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Geology is the Way

Anfiboli

Monoclini, ortorombici

A0-1B2C5T8O22(OH,F)2

Gli anfiboli sono un gruppo di silicati a catena doppia che si ritrova in molte rocce ignee e metamorfiche. La loro struttura complessa permette di incorporare diversi elementi in soluzione solida, producendo una vasta variabilità chimica. Il nome stesso deriva dal Greco ἀμφίβολος – amphibolos (doppio senso, ambiguo), in riferimento alla complessità chimica e morfologica di questo gruppo di minerali. Il termine è stato coniato dal cristallografo francese René-Just Haüy.

Struttura e chimismo
Gli anfiboli sono silicati a catena doppia (inosilicati) con formula generale A0-1B2C5T8O22(OH,F)2. La doppia catena è costituita da tetraedri (Si, Al)O4 (sito T) uniti a formare catene con formula (Si, Al)4O11 che si estendono infinitamente lungo l’asse lungo (asse c) del minerale. I tetraedri (Si, Al)O4 si alternano in direzione opposta nelle catene, producendo anelli di sei tetraedri che vanno a costituire gli ‘anelli’ della catena. Il centro di ogni anello è occupato da un grande sito idrossilico che può contenere OH o F: nella struttura ci sono 2 siti idrossilici ogni 8 siti tetraedrici. Le catene doppie sono separate l’una dall’altra da strisce di siti ottaedrici (siti M). Ci sono quattro diversi tipi di siti ottaedrici nella struttura, ciascuno con dimensione differente: M1, M2, M3 (che corrispondono a C nella formula) ed M4 (che corrisponde a B). M1, M2 ed M3 sono più piccoli e si trovano ‘spalmati’ tra due catene doppie di tetraedri, laddove i vertici (Si, Al)O4 delle catene doppie opposte puntano gli uni contro gli altri. Questa struttura di prim’ordine produce una serie di ‘baguette farcite’ di catene tetraedriche con siti ottaedrici nel mezzo (T-O-T), per un totale di 5 siti ottaedrici ogni 8 siti ottaedrici. Queste ‘baguette’ T-O-T, dette anche I-beams, sono impilate le une sulle altre tramite un grosso sito cationico A, centrato sulle catene doppie, e due siti M4, più grandi degli altri siti ottaedrici e disposti in posizioni periferiche rispetto alle catene doppie. Questa struttura è generalmente monoclina ma alcuni anfiboli non hanno cationi nel sito A e contengono Fe e Mg in tutti i siti M, il che produce una struttura ortorombica. Similmente ai pirosseni, le catene T-O-T hanno legami più forti internamente rispetto a quelli che le legano con le catene circostanti. Questo produce dei piani di debolezza inclinati, orientati parallelamente all’asse lungo. Tuttavia, in confronto alle catene singole dei pirosseni, le catene doppie degli anfiboli sono più larghe. Di conseguenza, i piani di debolezza nella struttura si intersecano a 124-126° e 54-56°, determinando i tipici sistemi di sfaldatura prismatici dell’anfibolo.

struttura cristallina degli anfiboli

Schema della struttura cristallina degli anfiboli, vista perpendicolarmente all’asse lungo (ovvero perpendicolarmente alle catene di tetraedri). Un dettaglio delle catene doppie è visibile a destra. Le catene T-O-T hanno forti legami, mentre i legami con le catene circostanti sono relativamente deboli. Questo produce i tipici piani di sfaldatura degli anfiboli. Modificato da alexstrekeisen.it e Deer et al. (1992).


Gruppo di cristalli prismatici di anfibolo var. richterite. Wilberforce, Ontario, Canada. Dimensioni: 4.4 x 3.1 x 1.2 cm. Foto di Robert M. Lavisnky.

Proprietà
Abito: prismatico, aciculare, fibroso
Durezza: 5 – 6
Sfaldatura: due sistemi di sfaldatura prismatici ({110}) che si intersecano a 54-56° e 124-126°
Geminazione: geminati semplici o lamellari
Colore: nero e verde, marrone, rosso, giallo, blu, grigio da chiaro a scuro, incolore
Lucentezza: vetrosa, metallica
Struscio: bianco, grigio, incolore, blu grigiastro, giallo chiaro, grigio-verde
Alterazione: minerali argillosi, clorite, talco
In sezione sottile…
Colore: incolore fino a marrone, verde, rosso, giallo, blu, blu lavanda scuri
Pleocroismo: forte nelle varietà colorate, debole o assente nelle varietà di colore chiaro
Birifrangenza (δ): 0.006-0.047 (colori di interferenza da bassi a elevati)
Rilievo: alto
Segno ottico: + o –
*le proprietà ottiche variano fortemente in diverse specie di anfibolo
[Mindat]

