I MINERALI :dal magma ai cristalli.
Olisticamente parlando, ciò che è rilevante dei cristalli sono le loro proprietà ma per comprenderle a fondo è importante conoscere l’origine dei minerali dei cristalli, la loro struttura, la loro composizione chimica, in poche parole la loro totale ESSENZA.
ORIGINE DEI MINERALI
In principio era il magma.
Brevemente, la terra era inizialmente una nube di gas e successivamente dei processi di contrazione e condensazione trasformarono questa nube di gas in una sfera di sostanze fuse ad alta densità, una palla di fuoco.
In seguito, altri processi di raffreddamento consentirono la formazione in superficie di uno strato solido sottile rispetto alle dimensioni della sfera: la crosta terrestre. La crosta terrestre non è uno strato omogeneo è costituita in realtà da un insieme di placche molto vicine che “galleggiano” sul magma.
Il movimento continuo del magma sotto la crosta terrestre, genera un distanziamento o una collisione tra le placche e questo ha provocato la formazione delle catene montuose e provoca altre sì le eruzioni vulcaniche infatti, nel movimento delle placche si formano delle fenditure nella crosta terreste e il magma risalendo fuoriesce dalla crosta terrestre per la forza della pressione.
Il magma ovvero la massa di sostanze fuse sotto lo strato più superficiale della Terra, è composto da sostanze liquide incandescenti ma anche da gas e cristalli in continuo movimento per effetto della variazione della temperatura dal centro della Terra rispetto agli strati più vicini alla crosta terrestre.
Si genera un moto convettivo di ascensione del magma che risalendo si raffredda per poi ri-precipitare verso il basso.
Minerali cristalli primari
Nel processo di raffreddamento le sostanze incandescenti presenti nel magma si consolidano dando origine alle cosiddette rocce magmatiche dette anche minerali primari. I cristalli che ne derivano sono di diverso tipo a seconda delle sostanze presenti nel magma, alla temperatura, alla pressione al momento della solidificazione della lava. La dimensione dei cristalli dipende dalla velocità che impiega il magma a solidificarsi, se la solidificazione avviene nel sottosuolo è lunga anche migliaia di anni se è superficiale sono sufficienti alcuni giorni.
Quando il materiale raffreddato si è solidificato, se è composto da un unico componente viene definito minerale, altrimenti nel caso in cui sia composto da sostanze miste, si parla di roccia.
Le rocce magmatiche si distinguono in rocce vulcaniche o effusive, quelle formatesi in superficie della crosta terrestre e rocce plutoniche o intrusive se formatesi nel sottosuolo.
I cristalli più comuni che derivano dalle rocce vulcaniche sono: le pomici, il basalto, le porfiriti e le rioliti. (agata a macchie di leopardo, opale di fuoco). Nella fase di cristallizzazione tutte le sostanze presenti nel magma si solidificano contemporaneamente.
Le ossidiane anche se fanno parte delle rocce vulcaniche, non sono cristalli perché si formano quando il magma fuoriuscito sotto forma di lava, si raffredda troppo rapidamente impedendo la formazione dei cristalli. Ciò si verifica ad esempio quando la lava a seguito di un’eruzione, improvvisamente entra in contatto con dell’acqua del mare o di un fiume.
Le rocce plutoniche o intrusive invece, si formano a seguito di una solidificazione lenta nel sottosuolo; Il raffreddamento e la successiva solidificazione può avvenire in profondità oppure si solidificano vicino alla superficie terrestre. In questo caso le rocce vengono definite filoniane o ipoabissali.
In profondità il magma si cristallizza generando minerali seguendo un certo ordine, la serie di Bowen.
I primi minerali a formarsi nel raffreddamento sono quei minerali poco solubili ad alte temperature e che cristallizzando non cambiano la composizione del magma: il diamante, lo zircone, la magnetite, il platino e la pirite. In seguito cristallizzano i minerali che compongono il magma e, prima, i minerali contenenti ferro e magnesio, tra cui l’olivina, poi, i minerali ricchi di feldspati e silice ma poveri di ferro e magnesio: il granito, muscovite e quarzo.
Dopo questa prima fase di raffreddamento il magma è quasi completamente cristallizzato, della massa originaria resta una parte di sostanze fluide residue e dei gas. Questi ultimi penetrando all’interno delle rocce circostanti causano un cambiamento chimico in queste rocce. Avviene il processo definito pneumatolisi. Alcuni cristalli che derivano da questo tipo di rocce sono: berillo, tormalina, apatite, lepidolite, calcite e il topazio.
