NOTIZIE DI MINERALOGIA
La mineralogia è la scienza che studia la composizione chimica,la struttura cristallina e le caratteristiche fisiche (durezza,magnetismo,proprietà ottiche ecc..) dei minerali nonchè la loro genesi e trasformazione.

La nomenclatura dei minerali è curata dall'International Mineralogical Association (IMA) composta dalle varie organizzazioni che rappresentano i mineralogisti nei vari paesi.

Fino a Maggio 2008 le specie riconosciute dall'IMA erano 4423 . Di queste circa 150 sono considerate comuni,altre 50 poco comuni ed il resto è classificabile come raro od estremamente raro.

La mineralogia comprende 5 sottodiscipline.

- Mineralogia descrittiva : si occupa della misurazione e della registrazione delle proprietà fisiche che sono di ausilio nell'identificazione e nella descrizione dei minerali.

- Cristallografia : indaga la struttura interna delle sostanze cristalline.

- Cristallochimica : studia le relazioni tra composizione chimica, struttura interna e proprietà fisiche.

- Classificazione : classificazione di tutte le specie minerali esistenti.

- Distribuzione geologica : caratterizzazione del luogo di origine del minerale.
M I N E R A L I

I minerali sono sostanze naturali,dalla composizione chimica ben definita.
I vari minerali si differenziano tra loro sia per la diversa natura degli elementi sia per il modo in cui gli atomi, o gli ioni, sono disposti nello spazio a formare la struttura.
Ogni minerale puo' essere riconosciuto in base a un insieme di proprietà fisiche e chimiche che permettono di identificarlo e distinquerlo dagli altri.
Vi sono minerali costituiti da semplice elemento ( zolfo, oro, argento ) altri di composti chimici che contengono due o più elementi.
Una delle eccezioni più note a questa definizione è rappresentata dal mercurio il quale, pur comparendo in natura allo stato liquido, è considerato minerale.
PROPRIETA' FISICHE DEI MINERALI

Le principali proprietà fisiche di un minerale sono:

- Forma cristallina e abito
- Concrescimenti, geminazioni e
striature
- Stato di aggregazione
- Lucendezza,colore
- Sfaldatura
- Durezza
- Peso specifico
- Magnetismo
- Radioattività
- Solubilità all' HCL ( acido cloridrico).
AMBIENTE DI FORMAZIONE

I minerali si possono formare in tre ambiti diversi: l'ambito magmatico,il sedimentario e il metamorfico.In ambiente magnatico i minerali si possono cristallizare in profondità o in superficie,oppure all'interno di vene (pegmatiti) o deposizioni pneumatolitica o idrotermale.In ambiente sedimentario i minerali si formano per deposizione o per alterazione. In ambiente metamorfico si formano per riorganizzazione dei minerali presenti a causa della pressione e della temperatura.
CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI

I minerali vengono suddivisi in base alla loro composizione chimica ed alla loro struttura. Si suddividono in 12 gruppi :


- Elementi nativi
- Solfuri e Solfosali
- Ossidi e Idrossidi
- Alogenuri
- Carbonati
- Nitrati
- Borati
- Fosfati
- Solfati
- Silicati
C R I S T A L L I
LE CLASSI CRISTALLINE

La maggior parte dei minerali è costituita da cristalli , visibili almeno al microscopio.
L'aspetto cristallino dipende dalla struttura interna come ad esempio la disposizione degli atomi nel reticolo cristallino.

Elementi dei cristalli

- Elementi reali

- Elementi ideali

Elementi reali :

Ogni cristallo presenta alla nostra osservazione tre elementi essenziali detti reali o tangibili:
- facce - spigoli-- vertici--

Facce,
sono le superfici poligonali ( triangolari, quadrate, rettangolari, rombiche, trapezoidali ) che delimitano il cristallo nello spazio.

Spigoli,
sono i segmenti determinati dall'incontro di due facce.

Vertici,
sono i punti di comune incontro di tre o più spigoli.


Elementi ideali :

Gli elementi ideali, (cioè non visibili), sono quelli che gli studiosi hanno immaginato per rendere più agevole lo studio dei cristalli e sono :

- i piani, gli assi e il centro di simmetria.
- gli assi cristallografici.
- i parametri.