Gli anfiboli possono contenere diversi elementi e mostrano un chimismo altamente variabile. In prim’ordine, possiamo distinguere quattro gruppi principali di anfiboli sulla base dei cationi che occupano il sito B o M4: anfiboli calcici (B = Ca), anfiboli sodici (B = Na), anfiboli sodico-calcici (B = sia Na che Ca in quantità apprezzabili), e anfiboli a ferro-magnesio-manganese (B = Fe, Mg, Mn). Gli altri siti strutturali possono contenere Na, K (sito A), Mg, Fe2+, Fe3+, Al ed anche Mn, Zn, Cr, Ti e Li (sito C o M1 – M2 – M3), mentre il Si si trova nel sito T site, insieme all’Al. Questa complessità è guidata primariamente da cinque sostituzioni principali: Fe → Mg, Al → Si, Al → [Fe, Mg], Na → Ca e l’introduzione di Na, K nel sito A vuoto. Ci sono poi altre sostituzioni minori (es: Mn → [Fe, Mg], Fe3+ → Al). Molte sostituzioni coinvolgono siti diversi contemporaneamente per mantenere la neutralità elettrica della struttura, come ad esempio la sostituzione Tschermak (Al → Si nel sito tetraedrico compensato da Al → [Fe, Mg] nei siti ottaedrici).

Anfiboli a ferro-magnesio-manganese
Antofillite (Mg, Fe2+)7[Si8O22](OH, F)2Gedrite (Mg, Fe2+)5Al2[Si6Al2O22](OH, F)2
*nota: questi sono gli unici due anfiboli ortorombici tra gli anfiboli fondamentali.
CummingtoniteGrunerite (Mg, Fe, Mn)7[Si8O22](OH, F)2

Anfiboli calcici
TremoliteFerro-actinolite Ca2(Mg, Fe2+)5[Si8O22](OH, F)2
Magnesio orneblenda Ferro orneblenda Ca2(Mg, Fe)4Al[Si7AlO22](OH)2
Tschermakite Ferrotschermakite Ca2(Mg, Fe)3Al2[Si6Al2O22](OH)2
Edenite
Ferro-edenite NaCa2(Mg, Fe)5[Si7AlO22](OH)2
PargasiteFerropargasite NaCa2(Mg, Fe)4Al[Si6Al2O22](OH)2
MagnesiohastingsiteHastingsite NaCa2(Mg, Fe)4Fe3+[Si6Al2O22](OH)2
*nota: eccetto la serie tremolite – ferro-actinolite, orneblenda è un nome comune per tutti gli anfiboli calcici.
Kaersutite (Na, K)Ca2(Mg, Fe2+, Fe3+, Al)4(Ti, Fe3+)[Si6Al2O22](O, OH, F)2

Anfiboli sodici
Glaucofane Na2Mg3Al2[Si8O22](OH, F)2Riebeckite Na2Fe2+3Fe3+2[Si8O22](OH, F)2
EckermanniteArfvedsonite Na3(Mg, Fe)4(Al, Fe3+)[Si8O22](OH, F)2

Anfiboli sodico-calcici
RichteriteFerrorichterite (Na)CaNa(Mg, Fe3+, Fe2+, Mn)5[Si8O22](OH, F)2
MagnesiokatophoriteKatophorite (Na)CaNa(Mg, , Fe2+)4Fe3+[Si7AlO22](OH, F)2

Nota: quelli elencati qui sono gli anfiboli più comuni. La lista sarebbe ancora lunga.

Caratteristiche di terreno

abito degli anfiboli

Abito tipico degli anfiboli. Due sistemi di sfaldatura prismatici si intersecano a circa 120/60° sulle facce basali. Basato su Deer et al. (1992).

