Origini delle rocce

I MINERALI
• Il minerale è un corpo solido cristallino,
che si forma all'interno delle rocce e ha
una composizione chimica definita . La
maggior parte dei minerali è
caratterizzata dall'avere una ben precisa
struttura cristallina. A livello atomico i
minerali cristallini infatti possiedono un
reticolo cristallino formato dalla
ripetizione di una struttura geometrica
detta cella unitaria.
• Alcune specie minerali si presentano allo
stato liquido come il mercurio Hg mentre
altri, come l'opale, hanno struttura amorfa
quindi non possiedono una struttura
cristallina.
• Sia la composizione chimica che la struttura cristallina
concorrono a definire un minerale. Due o più minerali possono
avere la stessa composizione ma differente struttura cristallina
(sono detti polimorfi). Per esempio, la pirite e la marcasite sono
entrambi solfuri di ferro. Analogamente, alcuni minerali hanno
differente composizione chimica ma stessa struttura cristallina (sono
detti isomorfi): salgemma(composta da sodio e cloro), galena
(solfuro di piombo - composta da piombo e zolfo) e periclasio
(composto da magnesio ed ossigeno) hanno tutti la stessa struttura
cristallina cubica. Anche diamante e grafite hanno la medesima
composizione chimica ma le loro differenti strutture cristalline
rendono la grafite molto tenera ed il diamante molto duro (è il
minerale naturale più duro conosciuto).
pirite
salgemma
Minerale e roccia sono termini che indicano materiali ben
distinti fra loro.
Un minerale è un composto chimico che si trova in natura,
che ha una ben determinata composizione ed una
struttura cristallina ben definita. Un cristallo è un corpo
solido a facce piane riconducibile a una determinata
figura geometrica. Ad oggi sono noti oltre 2000 tipi di
minerali, classificati in 3 gruppi a loro volta suddivisi in 7
sistemi comprendenti ciascuno 32 classi di simmetria
Una roccia è un miscuglio di più specie minerali in
diverse proporzioni e pertanto, diversamente da un
minerale, la composizione chimica di una roccia non è
esprimibile con una formula chimica.
CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
• I minerali (circa 3000 tipi) possono essere semplici o
nativi se sono formati da un solo elemento chimico: es.
carbonio (cristallizza in 2 forme ossia diamante e grafite
in relazione agli intervalli di temperatura e pressione), lo
zolfo, il platino, l’argento ecc.
• I minerali si definiscono composti se sono formati da più
elementi chimici e costituiscono la maggior parte delle
rocce litosferiche. Si dividono in 7 classi: SOLFURI
(pirite), OSSIDI e IDROSSIDI (ematite), CARBONATI
(calcite, dolomite), ALOGENURI (salgemma), SOLFATI
(gesso), FOSFATI (apatite), SILICATI (quarzo). Questi
ultimi sono i minerali più abbondanti e sono formati da
silicio, ossigeno ed altri elementi chimici.
quarzo
silicati
• Il gruppo di gran lunga più numeroso è quello dei silicati, composti
per lo più da silicio ed ossigeno con l'aggiunta di ioni come
magnesio, ferro e calcio. Alcuni importanti silicati, che entrano
anche nella composizione di molte rocce, sono: feldspati, quarzo,
olivine, pirosseni, granati e miche.
La classificazione dei silicati va fatta analizzando la disposizione dei
tetraedri SiO4. I Silicati tendono a essere duri, da trasparenti a
traslucidi e di peso specifico medio. Il quarzo è un costituente
comune delle rocce sialiche, tra le quali il più conosciuto è il granito;
è abbondante anche come componente delle rocce sedimentarie,
preferenzialmente nelle arenarie a causa della sua elevata
resistenza alla degradazione chimica da parte agenti atmosferici ed
alla sua insolubilità all'acqua.
metista
Il quarzo
• Il quarzo è un costituente comune delle rocce sialiche,
tra le quali il più conosciuto è il granito; è abbondante
anche come componente delle rocce sedimentarie,
preferenzialmente nelle arenarie a causa della sua
elevata resistenza alla degradazione chimica da parte
agenti atmosferici ed alla sua insolubilità all'acqua. Ha
una struttura cristallina trigonale costituita da tetraedri
silicio-ossigeno uniti tra loro per i 4 vertici a formare delle
spirali ad andamento destro o sinistro. L' "habitus“ del
quarzo (la forma) è quello di un prisma esagonale con ai
vertici le facce di due romboedri disposte in modo tale da
simulare una bipiramide esagonale.
