Glaukophane Na2Mg3Al2[(OH,F)|Si4O11]2Hedenbergite CaFe[Si2O6] Hornblende (Ca,Na,K)2(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)5[OH|(Si,Al)4O11]2Hypersthene (Mg,Fe)2[Si2O6] Jadeite NaAl[Si2O6]Johannsenite CaMn[Si2O6]Neptunite KNa2Li(Fe,Mn)2Ti2[O|Si4O11]2Omphacite (Ca,Na)(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)[Si2O6]Pargasite NaCa2Mg4(Al,Fe3+)[(OH,F)2|AlSi6O22]Pectolite Ca2Na[(OH)|Si3O8]Pyroxmangite (Fe,Mn)7[Si7O21]Rhodonite CaMn4[Si5O15]Richterite Na2Ca(Mg,Fe2+,Mn,Fe3+,Al)5[(OH,F)|Si4O11]2Riebeckite Na2Fe2+Fe3+2[(OH,F)|Si4O11]2Spodumene LiAl[Si2O6]Tremolite Ca2Mg5[(OH,F)|Si4O11]2Wollastonite Ca3[Si3O9]

I PIROSSENI

Formula generale: XYZ2O6

X = Na+, Ca2+, Mn2+, Fe2+, Mg2+ (VIIIM2) Y = Mn2+, Fe2+, Mg2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Ti4+ (VIM1)Z = Si4+, Al3+ (IVT)

Ortopirosseni: (Rombici 2/m2/m2/m) Enstatite-Ferrosilite (En-Fs) MgSiO3-FeSiO3 (Mg,Fe)SiO3

Pigeonite Ca0.25(Mg,Fe)1.75SiO3 (Monoclina 2/m)

Clinopirosseni: (Monoclini 2/m)Diopside-Hedenbergite (Di-Hd) CaMgSi2O6-CaFeSi2O6

Augite (Ca,Na)(Mg, Fe2+Fe3+,Al)(Si,Al)2O6

Inosilicato: pirosseno augitico (Ca,Na)(Mg,Fe,Al Ti)(Si,Al)2O6

Pirosseni sodici:

Aegirina NaFe3+Si2O6

Giadeite NaAlSi2O6

Aegirina-augite (Na,Ca)(Fe3+,Mg,Fe2+,Al)Si2O6

Pirosseni rari:

Spodumene LiAlSi2O6

Onfacite (Augite ricca del componente giadeitico)

Rappresentazione grafica della composizione dei pirosseni (rombici e monoclini).

Quadrilatero Ca-Mg-ΣFe

Ca

FeMg

Struttura del Diopside CaMgSi2O6

Ca

Mg

Sfaldature

Pirosseni

Anfiboli

GLI ANFIBOLI

Sono INOSILICATI Dal punto di vista morfologico si distinguono in:

rombici e monocliniLa loro struttura è caratterizzata da:

catene di tetraedri SiO4formate da successioni di gruppi [Si4O11]6- disposti lungo l’asse z del cristallo; fra questi si trovano intercalati gruppi (Mg, Fe) (OH, F)2.La composizione chimica degli anfiboli può essere espressa dalla formula generale:

(W, X,Y)7-8(Z4O11)2(OH, F)2nella qualeW = Na,K; X = Ca,Mg; Y = Mg,Fe2+,Fe3+,Ti, Al; Z = Si, Al

Struttura degli anfiboli

Catena semplice(pirosseni)

Catena doppia(anfiboli)

c

Proiezione basale (a, b)

Struttura degli anfiboli

Proiezione basale (a, b)

Struttura dell’Orneblenda: NaCa2Mg5Si8O22(OH,F)2

Na Ca

Mg

OH,F

b

Distribuzione degli ioni nei siti strutturali

Da un punto di vista composizionale, gli anfiboli possono essere divisi in quattro gruppi:1) ferro-magnesiaci2) calcici3) calco-sodici4) sodiciLe serie degli anfiboli più comuni sono:Antofillite-Gedrite (Mg,Fe2+)7-5Al0-2[Si8-6Al0-2O22 ](OH,F)2Cummingtonite-Grunerite (Mg,Fe2+,Mn)7[Si8O22](OH,F)2

Tremolite-Actinolite-Fe-actinolite Ca2(Mg,Fe2+)5 [Si8O22](OH,F)2Orneblenda Ca2(Mg,Fe2+)4Al[Si7AlO22](OH,F)2Edenite-Fe-edenite NaCa2(Mg,Fe2+)4Al[Si7AlO22](OH,F)2Pargasite-Fe-pargasite NaCa2(Mg,Fe2+)4Al[Si6Al2O22](OH,F)2Richterite-Fe-richterite NaCaNa(Mg,Fe2+)5 [ Si8O22] (OH,F)2Glaucofane-Riebeckite Na2(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)2 [Si8O22 ](OH,F)2

Rappresentazione grafica della composizione degli anfiboli (rombici e monoclini).