A temperature più basse si verifica invece la fase idrotermale. Il vapore acqueo si condensa formando delle soluzioni acquose che penetrano nelle rocce circostanti modificandole. Tra i cristalli che derivano da questo processo vi sono: amazzonite, epidoto, adularia, quarzo, kunzite, pietra di luna e fluorite.
Minerali cristalli secondari
Le rocce sedimentarie e i minerali secondari hanno origine a partire da altre rocce, derivano dalla trasformazione delle rocce primarie di origine magmatica poi modificate perché sono sottoposte a dei fenomeni di erosione e degradazione.
Sulla superficie della Terra, le rocce sono sottoposte continuamente a fenomeni atmosferici: il caldo, il gelo, le piogge e i venti. Questi fenomeni degradano la roccia formando dei detriti che vengono trasportati a valle dai venti e dalle acque. Si creano in questo modo dei depositi di detriti Accumulandosi negli anni, gli strati superiori di detriti compattano quelli inferiori e si formano altre rocce: le rocce sedimentarie. A volte nei depositi di detriti si inseriscono anche dei materiali di origine organica resti di piante e animali.
Alcuni minerali derivati da queste rocce sono: anidrite, calcite, pirite, dolomite, selenite, ematite, aragonite.
Le rocce in superficie sono inoltre coinvolte dall’intervento delle piogge e delle formazioni idrografiche. L’acqua penetra nelle fenditure delle rocce e avviene un processo di ossidazione e cementazione che modifica chimicamente la composizione rocciosa.
Esempi di minerali secondari che derivano da questo processo sono: malachite, azzurrite, crisocolla, variscite, turchese, dioptasio, celestina, calcedonio.
Minerali cristalli terziari
I minerali terziari hanno origine a partire dalle rocce metamorfiche. Le rocce metamorfiche si formano per effetto di variazione della temperatura e della pressione su rocce magmatiche o sedimentarie scese in profondità. Le variazioni comportano un cambiamento nella struttura e nella composizione delle rocce primarie. I fenomeni convettivi del magma fanno sì che le placche sulla crosta terreste sono in continuo movimento. Dalla loro collisione hanno avuto origine le catene montuose. Le rocce scontrandosi, si sono scambiate il materiale minerale formando nuove rocce. Anche i detriti che sono derivati dalla collisione depositandosi, hanno formato nuove rocce. Il processo viene definito metamorfismo cataclastico.
Contemporaneamente, il movimento delle placche ha generato una tensione che ha causato una forte pressione anche all’interno della crosta terrestre. Le rocce preesistenti vengono spinte in profondità dove la temperatura è più elevata. La variazione di pressione e temperatura modifica la roccia. In questo caso si verifica il processo di metamorfismo regionale.
I minerali che derivano da questo tipo di rocce sono: cianite, granato, serpentina, giada, tulite, zoisite, occhio di tigre, smeraldo, lapislazzuli.
Le rocce sottoposte a una forte pressione vanno sempre più in profondità, nel caso in cui il magma risalendo entri in contatto con la roccia si verifica principalmente per l’elevata temperatura una ri-cristallizzazione della roccia. Il processo viene definito metamorfismo di contatto. Esempi di cristalli sono il rubino e lo zaffiro.
L’effetto del calore può portare alla fusione della roccia originaria e quindi ritornare allo stato liquido, magma, e ricominciare il ciclo di origine delle rocce.
Le rocce possono altre sì subire il processo di metasomatosi nel quale la roccia viene in contatto con del materiale in forma liquida e/o gassosa e avviene uno scambio di materiale minerale. I cristalli originatesi da questo sviluppo sono: rodonite, occhio di falco, caroite.
Le fasi che sono state descritte fino ad ora fanno parte del processo litogenetico dell’origine delle rocce e quindi dei minerali.
Riassumendo origine dei minerali
Processo litogenetico primario:
dal magma alle rocce e minerali primari effusive e intrusive.
Processo litogenetico secondario:
dalle rocce magmatiche alle sedimentarie per effetto di erosione degradazione ossidazione cementificazione.
Processo litogenetico terziario:
dalle rocce magmatiche primarie o sedimentarie sprofondate alle rocce metamorfiche per effetto della temperatura e della pressione.