Il piano di simmetria,
è quel piano che divide il cristallo in due parti simmetriche,tali cioè che l'una corrisponda all'altra come un oggetto alla propria immagine riflessa da uno specchio.

L'asse di simmetria ,
è quella retta intorno alla quale facendo ruotare il cristallo di un certo angolo uguale a 360°/n , esso ricopre sè stesso,cioè va ad occupare una posizione uguale a quella che aveva prima della rotazione.

Il centro di simmetria ,
è un punto tale che attraversato da una retta qualsiasi,questa deve incontrare ai lati opposti,due punti rispettivamente simmetrici.Posseggono il centro di simmetria solo quei cristalli, le cui facce sono a due a due parallele e fisicamente equivalenti.

Gli assi cristallografici,
sono tre e in certi casi quattro rette,convenientemente scelte che servono per determinare la posizione delle facce dei cristalli.
Si immaginano tracciate nell'interno di ogni cristallo e che passano per centri di facce opposte per punti di spigoli opposti,per vertici opposti.
Il punto di comune intersezione è detto origine degli assi:
Essi si indicano convenzionalmente con le lettere x, y, z.
Si immaginano orientati in modo che l'asse z abbia posizione verticale , x sia rivolto verso l'osservatore e y in senso trasversale.
Per i geminati si parlerà di assi e piani di geminazione, anzichè di assi e piani di simmetria.
SISTEMI CRISTALLINI
Tutte le possibili combinazioni degli elementi di simmetria formano 32 classi cristalline raggruppabili in 7 sistemi cristalline.
I 7 sistemi
Caratteristiche di simmetria degli assi cristallografici e degli angoli dei 7 sistemi.


- Sistema cubico ( o monometrico )

i tre assi di simmetria hanno pari
lunghezza e sono perpendicolari
tra loro.

- Sistema tetragonale

anche in questo caso i tre assi sono
perpendicolari tra loro, ma uno dei
tre ha lunghezza differente e
rappresenta l'asse principale.


- Sistema trigonale

la croce assiale è a quattro assi, 3
assi di uguale lunghezza giacciono
su un piano orizontale formando un
angolo a 120° tra di loro.
Il quarto asse è piu' lungo o piu'
corto degli altri ed è perpendicolare
al loro piano orizontale.

- Sistema esagonale

gli assi sono quattro.
Tre hanno lunghezza uguale, si
intersecano tra loro formando angoli
di 120° e appartengono allo stesso
piano di simmetria, l'altro asse ha
lunghezza differente ed è
perpendicolare a tutti gli altri.


- Sistema rombico ( o ortorombico )

presenta tre assi di lunghezza
differente , ma tutti perpendicolari
tra loro.

- Sistema monoclino

come il precedente, presenta tre
assi di misura differente, ma in
questo caso, due sono
perpendicolari tra loro, mentre il
terzo assume posizione obliqua.

- Sistema triclino

i tre assi hanno tutti lunghezza
differente e non sono perpendicolari
tra loro.
PARAMETRI

immaginando quindi nel cristallo un siffatto sistema di rette ( assi cristallografici ) , ogni faccia dovrà intersecare almeno uno degli assi in un punto più o meno distante dall'origine. Se la porzione di ciascun asse è compresa fra la sua origine ed il punto d'incontro con una faccia del cristallo dicesi parametro.
Sia A B C il piano di una faccia del cristallo che taglia i tre assi nei punti A-B - C. I tre segmenti AO, OB, OC saranno i parametri di quelle facce.
( fig. sotto ).
LEGGE DI COSTANZA DELL' ANGOLO DIETRO

La prima regola fondamentale della cristallografia, enunciata nel 1667 da Nicola Stenone, stabilisce che in tutti i cristalli di una certa sostanza, a parità di pressione e temperatura, gli angoli dietri che le stesse facce fanno, tra loro sono uguali.
Questo significa che nei cristalli non hanno valore le dimensioni relative delle singole facce ma solo gli angoli che esse formano tra loro.
Quindi, un cristallo di zolfo di 10 cm. avrà le stesse misure angolari di un cristallino, sempre di zolfo , di un millimetro.
La determinazione del valore dell'angolo dietro è di grande interesse per il riconoscimento delle forme cristalline , uno degli apparecchi più semplici impiegato per la misura di detti angoli è il goniometro.
POLIMORFISMO

Si ha un fenomeno di polimorfismo quando una medesima sostanza chimica si trova cristallizzata in due o più classi e proprietà differenti.
Cosi' per esempio il carbonato di calcio ( CaCO3 ) si puo' trovare in natura cristallizzato nel sistema romboedrico ed in tal caso costituisce un minerale detto calcite, ma si trova anche nel sistema rombico nel qual caso lo consideriamo come un altro minerale detto aragonite, analogamente il bisolfuro di ferro (FeS2 ) se monometrico dicesi pirite, se rombico dicesi marcassite.


