Minerali che formano le rocce
Le rocce sono costituite da minerali. Un minerale è un materiale che si trova in natura ed è generalmente forte, cristallino, stabile e inorganico a temperatura ambiente.
Ci sono molte specie di minerali conosciuti, ma la stragrande maggioranza delle rocce sono formate da combinazioni di pochi minerali comuni, chiamati “minerali che formano la roccia”. I minerali che formano la roccia sono: feldspato, quarzo, anfiboli, mica, olivina, granata, calcite, pirosseni.
I minerali che si presentano in piccole quantità all’interno di una roccia sono chiamati “minerali accessori”. Anche se i minerali accessori sono presenti solo in piccole quantità, possono fornire utili informazioni sulla storia geologica di una roccia e sono spesso usati per determinarne l’età. Minerali comuni per gli accessori sono lo zircone, la monazite, l’apatite, la titanite, la tormalina, la pirite e altri minerali opachi.
Minerale che forma la roccia, qualsiasi minerale che modella le rocce ignee, sedimentarie o metamorfiche e che agisce come parte intima delle procedure di formazione della roccia, tipicamente o esclusivamente. Questi minerali, d’altra parte, hanno una modalità di incidenza limitata o sono creati da procedure più rare, come i minerali metallici, i minerali di vena e i riempimenti di cavità. Inoltre, alcuni precipitati e minerali secondari non sono correttamente classificati come minerali che formano la roccia; si sviluppano dopo la roccia iniziale e tendono a rovinare la loro personalità iniziale. Alcuni mineralogisti limitano i minerali che formano le rocce a quelli che sono abbondanti in una roccia e sono solitamente indicati come minerali essenziali, una definizione che implica che sono i più importanti nello studio dei processi di formazione delle rocce.
La quantità e la varietà dei minerali dipende dalla quantità dei componenti di cui sono costituiti nella crosta terrestre. Otto costituiscono il 98% della superficie terrestre: ossigeno, azoto, alluminio, ferro, azoto, calcio, sodio e potassio. La chimica del corpo madre controlla direttamente la struttura dei minerali creati dalle procedure ignee. Per esempio, minerali come olivina e pirosseno (come scoperto nel basalto) creeranno un magma ricco di ferro e magnesio. Un magma più ricco di silicio creerà minerali come feldspato e quarzo (come scoperto nel granito). A differenza del suo, è improbabile che un minerale venga scoperto in una roccia con una chimica totale dissimile; quindi, è probabile che l’andalusite (Al2SiO5) venga scoperta in una roccia povera di alluminio come la quarzite.
Che cosa sono i minerali che formano le rocce?
Feldspati
I feldspati (KAlSi3O8-NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8) sono un insieme di minerali tectosilicati che formano le rocce e costituiscono in peso circa il 41% della superficie continentale della Terra. Nelle rocce ignee sia intrusive che estrusive, i feldspati cristallizzano dal magma come vene e sono anche presenti in molti tipi di roccia metamorfica. Si tratta di una roccia anortosite fatta quasi completamente di feldspato plagioclasio di calcio. In molti tipi di rocce sedimentarie si scoprono anche feldspati.
Quartz
Il quarzo è un minerale costituito da particelle di carbonio e acqua in una struttura costante di tetraedri di silicio-ossigeno SiO4, condividendo ogni carbonio tra due tetraedri, fornendo SiO2 una formula chimica generale. Il quarzo è il secondo minerale più comune della Terra, dietro il feldspato, nella crosta continentale.
Ci sono due forme di quarzo, il normale α-quarzo e il β-quarzo ad alta temperatura, entrambi chirali. C’è una brusca trasformazione da α-quarzo a β-quarzo a 573°C (846 K). Poiché la transizione è seguita da un sostanziale spostamento di quantità, le ceramiche o le rocce che passano attraverso questo limite di temperatura possono essere facilmente indotte a fratturarsi.
