Utente:Matilde.Spagnolo/Sandbox
Feldspati | |
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Formula chimica | (Ba,Ca,Na,K,NH4)(Al,B,Si)4O8 |
Proprietà cristallografiche | |
Gruppo cristallino | Tectosilicati |
Sistema cristallino | Monoclino e triclino |
Proprietà fisiche | |
Densità | da 2,5 a 2,8 g/cm^3 g/cm³ |
Durezza (Mohs) | 6-6,5 |
Sfaldatura | Perfetta lungo i piani di sfaldamento |
Colore | Variabile (incolore, bianco, rosa, verde, blu, marrone) |
Lucentezza | Vitrea |
Striscio | Bianco |
Diffusione | Comune |
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale |
I feldspati (ortoclasio: KAlSi3O8 – albite: NaAlSi3O8 – anortite: CaAl2Si2O8 ) sono un gruppo di minerali classificati come tectosilicati.
Sono minerali molto comuni e costituiscono circa il 41% della massa della crosta terrestre, ma si possono trovare anche nel gabbro e nel basalto, che sono i costituenti principali della crosta oceanica.
Sono comuni anche nelle vene idrotermali.
I feldspati cristallizzano dal magma sia nelle rocce ignee intrusive sia effusive, e sono presenti in molti tipi di rocce metamorfiche e sedimentarie.
La roccia formata quasi interamente da feldspato plagioclasico è nota come anortosite.
Etimologia
ll loro nome deriva dal termine tedesco Feldspat (da Feld, ossia “campo”, e Spat che indica in modo generico un minerale a struttura laminare). Il cambiamento da “spat” a “spar” fu influenzato dalla parola inglese “spar”, che si riferisce ad un minerale non opaco con buona sfaldatura.
Struttura chimica
Tutti feldspati hanno composizione chimica generale X (Al, Si)4O8, in cui X può essere K+, Na+, Ba++, Ca++, Rb+, Sr++ e Fe++. I feldspati di potassio, sodio e calcio sono molto comini, mentre quelli di bario, rubidio, stronzio e ferro sono molto rari.
Il silicio si trova al centro di tetraedri con ai vertici quattro atomi di ossigeno, l'alluminio sostituisce il silicio secondo regole fisse o casuali secondo il tipo di feldspato. Possono esistere specie isomorfe di feldspati per sostituzioni tra potassio e sodio, sodio e calcio, potassio e bario.
Lo stato strutturale, che indica la distribuzione di SiO4 e AlO4 nei siti tetraedrici dell’impalcatura reticolare, è in funzione della temperatura di cristallizzazione e della successiva storia termica.
La stabilità nell’impalcatura è determinata dalla sostituzione del Si 4+ da un Al 3+ ed il concomitante ingresso di ioni alcalini (o alcalino terrosi nel caso gli atomi di silicio sostituiti siano due), che neutralizza la carica di struttura. Generalmente, una condizione disordinata di Si e Al è conseguenza di una cristallizzazione avvenuta ad alte temperature seguita da un raffreddamento veloce, condizione che invece troviamo ordinata se il raffreddamento è avvenuto molto lentamente o se le temperature di cristallizzazione sono state inferiori.
I feldspati possono essere in parte alterati da minerali argillosi, sericite (mica muscovite a grana fine), saussurite (miscela di albite, epidoto ed altri prodotti di disintegrazione di plagioclasio calcico), che conferiscono un aspetto "sporco e logoro". Il plagioclasio è più suscettibile agli agenti atmosferici rispetto al K-feldspato, e l'anortite ricca di Ca è la meno resistente. Questo è uno dei motivi per cui il K-feldspato è più comune nella sabbia rispetto al plagioclasio.
Abito cristallino
I cristalli sono generalmente prismatici e comunemente geminati.
I feldspati tendono a gemellarsi facilmente e possono essere gemellari sullo stesso piano, producendo strati paralleli di cristalli geminati.
Nell'ortoclasio i due cristalli geminati possono essere compenetrati l'uno nell'altro.
Colore
I feldspati non hanno colori perché mancano di elementi chimici cromofori nella struttura; tuttavia non sono quasi mai trasparenti.
