I MINERALI Il minerale un corpo solido cristallino

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 Si. O 4. 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 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 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 (CO 3)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 (SO 4)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 AO 4 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.