Berzeliite
Berzeliite | |
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Classificazione Strunz (ed. 10[1]) | 8.AC.25[1] |
Formula chimica | Ca2+2Na+Mg2+2As5+3O12[2] |
Proprietà cristallografiche | |
Gruppo cristallino | monometrico[3] |
Sistema cristallino | cubico[3] |
Classe di simmetria | esottaedrica[3] |
Parametri di cella | a = 12,3404(2) Å, V = 1879,26(1) ų[4] |
Gruppo puntuale | 4/m 3 2/m[3] |
Gruppo spaziale | Ia3d (nº 230)[3] |
Proprietà fisiche | |
Densità misurata | 4,08-4,27[1] g/cm³ |
Densità calcolata | 4,0[4] g/cm³ |
Durezza (Mohs) | 5 - 6[5] |
Sfaldatura | assente[1] |
Frattura | irregolare, subconcoide[1] |
Colore | giallo, arancio, incolore, arancio brunastro[1] |
Lucentezza | subvitrea, resinosa, grassa[1] |
Opacità | traslucida[1] |
Striscio | da quasi bianco a giallo-arancio[1] |
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale |
La berzeliite (simbolo IMA: Bze[6]) è un minerale, un arseniato di calcio[7], sodio e magnesio appartenente al gruppo omonimo facente parte del supergruppo del granato.[3]
La sua formula chimica è Ca2+2Na+Mg2+2As5+3O12.[2]
Etimologia e storia
[modifica | modifica wikitesto]È stata descritta per la prima volta da O. Kühn nel 1840 in base ad un ritrovamento avvenuto a Långban (in Svezia). Determinò la composizione in modo non del tutto corretto come (Ca, Mg, Mn)3As2O8 e chiamò il minerale in onore del medico e chimico svedese Jöns Jacob Berzelius.[3][5] Questo ha reso la berzeliite il secondo minerale a prendere il nome dal famoso chimico. Già nel 1832, François Sulpice Beudant ribattezzò la séleniure de cuivre che aveva precedentemente descritto, come berzelin.[8] Nel 1850, questo nome fu cambiato di nuovo in berzelianite da James Dwight Dana.
A quanto riportato da alcuni scritti, la scelta del nome berzeliite non è stata priva di polemiche:
«Diesen Vorschlag habe ich gethan, nicht aus gemeiner Schmeichelei, die mir von Herzensgrunde verhaßt ist, sondern durchdrungen von wahrer, aufrichtiger, aber nicht blinder Hochachtung und Verehrung für B e r z e l i u s»
«Ho fatto questa proposta, non per volgare adulazione, che mi è odiosa dal profondo del cuore, ma intrisa di vero, sincero, ma non cieco rispetto e venerazione per B e r z e l i u s»
ed era stata ritardata di qualche anno a causa di problemi personali:
«Wenn ich jetzt erst mit der gegenwärtigen Mittheilung hervortrete, so habe ich nur die mich niederdrückenden ungünstigen Verhältnisse zu beklagen, welche die Beschleunigung und Vollendung einer ziemlich ausgedehnten Reihe von Untersuchungen von Mineralkörpern, in welcher der Berzeliit einen Theil bildete, bisher verhindert haben...»
«Se solo ora presento la presente comunicazione, non posso che deplorare le condizioni sfavorevoli che mi opprimono, che finora hanno impedito l'accelerazione e il completamento di una serie piuttosto estesa di ricerche sui corpi minerali, di cui la berzeliite faceva parte.»
La struttura fu determinata dal mineralogista austriaco Karl Ludwig Felix Machatschki 90 anni più tardi, durante il suo soggiorno a Gottinga. È stato in grado di dimostrare che il sodio è un componente essenziale della berzeliite e che il minerale cristallizza con la struttura del granato e da questo ha derivato la composizione corretta.[2][9]
Nello stesso anno, Machatschki fu nominato professore all'Università di Tubinga (Germania), dove nel 1935 lui e Wolfgang Bubeck fornirono la prova finale del fatto che la berzeliite è isotipica del granato. È stata la prima prova in assoluto di un isotipo di un arseniato con una struttura silicatica.[10]
Le prime sintesi furono fatte nel 1968 da Jun Ito del Dipartimento di Scienze Geologiche dell'Università Harvard a Cambridge. È stato in grado di dimostrare che la berzeliite e il suo equivalente di manganese (manganberzeliite) sono perfettamente miscibili e non sono più stabili a temperature superiori a 550 °C (1,5 kbar).[11]
Nel 1995, Khorari e i suoi colleghi sono stati in grado di dimostrare con ulteriori indagini sui granati sintetici all'arseniato che la berzeliite è polimorfica e passa ad avere la struttura dell'alluaudite ad alte temperature.[12]
Classificazione
[modifica | modifica wikitesto]L'attuale classificazione dell'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) include la berzeliite nel supergruppo del granato, dove forma il "gruppo della berzeliite" con 15 cariche positive sulla posizione reticolare coordinata tetraedrica insieme a manganberzeliite, palenzonaite e schäferite.[13]
Nell'obsoleta, ma in parte ancora in uso, 8ª edizione della sistematica minerale secondo Strunz, la berzeliite appartiene alla classe dei "fosfati, arseniati e vanadati" e da qui alla sottoclasse dei "fosfati anidri [PO4]3−, senza anioni estranei", dove viene elencata insieme a palenzonaite, chladniite, fillowite, galileiite, johnsomervilleite, manganberzeliite, schäferite, stornesite-(Y) e xenophyllite con le quali forma il gruppo senza nome nº VII/A.08.
