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Mineralogia - La classificazione dei minerali

Classificazione dei minerali

Come in tutte le scienze, anche in mineralogia c’è l’esigenza di classificare l’oggetto di studio, ossia i minerali.

La classificazione dei minerali è argomento della mineralogia sistematica, che si occupa della descrizione della struttura e composizione delle singole specie e della loro tassonomia al fine di comprenderne il comportamento in risposta alle sollecitazioni esterne (pressione e temperatura) cui sono sottoposte durante i processi geologici.

Lo scopo di una classificazione e' di radunare in classi gli oggetti che hanno una qualche somiglianza per facilitare gli studi comparativi.

La composizione chimica e' stata proposta come la base della classificazione mineralogica da Cronstedt nel 1758. I minerali vengono suddivisi in classi in funzione dell'anione o del gruppo anionico dominante per es. O per la classe degli ossidi, CO3 per i carbonati, ecc.

Molte sono le ragioni in favore di questo criterio come valida base della struttura classificativa: 

  • i minerali che hanno lo stesso anione o gruppo anionico dominante hanno somiglianze di famiglia generalmente piu' forti ed evidenti di quelle presenti nei minerali caratterizzati dallo stesso catione dominante, infatti i carbonati si assomigliano molto di piu' dei minerali del rame.
  • I minerali che posseggono lo stesso anione tendono a formarsi nello stesso ambiente geologico o in ambienti molto simili, cosi' i solfuri si rinvengono in stretta associazione in depositi di vena, mentre i silicati costituiscono la componente preponderante delle rocce della crosta terrestre.
  • Un tale schema classificativo ben si accorda con le attuali tendenze dei chimici nell'attribuire nomi e classificare i composti inorganici.

Tuttavia ci si accorse fin dal principio che la sola composizione chimica non caratterizza adeguatamente un minerale. Per capire pienamente la natura dei minerali e' stato necessario attendere la scoperta dei raggi X e la loro applicazione allo studio della struttura interna.

Una classificazione fondata sulle strutture cristalline fu proposta da Ewald e Herman, ma si rivelo' inadeguata perche' riuniva in uno stesso tipo strutturale sostanze completamente diverse sotto ogni aspetto, ad es. salgemma, NaCl, galena, PbS e periclasio, MgO.

I principi cristallochimici furono applicati dapprima da W.L. Bragg e da V.M. Goldschmidt ai silicati, infatti la loro suddivisione in sottoclassi si basa in parte sulla composizione chimica, in parte sulla disposizione dei tetraedri che possono riunirsi in impalcature tridimensionali, in fogli, in catene doppie e singole o essere isolati. 

La classificazione mineralogica attuale e' basata sulla composizione e sulla struttura di ciascun minerale perche' dalla reciproca disposizione degli atomi e dal tipo di legame che li tiene uniti derivano le sue proprieta' fisiche, tuttavia, poiche' non tutte le strutture dei minerali sono note, c'e' una certa arbitrarieta' nell'attribuire una specie ad un gruppo piuttosto che ad un altro.

Le piu' ampie divisioni o classi, basate sugli schemi del Dana's System of Mineralogy di C. Palache, H. Berman e C. Frondel e sulle Mineralogisches Tabellen di H. Strunz, sono le seguenti: 

Qualche autore eleva i solfosali, i nitrati e i tungstati a classe separandoli rispettivamente dai solfuri, carbonati e solfati.

Le classi sono suddivise in "famiglie" sulla base di tipi chimici e le famiglie a loro volta possono essere divise in "gruppi" sulla base di somiglianze strutturali. Un gruppo e' costituito da "specie" che possono formare "serie" fra loro e infine una specie puo' avere diverse "varietà".

Per gruppo si intende due o più materiali simili nella struttura e nelle proprietà, ma chimicamente diversi.

I singoli costituenti di un gruppo vengono definiti specie. Tutte le varietà di una specie presentano la stessa struttura cristallina e la stessa composizione chimica, differenziandosi solo nel colore.

Un caso a parte sono le classificazioni date da commercianti e diventate ormai di uso comune, si parla in questo caso di “nome commerciale” o “fantasia”

Esempio di classificazione:

CLASSE
: silicato
GRUPPO: ciclosilicato
SPECIE: berillo
VARIETÀ: smeraldo
NOME FANTASIA: smeraldo rosa (erroneamente attribuito da alcuni commercianti alla morganite che è solo la varietà di colore rosa del berillo)

I nomi dei minerali possono avere un’origine storica, oppure possono prendere il nome da una proprietà fisica o chimica, o dalla località del ritrovamento o da un mineralogista famoso o da qualsiasi cosa venga approvata dall’IMA.

Es.
Albite (con riferimento al colore bianco)
Pirite (perché può emettere scintille)
Brasilianite (dalla località)
Sillimanite (dal professor Silliman)
Cerianite (per la presenza di Cerio)
Molibdenite (dal greco Molybdos che significa…piombo)

Classi di appartenenza dei minerali principali

  • Elementi nativi : metalli (oro, argento, platino, rame, ferro); semimetalli (arsenico, bismuto); non-metalli (zolfo, diamante, grafite).
  • Solfuri e Solfosali : XmZn, galena, blenda, pirite, calcopirite, cinabro, realgar, orpimento, antimonite, molibdenite. I solfosali si possono considerare come solfuri doppi (es. enargite Cu3AsS4)
  • Ossidi : X:O e XY2O4 (ossidi multipli). Ematite, magnetite, cromite, pirolusite, cassiterite, uraninite, corindone, rutilo, spinello, ilmenite, crisoberillo. Idrossidi: brucite, goethite, bauxite, gibbsite.
  • Alogenuri : Cl-, Br-, F-, I-, XZ e XZ2: salgemma, silvite, fluor 
  • Carbonati e Nitrati : (CO3)2- e (NO3)1-: calcite, magnesite, siderite, rodocrosite, smithsonite, aragonite, dolomite, malachite, azzurrite 
  • Borati : BO3 e BO4: colemanite, borace, ulexite
  • Fosfati : (PO4)3-: apatite, idrossiapatite, cloroapatite
  • Solfati e Tungstati : (SO4)2- e (WO4)2-: baritina, anidrite, gesso (solfato idrato), celestina; wolframiti e scheeliti
  • Silicati : SiO4: nesosilicati, sorosilicati, ciclosilicati, inosilicati, fillosilicati, tectosilicati. Olivina, granati, pirosseni, anfiboli, miche, minerali argillosi, feldspati, berilli, quarzo.

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