I carbonati
• I carbonati sono quei minerali contenenti
l'anione (CO3)2- ed includono calcite ed
aragonite (entrambi carbonato di calcio),
dolomite (carbonato di magnesio e calcio) e
siderite (carbonato di ferro). I carbonati sono
formati per lo più dalle conchiglie del plancton
depositatesi sul fondo marino. I carbonati si
trovano anche negli ambienti sottoposti a forte
evaporazione (per esempio il Gran Lago Salato
dello Utah) o nelle regioni carsiche dove lo
scioglimento ed il rideposito dei carbonati porta
alla formazione di grotte, stalattiti e stalagmiti.
La calcite
Minerale tipico di origine sedimentaria, sia per
precipitazione chimica diretta da evaporazione di
soluzioni sovrassature, sia per sedimentazione di resti
organici di organismi marini che utilizzano il carbonato di
calcio come costituente il loro guscio.
Si può anche originare in rocce metamorfiche e raramente
magmatiche. Minerali tra i più vari come forma e colore,
si presenta tendenzialmente romboedrico,tabulare e
prismatico. Il colore, a seconda delle inclusioni, può
variare dal bianco, al rosa, al giallo, al bruno fino al
verde.
I solfati
• I solfati contengono l'anione solfato
(SO4)2-. I solfati si formano negli ambienti
sottoposti a forte evaporazione dove
acque molto saline evaporano lentamente
permettendo la formazione di solfati e
alogenuri sulla superficie dei sedimenti. I
solfati più comuni sono l'anidrite (solfato di
calcio), la celestina (solfato di stronzio) e il
gesso (solfato di calcio idrato).
Alogenuri
• Gli alogenuri sono il gruppo di minerali che
formano i sali naturali e comprendono la
fluorite, il sale comune (conosciuto come
halite o salgemma) ed il sale di ammonio
(cloruro d'ammonio). Gli alogenuri, come i
solfati, si trovano frequentemente negli
ambienti sottoposti a forte evaporazione
come il Mar Rosso.
Fluorite
Colore: raramente limpida e incolore, presenta di solito
bellissime colorazioni violette, blu, gialle, verdi, rosa.
Alcuni tipi esposti ai raggi ultravioletti presentano un
vistoso fenomeno di fluorescenza, fenomeno che proprio
dal minerale prende il nome. Usi: la fluorite è utilizzata in
metallurgia come fondente, ad esempio nel processo di
produzione dell'alluminio. È la materia prima per la
preparazione dell'acido fluoridrico da cui si estrae poi il
fluoro. In ottica si utilizza per la fabbricazione di
particolari lenti e prismi per il suo basso indice di
rifrazione. Il minerale di particolare pregio è utilizzato per
la produzione di oggetti ornamentali.
ossidi
• Gli ossidi sono estremamente importanti per
l'industria estrattiva poiché in molti casi da questi
si estraggono metalli importanti per l'economia.
Di solito si formano come precipitati vicino alla
superficie terrestre.
Gli ossidi più comuni sono: il quarzo (ossido di
silicio) -abbondantissimo nelle rocce-, l'ematite
(ossido di ferro), lo spinello (ossido di magnesio
ed alluminio -un costituente comune del
mantello terrestre)- ed il ghiaccio (ossido di
idrogeno).
solfuri
• I Solfuri sono composti chimici in cui lo zolfo è
combinato con elementi metallici e semimetallici.
Molti solfuri sono importanti economicamente
per l'estrazione dei metalli. I solfuri più comuni
sono la calcopirite (solfuro di rame e ferro) e la
galena (solfuro di piombo).
Molti solfuri hanno lucentezza metallica, sono
teneri e con elevato peso specifico. Alcuni
hanno lucentezza non metallica o sono più duri.
Cristalli ben formati e con elevato grado di
simmetria costituiscono la regola.
La galena
Ha forma cubica. È il principale minerale utile per
l'estrazione di piombo.
Nel passato la galena è stata estratta più per il suo
contenuto di argento (soprattutto in epoca medievale
quando l'argento era largamente usato per battere
moneta) che per la produzione di piombo. Nel secolo
scorso, prima del crollo del prezzo dell'argento, questo
prezioso metallo ha assunto connotazioni economiche
interessanti come sottoprodotto assai remunerativo
delle miniere di galena.
fosfati
• Il gruppo dei fosfati include minerali con
l'unità tetraedrica AO4 dove A può essere
fosforo, antimonio, arsenico o vanadio. Il
fosfato di gran lunga più comune è
l'apatite che è un minerale importante
anche in biologia perché si trova nei denti
e nelle ossa di molti animali.