La 9ª edizione della sistematica minerale di Strunz, valida dal 2001 e utilizzata dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA), classifica la berzeliite nella classe 8. Fosfati, arsenati, vanadati e da lì nella sottoclasse "8.A Fosfati, ecc. senza anioni aggiuntivi, senza H2O". Tuttavia, questa è ulteriormente suddivisa in base alla dimensione relativa dei cationi coinvolti, in modo che il minerale possa essere trovato nella suddivisione "8.AC Con cationi di media e grande dimensione" in base alla sua composizione, dove forma il gruppo della berzeliite col sistema nº 8.AC.25 insieme a palenzonaite, manganberzeliite e schäferite.
Anche la classificazione dei minerali secondo Dana, che viene utilizzata principalmente nel mondo anglosassone, classifica la berzeliite nella classe dei "fosfati, arseniati e vanadati" e lì nella sottoclasse di "fosfati anidri, ecc." Qui può essere trovata insieme a palenzonaite, manganberzeliite e schäferite nel gruppo della berzeliite all'interno della suddivisione "38.02 Fosfati anidri ecc., (A+B2+)5(XO4)3" con il sistema nº 38.02.01.
Chimica
[modifica | modifica wikitesto]La berzeliite con la composizione idealizzata [X](Na+Ca2+2)[Y]Mg2+2[Z]As5+3O12 è l'analogo del magnesio della manganberzeliite ([X](Na+Ca2+2)[Y]Mn2+2[Z]As5+3O12) o l'analogo dell'arsenico della schäferite ([X](Na+Ca2+2)[Y]Mg2+2[Z]V5+3O12). Le parentesi quadre indicano la posizione dei cationi nella struttura granata.
Per la berzeliite della località tipo, è data la seguente composizione:
L'unica deviazione significativa dalla composizione ideale è la sostituzione del magnesio con il manganese nella posizione coordinata ottaedrica, corrispondente alla seguente reazione di scambio:
C'è una completa intercambiabilità di magnesio e manganese in questa posizione.[11]
I livelli di calcio nella posizione possono essere leggermente superiori al massimo atteso per i granati di questo gruppo. La carica viene equalizzata mediante l'installazione di silicio sulla posizione tetraedrica secondo la reazione di scambio:
Abito cristallino
[modifica | modifica wikitesto]La berzeliite cristallizza nel sistema cubico nel gruppo spaziale Ia3d (gruppo nº 230) con 8 unità di formula per cella unitaria. Il cristallo misto naturale della località tipo ha il parametro reticolare a = 12,3450 Å.[14] Il parametro reticolare della berzeliite sintetica pura è leggermente più piccolo: a = 12,33 Å.[11]
La struttura è quella del granato. Il sodio (Na+) e il calcio (Ca2+) occupano la posizione , che è dodecaedrica circondata da 8 ioni ossigeno, il magnesio (Mg2+) occupa la posizione , che è ottaedrica circondata da 6 ioni ossigeno, e la posizione , che è tetraedrica circondata da 4 ioni ossigeno, è occupata esclusivamente dall'arsenico (As5+).[2][10][14][15]
Origine e giacitura
[modifica | modifica wikitesto]La berzeliite si forma durante il metamorfismo di contatto dei sedimenti carbonatici da magmi granitici a dioritici.