Il feldspato puro è bianco grazie a riflessioni interne date da inclusioni e superfici di clivaggio. Nonostante ciò, non è rara la colorazione quasi nera dovuta alle inclusioni di Fe-Ti.
I feldspati di potassio sono spesso rosa a causa dell'ematite finemente dispersa. Alcuni microclino sono blu a causa della presenza di piombo, e sono per questo detti amazzoniti. Una tonalità giallastra è invece data da piccole quantità di ferro trivalente.
Striscio
Lo striscio dei feldspati è bianco.
Meteorizzazione
La meteorizzazione chimica dei feldspati risulta nella formazione di minerali argillosi come Illite e Caolinite.
Classificazione
La composizione degli elementi può essere espressa in relazione a tre termini puri:
- feldspato di potassio, detto anche ortoclasio (K-feldspato) KAlSi3O8
- albite NaAlSi3O8
- anortite CaAl2Si2O8
E sono rappresentabili in un sistema di 3 componenti (Or, An, Ab) all'interno di un diagramma di miscibilità.
K-feldspati e albite, miscibili ad elevate temperature, danno origine alla serie dei feldspati alcalini.
Albite e anortite, miscibili a tutte le temperature, danno origine alla serie dei feldspati plagioclasici.
Tra K-feldspati e anortite, invece, si verificano solo soluzioni solide limitate perché questi ioni hanno differenti raggi ionici e cariche che renderebbero instabile la struttura. (?)
L'albite è considerata un feldspato sia plagioclasico sia alcalino.
Feldspati alcalini
I feldspati alcalini sono chiamati in questo modo perché contengono potassio e sodio, metalli alcalini. Contengono potassio combinato a sodio, alluminio o silicio.
- sanidino (monoclino),
- microclino (triclino),
- anortoclasio (triclino).
Essi sono strutturalmente polimorfi, ovvero con uguale composizione chimica ma diverse strutture cristalline.
La loro distinzione si basa sulle dimensioni delle celle elementari e dalle proprietà ottiche, misurazioni possibili solo tramite l'utilizzo di tecniche a raggi X che forniscono lo stato di ordine e disordine dei tetraedri, la cui disposizione dipende dalla temperatura di cristallizzazione e dalla successiva storia termica.
Si possono trovare soluzioni solide complete solamente ad elevate temperature. Con il raffreddamento divengono stabili due fasi separate, l’albite di bassa e il microclino, ove i cationi andranno incontro a segregazione. Gli ioni Na+ diffonderanno per formare zone ricche di Na, mentre il K+ segregherà a sua volta a formare regioni ricche di K; il risultato finale sarà la trasformazione di un feldspato omogeneo in un concrescimento eterogeneo. Questi concrescimenti sono chiamati pertiti e sono il prodotto di fenomeni di essoluzione.
La pertite è una struttura tipica nei feldspati alcalini, data dall'essoluzione di feldspato potassico (ortoclasio o microclino) e feldspato sodico (albite) durante il raffreddamento della roccia.
Nella serie dei feldspati alcalini l’orientazione delle lamelle di essoluzione è grossolanamente parallela alla faccia {100}. Le strutture macropertitiche sono proprie di molti graniti e vengono chiamate così perché possono essere visibili a occhio nudo. Nei cristalli le strutture micropertitiche posso essere viste utilizzando un microscopio ottico, mentre le strutture criptopertitiche possono essere viste solo con un microscopio elettronico.
Più raro è il caso in cui il minerale ospite è un plagioclasio e le lamelle sono di K-feldspato, si parla di antipertiti.
L'ortoclasio e il sanidino sono monoclinici, ma differiscono nell'angolo acuto tra gli assi ottici (può essere determinato con un microscopio petrografico).
L’ortoclasio ha simmetria monoclina di classe 2/m. Ha una distribuzione dei tetraedri intermedia tra il sanidino e il microclino, cristallizzandosi a temperature intermedie. Origina da rocce intrusive.
L'adularia è una tipologia di ortoclasio formatosi a bassa temperatura in vene idrotermali che può cristallizzare in altri due tipi di minerali a seconda delle condizioni di pressione e temperatura: il microclino ed il sanidino.