Quadrilatero Ca-Mg-ΣFe

A differenza dei pirosseni, gli anfiboli presentano spesso forte e caratteristico pleocroismo.

Comportamento ottico

90°

Morfologia degli anfiboli

Prismatica Aciculare

Fibrosa

Anfiboli fibrosi appartenenti al gruppo dell’amianto (o asbesto)

Fibre di anfibolo:

Riebeckite (Crocidolite) Na2(Fe,Mg)3Fe2Si8O22(OH)2

Grunerite (Amosite) (Fe,Mg)7Si8O22(OH)2

Antofillite (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2

Tremolite Ca2Mg5Si8O22(OH,F)2

Actinolite Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH,F)2

Nuovo anfibolo Fluoro-edenite: NaCa2Mg5Si7AlO22F2(Gianfagna & Oberti, 2001)

0.5 mm

Varietà asbestiforme

Descrizione dei minerali appartenenti al gruppo dell’amianto (o asbesto)

Fibre di serpentino:Crisotilo Mg3 Si2O5(OH)4

Fibre di anfibolo: Riebekite (Crocidolite) Na2(Fe,Mg)3Fe2Si8O22(OH)2

Grunerite (Amosite) (Fe,Mg)7Si8O22(OH)2

Antofillite (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2

Tremolite Ca2Mg5Si8O22(OH,F)2

Actinolite Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH,F)2

Gruppo di

appartenenza

Nome minerale

Definizionecommerciale Formula chimica Colore Durezza

(Mhos)Punto di fusione

°C

Flessibilitàe filabilità

Serpentino Crisotilo Crisotilo Mg3 Si2O5(OH) 4

Verdastro, bianco, grigio

2,5 – 4 1520 Molto buona

Anfibolo Riebeckite Crocidolite Na2(Mg,Fe)6Si8O22(OH) 2 Blu 5 – 6 1190 Buona

Anfibolo Grunerite Amosite (Mg,Fe)7Si8O22(OH) 2

Bruno-giallo, grigiastro

5,5 – 6 1400 Discreta

Anfibolo Antofillite Antofillite (Mg,Fe)7Si8O22(OH) 2

Giallastro, verdastro, bianco

5,5 – 6 1470 Scarsa

Anfibolo Tremolite Tremolite Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH) 2

Grigio, verdastro, giallastro

5,5 – 6 1360 Scarsa

Anfibolo Actinolite Actinolite Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH) 2 Verdastro 6 1390 Scarsa

Caratteri mineralogici e tecnologici dei minerali fibrosi appartenenti al gruppo dell’amianto

Fibre minerali naturali

Asbesto (o amianto) Minerali asbestiformi

Fibre di serpentino Fibre argillose- Crisotilo - Palygorskite (attapulgite)

- Sepiolite

Fibre di anfibolo Altri minerali fibrosi- Actinolite - Wollastonite- Amosite - Nemalite (brucite fibrosa)- Antofillite - Talco- Crocidolite - Zeoliti: mordenite, erionite- Tremolite - Balangeroite

- Carlosturanite- Fluoro-edenite

le dimensioni delle fibrel’abito asbestiformel’attività superficiale

sono la causa principale della tossicitàa seguito di inalazione dell’asbesto.

Causa di tossicità dell’amianto

Caratteristiche morfologiche e chimico-fisiche delle fibreminerali, causa dell’insorgenza di patologie polmonari

- Morfologia (asimmetrica)- Dimensioni (diametro < 0.25 μ, lunghezza > 8.0 μ)

- Contenuto in Ferro- Carica superficiale

- Reattività- Idrofilia

- Durata dell’esposizione- Biopersistenza

Perché l’amianto è cancerogeno?

