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Prima di addentrarci nello straordinario mondo dei minerali, possiamo
iniziare a dire che non sono altro che degli aggregati delle rocce,
componenti essenziali della crosta terrestre. Le rocce sono suddivise in
tre gruppi principali: ignee, metamorfiche e sedimentarie e sono
costituite da aggregati di grani di minerali differenti.
Gli ambienti di formazione dei minerali sono molti e con caratteristiche differenti. Le
rocce che caratterizzano la crosta terrestre si formano grazie a dei
processi ciclici. Il magma, infatti, fuso all’interno della crosta,
pian piano sale in superficie formando grandi masse, intrusioni più
piccole, o colate di lava e vulcani. Le
rocce ignee (o magmatiche) si formano attraverso il consolidamento del
magma. Vengono suddivise in intrusive, quando il consolidamento avviene
in profondità nella crosta terrestre (es. granito e pegmatite), ed
effusive, quando il consolidamento avviene sulla superficie della crosta
(questo accade ad esempio negli ambienti vulcanici con la formazione dei
basalti). Le rocce sedimentarie, invece, si formano dall'accumulo di frammenti di rocce preesistenti o di gusci o di scheletri di organismi, o anche dal deposito di sostanze minerali sciolte nelle acque. Nel
caso in cui le rocce ignee o sedimentarie vengano sottoposte a
condizioni di temperatura o pressione piuttosto elevate si formano le
rocce metamorfiche, processo che porta le rocce preesistenti a subire
rilevanti mutamenti fisico-chimici.
Le
rocce ignee hanno un aspetto vetroso e cristallino. I cristalli,
particolarmente ravvicinati tra loro, possono essere allineati, ma anche
distribuiti in modo casuale all’interno della roccia. In
alcune rocce sedimentarie ci sono evidenti stratificazioni. I grani non
hanno grande coesione e possono essere staccati molto facilmente. Altra
caratteristica che le distingue dalle rocce ignee è la frequente
presenza di fossili.
La
roccia metamorfica si distingue in due tipologie differenti, secondo il
tipo di metamorfismo subito. Infatti, può avere una struttura foliata
con frequenti ondulazioni, al contrario delle rocce sedimentarie che
hanno sempre struttura piana, oppure una struttura con distribuzione
cristallina del tutto casuale. I
minerali sono per lo più dei solidi inorganici, fatta eccezione per
alcuni in cui si trova un’origine organica (ad esempio l’ambra non
è altro che una resina fossile), formati da uno solo o da combinazioni
di più elementi chimici. Partendo
dalla constatazione che in natura esistono circa 3000 specie di
minerali, è stato necessario studiare un metodo di classificazione che,
considerando le caratteristiche proprie di ognuno di essi, parte da
quelli che presentano una composizione chimica più semplice, fino ad
arrivare ai minerali con legami chimici molto complessi. Si giunge in questo modo ad avere nove classi di minerali:
Diverse
sono le proprietà che caratterizzano i minerali e rendono possibile la
loro identificazione. Per
spiegarle in breve possiamo iniziare dal “colore”, che è
sicuramente una delle proprietà fisiche più evidenti di un minerale ma
che, in fase d’analisi, non è fondamentale per una precisa
identificazione del campione in esame. Ci sono, infatti, delle specie di
minerali, di cui l’esempio più eclatante è probabilmente il quarzo,
che presentano diverse colorazioni. Sotto
il profilo della colorazione, invece, molto più importante è la
“stria”, proprietà che consente di valutare il colore della polvere
del campione, che si ottiene generalmente facendo sfregare
quest’ultimo su un’adeguata superficie. La
“trasparenza” si riferisce alla proprietà di un minerale d’essere
più o meno attraversato dalla luce (analisi da cui si arriva a
determinare se un minerale è trasparente, traslucido o opaco).
La
“lucentezza” indica il grado in cui la luce viene riflessa dalla
superficie dei cristalli e i termini con cui si descrive sono: vitrea
(simile al vetro), resinosa (simula la lucentezza della resina),
perlacea (lucentezza simile all’iridescenza della perla), sericea
(tipica dei minerali di aspetto fibroso), e adamantina (assai brillante,
simile a quella del diamante). Fondamentali sono anche i “sistemi cristallini”. I minerali, infatti, in base a questi sono suddivisi in sei gruppi a seconda della forma e della simmetria dei cristalli che li compongono. Ogni sistema cristallino può contenere forme diverse, ma tutte devono corrispondere alla simmetria del sistema. I
sei sistemi suddetti sono: 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
esagonale: in questo caso 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 lunghezze differenti e non sono perpendicolari tra loro. Tornando
alle proprietà dei minerali, dobbiamo accennare all’“abito” e
agli “aggregati” che li caratterizzano. Il primo si riferisce
all’aspetto che assume il minerale in base allo sviluppo delle forme
cristalline che lo compongono. Sappiamo però che i minerali sono quasi
sempre costituiti da aggregati di cristalli e tra questi i più comuni
sono: l’aggregato lamellare (cristalli sottili simili a una lama),
aggregato prismatico (composto da cristalli prismatici), aggregato
aciculare (cristalli lunghi e sottili), massa compatta (cristalli minuti
e privi di una forma definita), massa reniforme (forma simile a un
rene).
Altre
due caratteristiche fondamentali sono la “sfaldatura” e la
“frattura”. Colpendo il minerale con un martello o facendo pressione
con un coltello, si ottengono delle lamine di sfaldatura. Questo avviene
generalmente lungo i piani di minima coesione, che a seconda dei
minerali, assumono direzioni differenti. La sfaldatura però non è una
proprietà comune a tutti i minerali. Molti, infatti, non si sfaldano in
nessuna direzione, ma si suddividono in frammenti irregolari. La
frattura, infatti può essere concoide, cioè con nicchie e convessità
arrotondate, oppure scheggiosa, fibrosa, ecc. e a seconda dei
piani di frattura, si può ottenere un criterio di determinazione del
campione in esame.
Per
concludere con le proprietà che caratterizzano i minerali non possiamo
tralasciare due proprietà fondamentali quali “durezza” e “peso
specifico”. Per calcolare la durezza, ossia la resistenza opposta alla
scalfittura, è stata ideata una scala (la Scala di Mohs), che partendo
dal valore 1, determinato dalla durezza del talco, arriva fino a 10,
valore che determina la durezza massima di un minerale e che corrisponde
al diamante. In questa scala si determina quindi il valore di durezza di
dieci minerali che fungono poi da termini di paragone per misurare la
durezza dei campioni. I minerali che presentano durezza maggiore
scalfiscono quelli con durezza minore, posti quindi più in basso nella
Scala di Mohs. Infine,
il peso specifico è dato dal rapporto numerico tra il peso effettivo
del minerale e quello di un analogo volume di acqua alla temperatura di
4 °C.
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