La località tipo è il giacimento di skarn ferro-manganese di Långban nel comune di Filipstad, nella contea di Värmland, in Svezia.[5][16][17] La berzeliite si trova qui negli skarn ricchi di manganese insieme a calcite e hausmannite,[14] più raramente anche con magnetite o richterite.[18] Questo giacimento di manganese estremamente ricco di minerali è la località tipo di oltre 70 altri minerali, per lo più molto rari.[16][17]
Un altro giacimento simile in Svezia è la "miniera di Sjögruvan" vicino a Grythyttan nel comune di Hällefors, nella contea di Örebro, in Svezia.[16][17]
In Italia, la berzeliite si trova nei giacimenti metamorfici di manganese della provincia di Cuneo in Piemonte. Nella miniera di Montaldo, nei pressi di Borgata Oberti in Val Corsaglia nel comune di Montaldo di Mondovì,[7] la berzeliite è stata trovata associata a calcite.[19] La berzeliite è stata trovata anche nei depositi della miniera di "La Valletta" nella Valle Miara nel comune di Canosio.[16][17]
In Svizzera, la berzeliite è stata trovata nei cumuli di scorie della miniera di "Falotta" nel comune di Surses nella valle dell'Albula, nel Canton Grigioni.[16][17][20]
Nella fumarola di Arsenatnaya del vulcano Tolbačik nel territorio della Kamčatka, in Russia, la berzeliite si trova associata a numerosi e rarissimi arseniati.[18]
Forma in cui si presenta in natura
[modifica | modifica wikitesto]La berzeliite si presenta sotto forma di masse e croste cerose e grossolane o cristalli per lo più xenomorfi di dimensioni raramente superiori a un millimetro. Il colore varia con l'aumentare del contenuto di manganese dall'incolore al giallo, dall'arancione al brunastro.[5][11][18]
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ a b c d e f g h i (EN) Berzeliite, su mindat.org. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ a b c d (DE) Felix Machatschki, IX. Berzeliit, ein Arsenat vom Formel- und Strukturtypus Granat (X3Y2Z3O12), in Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials, vol. 73, 1930, pp. 123–140, DOI:10.1524/zkri.1930.73.1.123. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ a b c d e f g Grew, p. 808
- ^ a b Nagashima, p. 1086
- ^ a b c d e f (DE) O.B. Kühn, Neues Mineral von Langbanshytta bei Fahlun (PDF), in Annalen der Chemie und Pharmacie, vol. 34, 1840, pp. 211-218. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ (EN) Laurence N. Warr, IMA–CNMNC approved mineral symbols (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 85, 2021, pp. 291–320, DOI:10.1180/mgm.2021.43. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ a b Piccoli, p. 49
- ^ (FR) François Sulpice Beudant, Traité Élémentaire de Minéralogie Bd. II, 2ª ed., Parigi, Verdière, 1832, p. 534.
- ^ (DE) Felix Machatschki, XXIV. Kürzere Originalmitteilungen und Notizen: Über Berzeliit, in Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials, vol. 74, 1930, pp. 230–236, DOI:10.1524/zkri.1930.74.1.230.
- ^ a b (DE) W. Bubeck e F. Machatschki, Die Kristallstruktur des Berzeliit (Ca,Na)3(Mg,Mn)2[AsO4]3 (PDF), in Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials, vol. 90, 1935, pp. 44–50. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ a b c d (DE) Jun Ito, Synthesis of the Erzbliite (Ca2NaMg2As3O12)-Manganeseberzeliite (Ca2NaMn2As3O12) Series (Arsenate Garnet) (PDF), in American Mineralogist, vol. 53, 1968, pp. 316–319. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ (EN) S. Khorari, A. Rulmont, R. Cahay e P. Tarte, Structure of the Complex Arsenates NaCa2M2+2(AsO4)3(M2+ = Mg,Ni,Co): First Experimental Evidence of a Garnet-Alluaudite Reversible Polymorphism, in Journal of Solid State Chemistry, vol. 118, 1995, pp. 267-273, DOI:10.1006/jssc.1995.1343. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ (EN) Edward S. Grew et al., IMA Report - Nomenclature of the garnet supergroup (PDF), in American Mineralogist, vol. 98, 2013, pp. 785–811. URL consultato il 24 agosto 2024 (archiviato dall'url originale il 22 aprile 2022).
- ^ a b c d (EN) M. Nagashima e T. Armbruster, Palenzonaite, berzeliite, and manganberzeliite:(As5+,V5+,Si4+)O4 tetrahedra in garnet structures (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 76, ottobre 2012, pp. 1081–1097. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ (EN) F.C. Hawthorne, Refinement of the Crystal Structure of Berzeliite, in Acta Cryst., vol. 32, n. 5, 1976, pp. 1581–1583. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ a b c d e (DE) Berzeliite (Occurrences), su mineralienatlas.de. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ a b c d e (EN) Localities for Berzeliite, su mindat.org. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ a b c (EN) Fotos von Berzeliit, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ G.C. Piccoli, U. Kolitsch, G. Blass e M.E. Ciriotti, Berzeliite di Montaldo di Mondovì: prima segnalazione italiana., in Micro (UK report), vol. 1, gennaio 2007, pp. 49-54. URL consultato il 24 agosto 2024.
- ^ Piccoli p. 51
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) Edward S. Grew, Andrew J. Locock, Stuart J. Mills, Irina O. Galuskina, Evgeny V. Galuskin e Ulf Hålenius, Nomenclature of the garnet supergroup (PDF), in American Mineralogist, vol. 98, 2013, pp. 785-811 (archiviato dall'url originale il 18 maggio 2015).
- (EN) M. Nagashima e T. Armbruster, Palenzonaite, berzeliite, and manganberzeliite: (As5+, V5+, Si4+)O4 tetrahedra in garnet structures (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 76, n. 5, ottobre 2012, pp. 1081-1097.
- G. C. Piccoli, U. Kolitsch, G. Blaß e M. E. Ciriotti, Berzeliite di Montaldo di Mondovì: prima segnalazione italiana, in Micro (UK report), n. 1/2007, 2007, pp. 49-54.
Altri progetti
[modifica | modifica wikitesto]Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sulla berzeliite
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) Berzeliite Mineral Data, su webmineral.com.
- (EN) Berzeliite, su mindat.org.