--- 1μm

Autopsia di polmone umano: fibre di asbesto coperte da concrezioni ferruginose di ferritina ed emosiderina

CrocidoliteNa2(Fe,Mg)3Fe2Si8O22(OH)2

Amosite(Amosa = Asbestos Mines of South Africa)

(Fe,Mg)7Si8O22(OH)2

Tremolite

Ca2Mg5Si8O22(OH,F)2

Fillosilicati (Si2O5)2-

Strutture diottaedriche (Al) e triottaedriche (Mg)

Struttura della flogopite (triottaedrica)Struttura della muscovite (diottaedrica)

Struttura delle miche

Struttura monoclina delle miche

c

POLITIPIA

Muscovite: KAl2(AlSi3O10)(OH,F)2

Al solo polarizzatore A polarizzatori incrociati

Flogopite: KMg3(AlSi3O10)(OH,F)2

Biotite: K(Fe,Mg)3(AlSi3O10)(OH,F)2

Lepidolite: K(Li,Al)2-3(AlSi3O10)(O,OH,F)2

Struttura e formazione delle fibre di serpentino

Strato di Tetraedri [SiO4]4-

Fillosilicati C

Curvatura dei serpentini

Lo stress dimensionale fra lo strato ottaedrico brucitico (Mg) e quello tetraedrico (Si) viene “parzialmente” compensato all’incurvamento degli strati

Cavità centrale

Da Yada (1967)

La struttura del crisotilo Mg3(OH)4Si2O5

Tubulo schematizzato di serpentino

Amianto di serpentino

Crisotilo

Serpentino Crisotilo

Immagine SEM

CrisotiloMg3 Si2O5(OH)4

Immagine al TEM di fibre di crisotilo.

Proprietà di superficie del crisotilo

O-H

O-H

O-H

Mg

O-HO-H

Mg

O-H

O-H

Da Wicks et al. 1992

Bonneau et al. (1986): “the active basic site on the chrysotilesurface is the hydroxyl on the outside of the octahedralsheet”

Curvatura dei serpentini

Osservazioni al TEM (Microscopio Elettronico a Trasmissione)

I minerali argillosi

Strutture dei principaliminerali delle argille

Scambio cationico nelle argille

TECTOSILICATI

Grafico composizionale dei feldspati

Struttura del K-feldspato

Struttura dell’Albite: NaAlSi3O8 Struttura dell’Anortite: CaAl2Si2O8

Granito

K-feldspato (ortoclasio): KAlSi3O8 (sist. monoclino)

Geminazioni dei feldspati

Legge fondamentale della geminazione: i piani e gli assi di geminazione non possono corrispondere agli elementi di simmetria del cristallo

Microclino: KAlSi3O8 (sist. triclino)

Plagioclasio (Na,Ca)Al1-2Si2-3O8

Feldspatoidi

Leucite: KAlSi2O6

Zeoliti: (Na2,Ca,K2,Ba)x[(Al,Si)O2]2x·n(H2O)

Per lo più rombiche o monocline

Aspetto: Si distinguono zeoliti fibrose (es. natrolite, scolecite, erionite), fibroso-raggiate, tabulari (es. stilbite, heulandite, clinoptilolite), 'equidimensionali' (es. phillipsite, cabasite). Sono incolori, bianche, ma a volte giallo-rossastre. Mostrano spesso forme cristalline caratteristiche. Proprietà: Semidure, leggere, fragili e solitamente perfettamente sfaldabili. Trasparenti o traslucide, con lucentezza vitrea, ma spiccatamente madreperlacea sulle superfici di sfaldatura delle zeoliti tabulari.Associazioni: Tipicamente come riempimento secondario di geodi e fratture in rocce vulcaniche (per lo più basiche), assieme a calcite e analcime, e metamorfiche. In depositi sfruttabili derivati da alterazione di vetri vulcanici in vulcanoclastiti (soprattutto clinoptilolite, phillipsite, erionite).