Gli anfiboli mostrano una gran varietà di proprietà, come colore, durezze e abito, che variano in funzione della loro composizione. Tuttavia, tutti quanti hanno delle caratteristiche in comune: (1) abito prismatico, (2) due sistemi prismatici di sfaldature che si intersecano a circa 60 – 120° sulle facce basali. Questo permette di distinguerli dai pirosseni. I piani di sfaldatura sono orientati parallelamente ad alcune facce prismatiche (es: 110) e inclinati rispetto ad altre (es: 010). Gli anfiboli tendono ad assumere una colorazione scura (nero fino a verde, marrone, grigio e blu scuro) e mostrano lucentezza da metallica a vitrea, ma esistono anche delle varietà di colore chiaro in natura. La loro durezza varia da 5 a 6 sulla scala di Mohs. Gli anfiboli possono essere facilmente confusi con i pirosseni, quando i piani di sfaldatura non sono ben visibili.

tonalite

Tonalite con abbondanti cristalli di anfibolo nero (orneblenda). Sono visibili sia sezioni prismatiche (allungate) che sezioni basali, più equidimensionali. Le sezioni basali mostrano la caratteristica forma a sei lati. I minerali circostanti dal colore chiaro sono plagioclasio (bianco) e quarzo (trasparente). Foto Khruner (wikimedia.commons).

roccia metamorfica ad anfibolo

L’anfibolo è un costituente fondamentale anche di molte rocce metamorfiche. Metamorfite ad anfibolo da Tromsø, Norvegia, con cristalli di anfibolo nero (varietà orneblenda) circondati da quarzo e feldspato di colore chiaro. Foto di Hannes Grobe/AWI.

scisto a glaucofane

Cristalli prismatici di glaucofane (un tipo di anfibolo) in uno scisto blu a glaucofane e lawsonite da Marin County, California, Stati Uniti. Dimensioni: 5.3 cm di larghezza. Foto di James St. John.

cristalli fibrosi di tremolite

L’anfibolo sul terreno spesso appare come piccoli aghetti, con abito da aciculare a fibroso. Questa immagine mostra dei piccoli cristalli aciculari di tremolite (un tipo di anfibolo) in uno scisto a tremolite dalle Adirondack Lowlands, Stato di New York, Stati Uniti. Vista: 2 cm across. Foto di James St. John.

Gli anfiboli in sezione sottile
Gli anfiboli possono essere facilmente identificati alla microscala sulla base delle stesse caratteristiche visibili sul terreno, in particolare la presenza di piani di sfaldatura prismatici perfetti che si intersecano a circa 60 – 120°. Un’altra caratteristica fondamentale degli anfiboli è il forte pleocroismo a N//: differenti membri di questo gruppo mostrano colorazioni variabili da marrone a giallo, rosso, verde e blu. Tuttavia, le varietà più magnesiaci possono essere poco o per nulla pleocroiche, apparendo in certi casi incolori. Proprietà ottiche come rilievo, colore e birifrangenza tendono ad aumentare in intensità di pari passo con il contenuto in ferro. La maggior parte degli anfiboli presenta estinzione obliqua rispetto all’asse lungo, dal momento che cristallizzano nel sistema monoclino. Solo due anfiboli fondamentali, l’antofillite e la gedrite, cristallizzano nel sistema ortorombico e hanno, quindi, estinzione retta. Tutti gli anfiboli hanno un rilievo positivo elevato.

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N//
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Above: anfibolo a forma di cuore (a sinistra) e flogopite lamellare (a destra) in un lamprofiro con una pasta di fondo di carbonati primari. Gli anfiboli sono comunemente colorati, pleocroici, e mostrano colori di interferenza moderati fino a elevati. Aillikite da Aley, Columbia Britannica, Canada. Immagine a NX. Campo: 9 mm. Foto di Alessandro Da Mommio.

sezione basale di anfibolo con sfaldature

Sezione basale a sei lati di anfibolo (orneblenda) che mostra i piani di sfaldatura perfetti che si intersecano a circa 60-120°. Andesite da Dubník-Červenica (Slovacchia). Immagine a N//. Campo: 7 mm. Foto di Alessandro Da Mommio.

glaucofane in sezioni basali e prismatiche con sfaldature

Il glaucofane è un tipo di anfibolo con colorazione da blu fino a blu lavanda. Le sezioni basali sono blu lavanda e mostrano una forma equidimensionale a quattro lati con piani di sfaldatura che si intersecano a 60-120°. Le sezioni prismatiche hanno colorazioni bluastre fino a blu chiaro e mostrano piani di sfaldatura paralleli. Scisto blu da Ghinivert (Area di Monginevro, Alpi Italiane). Immagine a N//. Campo: 2 mm. Foto di Alessandro Da Mommio.

cristalli aciculari di actinolite

La sfaldatura dell’anfibolo è caratteristica ma non sempre evidente, specialmente se l’abito è aciculare o fibroso. In questo esempio, cristalli di actinolite, un anfibolo della serie tremolite – ferro-actinolite, con abito da prismatico a fibroso, mostrano una forte colorazione sul verde. Immagine a N//. Campo: 2 mm. Foto di Alessandro Da Mommio.