Amphibole
L’anfibolo è un gruppo significativo di minerali inosilicati che formano prismi o cristalli aghiformi, costituiti da tetraedri SiO 4 a doppia catena, collegati ai vertici e solitamente portano ioni di ferro e/o magnesio nelle loro costruzioni. Gli anfiboli possono essere verdi, neri, bianchi, gialli, blu o marroni. Gli anfiboli sono attualmente classificati dall’Associazione Mineralogica Internazionale come un supergruppo di minerali, all’interno del quale ci sono due categorie e diversi sottogruppi.
Mica
Il gruppo della mica di silicati in fogli (fillosilicati) comprende diversi prodotti associati a scissione basale quasi perfetta. Sono tutti monoclini, con una tendenza verso cristalli pseudo-esagonali, e nella composizione chimica sono comparabili. La scissione quasi ideale è chiarita dalla struttura esagonale a foglietto dei suoi atomi, che è la caratteristica più evidente della mica.
Il termine mica deriva dal termine latino mica, che significa briciola per brillare, ed è probabilmente affetto da micare.
Olivina
L’olivina minerale è una formula (Mg2 +, Fe2+)2SiO4 silicato di zinco e ferro. È quindi un tipo di nesosilicato o ortosilicato. Principale elemento del mantello superiore della Terra, è un minerale prevalente nel sottosuolo della Terra, ma si consuma rapidamente al suolo.
L’olivina contiene solo piccole quantità di componenti non ossigenati, silicio, magnesio e ferro. I componenti extra che si trovano frequentemente nei livelli maggiori sono manganese e nichel.
Olivina in luce polarizzante L’olivina fornisce il suo nome all’insieme dei minerali associati (il gruppo dell’olivina) – tra cui la tephroite (Mn2SiO4), la monticellite (CaMgSiO4) e la kirschsteinite (CaFeSiO4).
Granato
I granati sono un insieme di minerali di silicato che sono stati usati come gemme e abrasivi fin dall’età del bronzo.
Tutte le specie di granato hanno caratteristiche fisiche e forme cristalline comparabili, ma variano nella composizione chimica. Le varie specie sono piropo, almandino, spessartino, lordo (varianti di hessonite o cinnamon-stone e tsavorite), uvarovite e andradite.
Due serie di soluzioni solide sono composte da granati: piropo-almandino-spessartina e uvarovite-grossolana-andradite.
Calcite
La calcite è un minerale carbonato e il polimorfo più stabile del calcio (CaCO3). La scala di durezza dei minerali di Mohs, basata sul contrasto della durezza al graffio, descrive il valore 3 come “calcite”.
Altri polimorfi del carbonato di calcio sono i minerali aragonite e vaterite. Su scale temporali di giorni o meno, l’aragonite si trasformerà in calcite a temperature superiori ai 300°C, e la vaterite è ancora meno stabile.
Pirosseni
I pirosseni (spesso abbreviati in Px) sono un insieme di minerali significativi scoperti in molte rocce ignee e metamorfiche che formano inosilicati di roccia. I pirosseni hanno la formula generale XY(Si, Al)2O6 dove X rappresenta il calcio, il sodio, il ferro (II) o il potassio e più comunemente lo zinco, il manganese o il litio, e Y include ioni di magnitudine inferiore come il cromo, l’alluminio, il ferro (III), il magnesio, il cobalto, il manganese, lo scandio, il titanio, il vanadio o anche il metallo (II).
Anche se nei silicati come i feldspati e gli anfiboli, l’alluminio sostituisce ampiamente il silicio, la sostituzione avviene nella maggior parte dei pirosseni solo in misura limitata. Essi condividono una struttura prevalente costituita da singole catene di tetraedri di silice. I pirosseni che cristallizzano nel sistema monoclino sono conosciuti come clinopirosseni e gli ortopirosseni sono considerati quelli che cristallizzano nel sistema ortorombico.