Alfonso Bosellini I materiali della Terra solida Capitolo 2 Lezione 5 Atomi, elementi, minerali e rocce Sistematica dei minerali Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 2 2.10 Criteri di classificazione dei minerali Le rocce della crosta terrestre sono fondamentalmente costituite da una trentina di minerali, che si possono raggruppare in un numero limitato di classi. La classificazione è di tipo chimico e si basa prevalentemente sull’anione che caratterizza il minerale. Nel caso più semplice l’anione è l’ossigeno, che si combina direttamente con cationi metallici. Più frequentemente l’ossigeno si combina con un altro elemento per formare un anione poliatomico, che si lega a sua volta con uno o più cationi metallici. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 3 2.10 Criteri di classificazione dei minerali CLASSE ANIONE MINERALI Silicati Ione silicato (SiO44–) OLIVINA, GRANATO, AUGITE, ORNEBLENDA, MUSCOVITE, BIOTITE, CLORITE, TALCO, ORTOCLASIO, ALBITE, ANORTITE, QUARZO ... Alogenuri Ioni degli elementi alogeni (F–, Cl–, Br–, I–) SALGEMMA, SILVITE, FLUORITE, ATACAMITE … Carbonati Ione carbonato (CO32–) CALCITE, DOLOMITE, SIDERITE, MALACHITE … Solfati Ione solfato (SO42–) GESSO, ANIDRITE, BARITE … Solfuri Ione solfuro (S2–) PIRITE, GALENA, SFALERITE, CINABRO … Ossidi Ione ossido (O2–) CORINDONE, EMATITE, MAGNETITE, QUARZO … Idrossidi Ione idrossido (OH–) BRUCITE, LIMONITE, GOETHITE … Elementi nativi Metalli e semimetalli ORO, ARGENTO, RAME, ZOLFO DIAMANTE, GRAFITE … Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 4 2.11 Classificazione dei silicati Circa il 75% in peso della crosta terrestre è costituito da due soli elementi: ossigeno e silicio. Questi due elementi si trovano combinati con altri cationi metallici nei silicati, la classe mineralogica più abbondante nelle rocce della Terra. I feldspati costituiscono oltre il 50% delle rocce della crosta terrestre. Il quarzo costituisce buona parte del rimanente 50%. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 5 2.11 Classificazione dei silicati L’unità fondamentale del reticolo cristallino dei silicati è lo ione silicato SiO44–. O2– O2– O2– Si4+ O2– Lo ione SiO44– ha la forma di un tetraedro che ha al centro lo ione Si4+ circondato da quattro ioni O2–, equidistanti, posti ai vertici. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 6 2.11 Classificazione dei silicati I silicati Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 2.11 Classificazione dei silicati Nesosilicati ZIRCONE Sorosilicati GRANATO Ciclosilicati TORMALINA EPIDOTO DANBURITE Fillosilicati BERILLO BIOTITE (mica) SERPENTINO Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 8 2.11 Inosilicati Classificazione dei silicati A catena singola AUGITE (pirosseno) A catena doppia DIOPSIDE (pirosseno) ORNEBLENDA (anfibolo) ACTINOLITE (anfibolo) ORTOCLASIO (feldspato) PLAGIOCLASIO (feldspato) STILBITE (zeolite) Tettosilicati QUARZO Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 9 2.12 Silicati mafici e felsici In base alle loro caratteristiche chimiche e fisiche possiamo suddividere i silicati in due grandi categorie: mafici(femici) e felsici (sialici). Silicati mafici Silicati felsici Rapporto Si/O Basso Elevato Densità Elevata Modesta Colore Scuro Chiaro Elementi prevalenti Magnesio, ferro Silicio, ossigeno Esempi Olivina, pirosseni, anfiboli, biotite Feldspati, quarzo, Muscovite, zeoliti Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 10 2.13 Minerali non silicati Soltanto l’8% circa delle rocce della crosta terrestre è costituita da minerali non silicati. Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 11 2.13 Minerali non silicati I carbonati contengono lo ione carbonato (CO32–). Calcite - CaCO3 Aragonite - CaCO3 Dolomite - (Ca, Mg)CO3 Malachite - Cu2(OH)2CO3 Siderite - FeCO3 Rodocrosite - MnCO3 Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 12 2.13 Minerali non silicati Gli alogenuri contengono elementi del gruppo degli alogeni: F, Cl, Br, I. Salgemma - NaCl Fluorite - CaF2 Silvite - KCl Atacamite - Cu2Cl(OH)3 Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 13 2.13 Minerali non silicati Borati, Fosfati Na2B4O5(OH)4·8(H2O il borace Mg3B7O13C la boracite Ca5(PO4)3[F, OH, Cl] l’apatite CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O Il turchese Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 14 2.13 Minerali non silicati I solfati contengono lo ione solfato (SO42–). Gesso - CaSO4·2H2O Barite - BaSO4 Anidrite - CaSO4 Celestina - SrSO4 Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 15 2.13 Minerali non silicati Gli ossidi sono composti dell’ossigeno con i metalli, gli idrossidi contengono lo ione (OH–). Ematite - Fe2O3 Magnetite - Fe3O4 Corindone - Al2O3 Rutilo - TiO2 Limonite - FeO(OH)·nH2O Goethite - FeO(OH) Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 16 2.13 Minerali non silicati I solfuri sono formati da metalli associati allo ione solfuro (S2–). Pirite - FeS2 Marcasite - FeS2 Calcopirite - CuFeS2 Galena - PbS Cinabro - HgS Sfalerite - (Zn,Fe)S Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 17 2.13 Minerali non silicati Gli elementi nativi sono costituiti da un solo elemento chimico. Diamante - C Grafite - C Oro - Au Argento - Ag Rame - Cu Zolfo - S Alfonso Bosellini – I materiali della Terra solida - © Italo Bovolenta editore 2012 18