Anfiboli e amianto
Molti minerali del gruppo degli anfiboli hanno una tendenza a formare cristalli fibrosi fino ad aciculari, che possono produrre minuscole fibre silicatiche. C’è evidenza che queste fibre sono legate all’asbestosi, una condizione cronica dei polmoni scatenata dall’esposizione all’amianto (o asbesto). L’amianto è un termine commerciale che identifica un materiale, raggruppando assieme diversi minerali che appartengono a diversi gruppi e supergruppi da un punto di vista mineralogico. La definizione corrente di amianto include il crisotilo (gruppo del serpentino) e la cummingtonite – grunerite (amosite), la crocidolite (varietà fibrosa della riebeckite), l’antofillite, la tremolite e l’actinolite, questi ultimi parte del supergruppo dell’anfibolo. Questi minerali venivano estratti per la loro eccellente capacità di isolamento, sia termico che elettrico, e perché il loro abito fibroso rendeva la loro lavorazione facile. Tuttavia, le sottili fibre silicatiche che producono durante la lavorazione possono essere inalate. Il sistema immunitario umano non riesce a eliminare queste fibre quando finiscono nei polmoni e nel tempo producono un’infiammazione cronica e seria dei polmoni detta asbestosi, che può produrre fiato corto, collasso respiratorio e, quindi, morte. Questa condizione divenne estrema negli anni nei lavoratori degli impianti di produzione dell’asbesto, dal momento che la lavorazione prevedeva di macinare le fibre, producendo una polvere bianca che veniva costantemente inalata.

anfiboli fibrosi

L’anfibolo mostra spesso un abito fibroso e può produrre sottili fibre quando viene lavorato. Cristalli fibrosi di antofillite da Paakkila, Tuusniemi, Finlandia. Campo: 4 cm. Foto di Leon Hupperichs.

Ritrovamento
Gli anfiboli sono minerali comuni in rocce ignee intermedie e rocce mafiche metamorfosate. Anfiboli ignei come l’orneblenda si trovano in rocce come dioriti e tonaliti, ma sono presenti anche in alcuni gabbri e basalti alcalini. Gli anfiboli alcalini come l’eckermannite e l’arfvedsonite si possono trovare in rocce ignee peralcaline. Intorno ai sistemi ignei, gli skarn e altre rocce metasomatiche possono contenere una vasta gamma di anfiboli. Nelle rocce metamorfiche, gli anfiboli sono comunemente associati con le rocce mafiche, dove il glaucofane – riebeckite marca tipicamente la facies degli scisti blu, la tremolite – ferro-actinolite gli scisti verdi e le orneblende si ritrovano in facies anfibolitica. Questi anfiboli si possono trovare anche in metapeliti e metarenarie. Le rocce ultramafiche possono inoltre produrre vari anfiboli calcici durante il metamorfismo da medio ad alto grado. Le rocce carbonatiche impure possono anch’esse produrre vari anfiboli calcici durante il metamorfismo e il metasomatismo.

Riferimenti bibliografici
Hawthorne, F. C., Oberti, R., Harlow, G. E., Maresch, W. V., Martin, R. F., Schumacher, J. C., & Welch, M. D. (2012). Nomenclature of the amphibole supergroup. American Mineralogist97(11-12), 2031-2048.
Schott, J., Berner, R. A., & Sjöberg, E. L. (1981). Mechanism of pyroxene and amphibole weathering—I. Experimental studies of iron-free minerals. Geochimica et Cosmochimica Acta45(11), 2123-2135.
Tindle, A. G., & Webb, P. C. (1994). PROBE-AMPH—a spreadsheet program to classify microprobe-derived amphibole analyses. Computers & Geosciences20(7-8), 1201-1228.

        

Risorse in Italiano
Alexstrekeisen.it – Anfiboli
Glauco Gottardi – I minerali
Klein – Mineralogia
Klein & Philpotts – Mineralogia & Petrografia
Peccerillo & Perugini – Introduzione alla petrografia ottica

en_US English
Proprietà dei Minerali
Minerali

 

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