ISOMORFISMO

Si parla di isomorfismo quando sostanze diverse possono cristallizzare nella stessa forma, con reticoli uguali o molto simili.

AGGREGATI CRISTALLINI

I cristalli, se di rado si presentano in forme perfettamente geometriche,anche raramente si trovano isolati in natura.
Spesso sono racchiusi nelle fessure e nelle cavità delle rocce e riuniti in aggregati.
Frequentemente gli aggregati risultano costituiti di numerosi e minuscoli cristalli spesso incompleti e strettamente addossati gli uni agli altri perchè profondamente turbato è stato nella cristallogenesi il naturale accrescimento e rapida la formazione.


ASSOCIAZIONE CRISTALLINA

Non di rado i minerali si trovano in coppie o piu' spesso in complessi di più cristalli ben cospiqui e distinti , costituiscono allora quegli aggregati detti Associazioni Cristalline, che si sogliono distinguere in regolari ed irregolari.

Associazioni regolari;

possono essere di due tipi:
per parallelismo e per geminazione.

Associazione per parallelismo,
consiste nell'unione di più cristalli della stessa specie minerale in modo che le facce di ogni cristallo siano parallele alle corrispondenti degli altri. ( vedi pag. minerali 1 foto 2 ).

Associazione per geminazione,
detti geminati, facilmente riconoscibili per la presenza di due cristalli uguali, dello stesso minerale uniti non in modo capriccioso, ma in modo tale che facendo ruotare uno dei due cristalli attorno ad un asse, detto di geminazione, esso viene ad occupare nello spazio la posizione occupata dall'altro. ( vedi pag. minerali 1 foto 3 ).

Fra i geminati più tipici, possiamo ricordare i geminati a ferro di lance o a coda di rondine del gesso, il geminato a croce del rutilo.

Associazioni irregolari.

Il caso più frequente di associazioni
irregolari è offerto dalle Druse, aggruppamento di cristalli di un dato minerale , impiantati su una matrice che puo' essere della stessa sostanza dei cristalli o più di rado di sostanze diverse.

Quarzo e calcite si rinvengono frequentemente in Druse su matrice spesso della stessa sostanza dei cristalli costituenti.
Più rari sono le Geodi che si hanno quando i cristalli sono impiantati sulle pareti di cavità in seno a rocce.
IRREGOLARITA' DEI CRISTALLI

I cristalli che si trovano in natura sono per lo più sproporzionati per lo sviluppo diverso delle loro facce, e assai rari sono i cristalli proporzionati o modelli e cio' per le svariate cause perturbatrici che i cristalli incontrano durante la loro formazione.
Frequenti sono le STRIATURE , rappresentate da leggeri solchi lineari che le facce di non pochi minerali cristallizzati presentano più o meno evidenti o in modo spesso caratteristico, cosi' striate sono le facce del cubo e del pentagono dodecaedrico della pirite ( pirite triglifa ).
Un caso tipico è quello dei cristalli a TRAMOGGIA nei quali per un più rapido accrescimento lungo gli spigoli,le facce si presentano scavate a grandinata, questo fenomeno si nota bene nei cristalli cubici di cloruro di sodio ( salgemma / halite ).
Accade non di rado che durante la cristallogenesi fra le particelle del minerale rimangono incluse sostanze di natura diversa visibili o non ad occhio nudo.
Cosi' in seno ai cristalli nitidi di quarzo possono talvolta osservarsi per trasparenza delle inclusioni solide di altri minerali detti con termine generico, MICROLITI , rappresentati da cristalli aghiformi di rutilo,scaglie splendenti di mica ; si possono inoltre trovare delle piccole cavita' contenenti goccioline di acqua o gas.