Il sanidino si presenta nelle rocce vulcaniche e subvulcaniche. E' monoclino e di classe 2/m, è un feldspato che si forma tipicamente ad alta temperatura da rocce effusive. Lo scheletro è composto da anelli di quattro tetraedri Al-Si con una distribuzione disordinata, collegati in catene disposte parallelamente all’asse a; mentre gli ioni K+, legati a nove ossigeni vicini, sono posizionati in grandi lacune ad occupare posizioni su piani di simmetria perpendicolari all’asse b. Questo andamento, detto a “gomito”, trova un’espressione cristallografica nella sfaldatura secondo due direzioni che formano tra loro angoli di 90°, o vicini a 90° [generalmente secondo (010) e (001)], e nel caratteristico abito pseudo-tetragonale dei feldspati.
Il microclino ha simmetria triclina con gruppo puntuale 1-. Manca di piani di simmetria e assi di rotazione. Gli ioni K+ non occupano posizioni particolari, mentre la distribuzione dei tetraedri Al-Si è ordinata. Viene chiamato anche microclino massimo in relazione alla massima triclinicità, conseguenza appunto dell’ordinamento completo.
(Origina da rocce che cristallizzano ad elevata profondità e di pegmatiti, a basse temperature o con una velocità di raffreddamento lenta.)?
Ha un caratteristico motivo a tratteggio incrociato di gemelli data da una doppia geminazione polisintetica, visibile con un microscopio petrografico.
L'anortoclasio è l'unico feldspato alcalino che non è K-feldspato. È otticamente triclino e caratterizzato da un gemellaggio simile al microclino ma su scala più piccola.
Feldspati di bario
I feldspati di bario sono considerati anche feldspati alcalini e si formano dalla sostituzione del potassio con il bario nella struttura del minerale.
Sono monoclinici e includono:
- celsiana BaAl2Si2O8
- ialofane (K,Ba)(Al,Si)4O8.
Feldspati plagioclasici
I feldspati plagioclasici sono triclini ed includono:
Nome minerale del plagioclasio | Percentuale albite | Percentuale anortite |
---|---|---|
Albite, NaAlSi3O8 | 100-90% | 0-10% |
Oligoclasio, (Na,Ca)(Al,Si)AlSi2O8 | 90-70% | 10-30% |
Andesine, NaAlSi3O8—CaAl2Si2O8 | 70-50% | 30-50% |
Labradorite, (Ca,Na)Al(Al,Si)Si2O8 | 50-30% | 50-70% |
Bytownite, (NaSi,CaAl)AlSi2O8 | 30-10% | 70-90% |
Anortite, CaAl2Si2O8 | 0-10% | 90-100% |
E' comune trovare plagioclasio sodico (oligoclasio) nel granito; varietà più ricche di calcio (labradorite) in rocce mafiche come ad esempio il gabbro; andesina in rocce ignee intermedie come l'andesite.
I plagioclasi hanno una struttura molto simile al microclino.
L’estremo sodico, l’albite, è generalmente triclina (gruppo puntuale 1-) ed esiste in due varianti in base alle condizioni di temperatura: la monoalbite e l'analbite.
La monoalbite costituisce una variante monoclina.
L'estremo calcico è rappresentato dall’anortite, anch’essa di sistema triclino, la cui temperatura è inferiore ai 200°C, con un ordinamento perfetto dei tetraedri nella struttura.
Le composizioni intermedie possono essolvere anche in due feldspati di composizioni contrastanti durante il raffreddamento. La diffusione è però molto più lenta dei feldspati alcalini e i risultanti due minerali, cresciuti insieme, hanno una grana troppo fine per esser osservati al microscopio ottico. Le lacune di immiscibilità nelle soluzioni solide di plagioclasio sono difficilmente comparabili alla lacune dei feldspati alcalini. Il gioco di colori visibile in alcune composizioni di labradorite è dovuto alle lamelle con granatura molto fine.
