CHIMICA
I silicati — La famiglia del 90%
I minerali silicatici costituiscono circa il 90% della crosta terrestre. Le sei classi strutturali — neso, soro, ciclo, ino, filo e tectosilicati — spiegate per i collezionisti.
Le classi strutturali
Nesosilicati — tetraedri isolati (olivina, granato, zircone, cianite). Sorosilicati — due tetraedri che condividono un atomo di ossigeno (Epidoto, emimorfite). Ciclosilicati — anelli (tormalina, berillo, cordierite). Inosilicati — catene singole (piroxeni) o catene doppie (anfiboli). Fillosilicati — fogli (miche, talco, argille, caolinite). Tectosilicati — strutture tridimensionali (Quarzo, feldspato, zeoliti, i minerali litogenici più comuni).
Perché questo è importante per i collezionisti
Ogni classe strutturale presenta caratteristiche di forma, sfaldature e proprietà ottiche distintive. I fillosilicati si sfaldano sempre in un’unica direzione (quella del foglio): le miche si sfaldano in lastre basali perfette. Gli anfiboli inosilicati si sfaldano parallelamente alle catene, formando i classici angoli di 56°/124° tra le facce di sfaldatura. Il quarzo tectosilicato non presenta alcuna sfaldatura poiché la struttura è completamente interconnessa.
Specie comuni raccolte
Granato (nesosilicato). Zircone (nesosilicato). Tormalina (ciclosilicato). Berillo — smeraldo, acquamarina, morganite (ciclosilicato). Gruppo dei pirosseni — augite, diopside, spodumene (inosilicato). Gruppo degli anfiboli — hornblenda, tremolite (inosilicato). Gruppo delle miche — biotite, Muscovite, lepidolite (fillosilicato). Quarzo — tutte le varietà (tectosilicato). Gruppo dei feldspati — ortoclasio, plagioclasio (tectosilicato).
Perché il tetraedro SiO₄ è la chiave universale
Ogni silicato è una variante di un unico elemento costitutivo: un piccolo atomo di silicio incastonato tra quattro atomi di ossigeno ai vertici di un tetraedro. Poiché il silicio e l’ossigeno sono i due elementi più abbondanti nella crosta terrestre, questa unità è presente ovunque e il legame tra di essi è forte — motivo per cui i silicati sono generalmente duri, durevoli e resistenti agli agenti atmosferici rispetto ai carbonati o ai solfuri.
Le sei classi rappresentano semplicemente sei risposte a un’unica domanda: quanti vertici condivide ciascun tetraedro con i suoi vicini? La totale assenza di vertici condivisi dà origine a unità isolate (nesosilicati); la condivisione di tutti e quattro i vertici crea una struttura continua (tectosilicati); le restanti si collocano in una posizione intermedia sotto forma di coppie, anelli, catene e fogli. Una volta interiorizzata questa singola scala mobile di condivisione degli angoli, l’intera famiglia si organizza da sola nella vostra mente.
In che modo la struttura determina la scissione e il portamento
Il nesso tra classe e comportamento fisico è sufficientemente diretto da poter essere utilizzato sul campo. I silicati lamellari (fillosilicati) si sfaldano lungo il piano dei loro strati, per cui le miche si dividono in placche flessibili e il talco risulta scivoloso al tatto. I silicati a catena (inosilicati) si sfaldano lungo la direzione delle loro catene, producendo la caratteristica sfaldatura bidirezionale dei pirosseni a circa 90° e degli anfiboli a circa 56°/124° — un’unica osservazione che permette di distinguere i due gruppi.
I silicati a reticolo non presentano una sfaldatura facile poiché i legami si estendono in modo uniforme in tutte le direzioni: il Quarzo si frattura in modo concoide anziché sfaldarsi, mentre i feldspati mostrano due buone sfaldature determinate dai punti di debolezza del reticolo. Un errore comune consiste nel ritenere che «assenza di sfaldatura» indichi un minerale scarsamente cristallizzato; nei tectosilicati, invece, è in realtà un segno della struttura più resistente e più completamente interconnessa di tutte.
Esempi significativi di silicati provenienti da località cinesi
Le miniere cinesi forniscono alcuni dei silicati più ricercati dai collezionisti presenti sul mercato, che abbracciano diverse delle sei classi. Xuebaoding, a Pingwu, nel Sichuan, è famosa per il berillo gemmologico — compresa l’Acquamarina — che si trova su Muscovite e associato a Scheelite e Cassiterite; il berillo è un ciclosilicato e la Muscovite un fillosilicato, pertanto una singola lastra proveniente da Xuebaoding può illustrare due classi contemporaneamente. Anche la Tormalina, un altro ciclosilicato, viene estratta dai giacimenti di pegmatite granitica cinesi.
Altri distretti completano il quadro. Il granato (un nesosilicato) e i minerali del gruppo dell’epidoto (sorosilicati) compaiono nei depositi di skarn associati all’estrazione di ferro e di minerali polimetallici in regioni quali l’Hubei e la Mongolia Interna, spesso insieme ai carbonati e ai solfuri per cui tali skarn vengono estratti. La creazione di una piccola collezione di riferimento con materiale cinese — berillo, tormalina, Muscovite e un Granato — consente di avere a disposizione esempi di quattro diverse strutture silicatiche affiancati l’uno all’altro.
Domande frequenti
Cosa rende un minerale un silicato?
Per silicato si intende qualsiasi minerale la cui struttura sia basata sul tetraedro SiO₄ — un atomo di silicio legato a quattro atomi di ossigeno. Il modo in cui tali tetraedri si collegano tra loro, passando da unità isolate a reticoli continui, definisce le sei sottoclassi strutturali.
Perché i silicati sono così diffusi?
Il silicio e l’ossigeno sono i due elementi più abbondanti nella crosta terrestre, pertanto i minerali da essi costituiti ne costituiscono la parte predominante — circa il 90% in volume. La maggior parte delle rocce comuni è costituita in gran parte da minerali silicatici quali il Quarzo, il feldspato, la mica e l’anfibolo.
Come si fa a distinguere un pirosseno da un anfibolo?
Si osservi l’angolo tra le due direzioni di sfaldatura. I pirosseni (inosilicati a catena singola) si sfaldano con un angolo prossimo a 90°, mentre gli anfiboli (a doppia catena) si sfaldano con angoli di circa 56° e 124°. Tale differenza nell’angolo di sfaldatura costituisce il classico test sul campo.
Il quarzo e il feldspato appartengono davvero allo stesso gruppo?
Sì — entrambi sono tectosilicati, con tetraedri di SiO₄ collegati in reticoli tridimensionali. La differenza sta nel fatto che i feldspati sostituiscono parte del silicio con l’alluminio e contengono metalli quali il potassio, il sodio o il calcio, il che conferisce loro una sfaldatura di cui il Quarzo puro è privo.