Struttura delle zeoliti

Sodalite: Na8(AlSiO4)6Cl2

(K2Na2Ca)(Al2Si4)O124-5H2O

Phillipsite

Chabasite

Ca2(Al2Si4)O12 6H2O

Na2(Al2Si3O10) 2H2O

Natrolite

Carbonati

I carbonati hanno in comune l'anione bivalente (CO3)2-

CN = Numero di Coordinazionee.v. = valenza elettrostatica

e.v. = Valenza/CN

Coordinazione planare

I Carbonati si dividono in sottoclassi:

- carbonati anidri - carbonati idrati

Nella sottoclasse principale (anidri) si individuano tre serie:

• calcite • aragonite • dolomite

Simmetrie dei carbonati anidri

- ESAGONALI (Romboedrici –32/m), con i cationi di media grandezza (Ca, Mg, Fe, Mn, Zn)

- ROMBICI (2/m 2/m 2/m), con cationi più grandi (Ca, Ba, Sr, Pb)

Il limite di separazione è un raggio ionico di circa 1 Å, come quello delCalcio: per questa ragione è presente in entrambe le serie.

La serie della dolomite, costituita da carbonati doppi (CO3)2, ècaratterizzata dalla perdita di simmetria (-3) dovuta alle differenti dimensioni dei due cationi presenti (Ca e Mg).

Classificazione dei Carbonati

Struttura della Calcite

Calcite CaCO3: scalenoedrica ditrigonale (esagonale)

A3

Romboedro

Calcite

MagnesiteMgCO3

RodocrositeMnCO3

SmithsoniteZnCO3

Altri carbonati della serie della Calcite

Carbonati rombici: 2/m 2/m 2/m

Aragonite: CaCO3

Geminato pseudoesagonale

Witherite: BaCO3 Stronzianite: SrCO3

Sruttura di un carbonato rombico

Dolomite: CaMg(CO3)2

Carbonati idrati (monoclini)

Malachite: Cu2CO3(OH)2

La Malachite è quasi sempre associata all’Azzurrite: Cu3(CO3)2(OH)2

Solfati: (SO4)2-

Solfati idrati:

• Gesso CaSO4.2H2O• Antlerite Cu3SO4.(OH)4• Alunite KAl3(SO4)2(OH)6

Solfati anidri:

• Baritina BaSO4• Celestina SrSO4• Anglesite PbSO4• Anidrite CaSO4

Gesso: CaSO4.2H2O

Solfati anidri

Baritina BaSO4 Anidrite CaSO4

Anglesite PbSO4 Celestina SrSO4

Fosfati: (PO4)3-

Gruppo dell’Apatite: Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)

Idrossiapatite Ca5(PO4)3OHFluorapatite Ca5(PO4)3FClorapatite Ca5(PO4)3Cl

Carbonatapatite Ca5 (PO4,CO3,OH)3 F

Apatite: Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)

6/m

(0001)

Ca

(OH, F, Cl)

P

Apatite

Sezione basale (0001).Solo polarizzatore.

Cristallo prismatico di apatite

Rilievo alto dell’apatite.Solo polarizzatore.

Apatite aciculare

Altri minerali del gruppo dei fosfati

Turchese: CuAl6(PO4)4(OH)84H2O

Monazite: (Ce, La, Y, Th)PO4

Wavellite: Al3(PO4)2(OH)38H2O

OSSIDI

Negli ossidi l’ossigeno si trova combinato con uno o più metalli. Si dividono in: ossidi semplici e ossidi multipli

- Gli ossidi semplici sono formati da un metallo e l’ossigeno, con differenti rapportiX : O (X2O, XO, X2O3, XO2)

- Gli ossidi multipli hanno due siti atomici (A e B) non equivalenti, occupati da metalli, con formula generale XY2O4

Tipo X2O e XO Tipo X2O3 Tipo XO2 Tipo XY2O4 Gruppo dell’ematite Gruppo del rutilo Gruppo dello spinello

Cuprite Cu2O Ematite Fe2O3 Rutilo TiO2 Spinello MgAl2O4 Periclasio MgO Corindone Al2O3 Pirolusite MnO2 Gahnite ZnAl2O4 Zincite ZnO Ilmenite FeTiO3 Cassiterite SnO2 Magnetite FeFe2O4

Uraninite UO2 Cromite FeCr2O3

Ematite: Fe2O3

Ematite lamellare (o micacea)

Ematite reniforme (o mammellonare)

Ematite “rosa di ferro”

Struttura dell’ematite

Esagonale: -32/m

Ilmenite: FeTiO3

Struttura dell’ilmenite: strati alterni di Fe e Ti

Gruppo degli spinelli: XY2O4

Gli spinelli, sulla base della distribuzione dei cationi nei siti strutturali, si dividono in:

Spinelli normali Spinelli inversi

Spinello MgAl2O4 Magnetite Fe3+(Fe2+Fe3+)2O4

Hercinite FeAl2O4 Magnesioferrite Fe3+(Mg2+Fe3+)2O4

Gahnite ZnAl2O4 Jacobsite Fe3+(Mn2+Fe3+)2O4

Galaxite MnFe2O4 Ulvospinello Fe3+(Fe2+Ti4+)2O4

Franklinite ZnFe2O4

Cromite FeCr2O4

Magnesiocromite MgCr2O4

Magnetite: Fe3O4 (FeFe2O4)

Magnetite ad abito ottaedrico

Magnetite massiva

Franklinite: (Zn,Fe,Mn)(Fe,Mn)2O4

Cromite: FeCr2O4

Grupo del Rutilo: XO2

Rutilo: TiO2

(4/m2/m2/m)

Altri minerali del gruppo del Rutilo

Cassiterite: SnO2Anatasio: TiO2

Pirolusite: MnO2

Idrossidi

Brucite: Mg(OH)2

Manganite: MnO(OH)

Romanechite: BaMn2+Mn4+8O16(OH)4

Goethite: αFeO(OH)

Diasporo: αAlO(OH)

Limonite: FeO.OH.nH2O

Alogenuri

Minerali caratterizzati dalla presenza di alogeni elettronegativi: Cl-, Br-, F-, I-

Salgemma: NaCl

Fluorite: CaF2

SILICE SiO2

Tectosilicato: Si : O = 1 : 2 Ossido: SiO2

Polimorfi della Silice:

Diagramma di fase della Silice

Quarzo-α (trig.) Quarzo-β (esag.)

Tridimite (rombica) Cristobalite (cubica)

Varietà di quarzo

Quarzo ialino Quarzo citrino

Quarzo rosa Quarzo ametista

Gemme di quarzo

Quarzo citrino Quarzo ametista

Il quarzo in sezione sottile

Altre forme di Quarzo

Geode di quarzo Geode piena (Calcedonio)

Varietà di Agata

Piezoelettricità del quarzo

Tridimite-β(esagonale)

Immagine al SEM

Cristobalite (tetrag. o cubica)

SOLFURIFormula generale: XmZn

X = elemento metallicoZ = elemento non metallico (S)

Acantite (Argentite) Ag2SCalcocite Cu2SBornite Cu5FeS4Galena PbSBlenda ZnSCalcopirite CuFeS2Pirrotina Fe1-xSMillerite NiSPentlandite (Fe,Ni)9S8Covellina CuSCinabro HgSRealgar AsSOrpimento As2S3Antimonite Sb2S3Pirite FeS2Marcasite FeS2Molibdenite MoS2Cobaltite (Co,Fe)AsSArsenopirite FeAsS

Acantite (Argentite) Ag2S Galena PbS

Calcopirite CuFeS2 Pirrotina FeS

Cinabro HgS

Antimonite Sb2S3 Pirite FeS2

Realgar AsS

Molibdenite MoS2

ELEMENTI NATIVI

Si dividono in:

- Metalli- Semimetalli- Non-metalli

I metalli nativi costituiscono tre gruppi:

- gruppo dell’oro (Fm3m), comprende: oro (Au), argento (Ag), rame (Cu) epiombo (Pb)

- gruppo del platino (Fm3m), comprende: platino (Pt), palladio (Pd), iridio (Ir),osmio (Os)

- gruppo del ferro: comprende ferro (Fe) (Im3m), e ferro-nickel (Fe-Ni) (Fm3m)

Semimetalli nativi:

Arsenico (As), Antimonio (Sb) e Bismuto (Bi) R-3m

(struttura a legame covalente)

Non-metalli nativi:

Zolfo (S), Carbonio (C): Diamante e Grafite

Zolfo: ortorombico Fddd (molto rare le forme monocline)Struttura: anelli ondulati di 8 atomi

Diamante: struttura cubica (tetraedrica), ma non ad impacchettamento compattobuona sfaldatura {111}simmetria: 4/m-32/mabito: ottaedrico

Grafite: struttura esagonale (anelli di sei atomi)sfaldatura facile: {0001}simmetria: 6/m2/m2/mabito: lamellare

I polimorfi del Carbonio