Nei plagioclasi si trovano soluzioni solide complete alle alte temperature (da Na a Ca). Da un punto di vista strutturale l’interpretazione è complessa a causa del rapporto Al/Si variabile nelle due formule limite. Vi sono inoltre tre tipi di tessiture, o lacune di miscibilità rilevabili attraverso la comparsa di iridescenza nei cristalli. I concrescimenti peristeritici compaiono nell’intervallo An5-An15. I concrescimenti di Bøggild si presentano in alcuni plagioclasi nell’intervallo composizionale An47-An58; la loro presenza è indicata dal gioco di colori che si osserva nella labradorite. Il terzo tipo, chiamato concrescimento di Huttenlocher, si manifesta nella regione An60-An85, rappresentativo il caso della Bytownite.
Elenco minerali
- Adularia
- Albite, NaAlSi3O8
- Amazonite, KAlSi3O8
- Andesina, (Na,Ca)(Al,Si)4O8
- Anortite, CaAl2Si2O8
- Anortoclasio, (Na,K)AlSi3O8
- Banalsite, Na2BaAl4Si4O16
- Buddingtonite, (NH4)AlSi3O8
- Bytownite, (Ca,Na)(Al,Si)4O8
- Celsiana, BaAl2Si2O8
- Dmisteinbergite, CaAl2Si2O8
- Ialofane, (K,Ba)(Al,Si)4O8
- Kokchetavite, KAlSi3O8
- Labradorite, (Ca,Na)(Al,Si)4O8Microclino, KAlSi3O8
- Oligoclasio, (Na,Ca)(Al,Si)4O8
- Ortoclasio, KAlSi3O8
- Paracelsiana, BaAl2Si2O8
- Reedmergnerite, NaBSi3O8
- Rubiclino, (Rb,K)AlSi3O8
- Sanidino, KAlSi3O8
- Slawsonite, SrAl2Si2O8
- Stronalsite, Na2SrAl4Si4O16
- Svyatoslavite, CaAl2Si2O8
Produzione e Usi
Nel 2010 sono state estratte circa venti milioni di tonnellate di feldspato, la maggior parte da tre Paesi: Italia (4.7 Mt), Turchia (4.5 Mt) e Cina (2 Mt). L'estrazione avviene da grossi corpi granitici (chiamati plutoni), dalle pegmatiti, o dalle sabbie composte da feldspati.
Attualmente la richiesta di feldspato grezzo è soddisfatta dalle miniere già presenti al mondo.
II feldspato è comunemente utilizzato nell’industria del vetro, nella ceramica e usato anche come riempimento e diluente di plastiche, vernici e gomme; in campo biomedico vengono utilizzati come additivi in materiali ceramiche, soprattutto dentale.
Nell’industria del vetro, l’allumina garantisce resistenza, durabilità e tenacia agli agenti corrosivi.
Nelle ceramiche i feldspati alcalini (CaO, K2O, Na2O) fungono da flussante e abbassano la temperatura di una miscela. Nella fase iniziale, i flussanti, si fondono formando la matrice del vetro vincolando le altre componenti assieme. Per realizzare porcellane e refrattari i feldspati vengono comunemente miscelati con quarzo e caolino.
I depositi di argilla derivano principalmente da rocce ricche di feldspato.
I feldspati sono impiegati anche nella gioielleria e per rivestimenti (anche di monumenti o edifici), soprattutto se iridescenti.
Negli U.S.A. circa il 66% del feldspato è utilizzato nell’industria del vetro per contenitori e isolanti, nelle ceramiche come isolante elettrico, prodotti sanitari, arredamenti. Viene estratto soprattutto in Carolina del Nord, Virginia, California, Oklahoma, Idaho, Georgia e Dakota del Sud
In geologia e in archeologia, i feldspati vengono usati come indicatori per la datazione K-Ar, datazione Ar-Ar e datazione a luminescenza.
I feldspati possono essere sostituiti, grazie alle caratteristiche simili, da miscele di pirofilite, argilla, talco e quarzo.
Rischi per la salute
Non ci sono informazioni sufficienti sugli eventuali rischi che causano alla salute. Si consiglia generalmente di trattare le specie minerali con attenzione.
Curiosità
Nell’ ottobre del 2012 il rover Curiosity analizzò un pezzetto di roccia marziana dove trovò elevate percentuali di feldspati.
L'albite, dal latino albus, è chiamato così per via del suo colore biancastro.
I più grandi feldspati estratti finora sono:
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