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Geology is the Way

Andalusite

Ortorombico

Al2SiO5

L'andalusite è un nesosilicato di alluminio ed uno dei tre polimorfi dell'Al2SiO5 (gli altri due sono cianite e sillimanite). L'andalusite si ritrova in primo luogo in rocce metapelitiche di bassa pressione/media temperatura, ma può essere presente anche in alcuni graniti ricchi in Al. Il nome 'andalusite' fu coniato da Jean-Claude Delamétherie nel 1798 in riferimento alla località tipo, che credeva essere in Andalusìa, Spagna. Tuttavia, la località tipo dei campioni studiati da Delamétherie ed altri mineralogisti dell'epoca era più probabilmente El Cardoso de la Sierra (Guadalajara, Castilla–La Mancha), un villaggio a nord di Madrid a 300 km dal confine con l'Andalusìa. Ciononostante, il nome rimase la designazione ufficiale del minerale.

Struttura e chimica
La struttura dell'andalusite contiene due tipi di siti per l'Al: ottaedri distorti, in cui l'Al è circondato da 6 atomi di ossigeno (grigio chiaro nella figura sotto) e bipiramidi trigonali, in cui l'Al si trova in coordinazione cinque (circondato da 5 ossigeni; colore grigio scuro in figura). I siti ottaedrici vanno a costituire catene di ottaedri che condividono uno spigolo e che sono orientati parallelamente all'asse-c, Le bipiramidi trigonali, invece, condividono i loro vertici solo con siti tetraedrici contenenti Si e siti ottaedrici ad Al, andando a circondate le catene ottaedriche lateralmente sul piano {001} (il piano basale). Come risultato, i siti tetraedrici e le bipiramidi trigonali si alternano nella struttura lungo l'asse c, cosicché né i siti tetraedrici né le bipiramidi trigonali sono mai in contatto con siti identici nella struttura.
Da un punto di vista chimico, l'andalusite devia di poco dalla sua formula chimica pura ma può contenere fino a 2% in peso di Fe3+e persino Mn trivalente (Mn3+), che può sostituire l'Al. La varietà manganesifera dell'andalusite è nota come viridina.

andalusite crystal structure
Struttura cristallografica dell'andalusite vista lungo il suo piano basale (asse-a: orizzontale; asse-b: verticale). In questa vista tridimensionale, catene di ottaedri grigio chiari orientate parallelamente all'asse-c (orientato verso l'osservatore) sono visibili. Grigio scuro: siti bipiramidali trigonali ad Al. Blu: siti tetraedrici a Si. Fonte: ruby.colorado.

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⇔ slider. Sezione basale di andalusite in un hornfels migmatitico, dal tipico contorno quadrato e piani di sfaldatura perpendicolari tra loro. Larghezza: 3 mm. Scisti del Calamita. Punta Bianca, Isola d'Elba, Italia.

Proprietà
Abito: prismatico
Durezza: 6.5 – 7.5
Densità: 3.14 – 3.16 g/cm3
Sfaldatura: {110} buona (intersezione a 89°), {100} scarsa 
Geminazione: {101} rara
Colore: variabile da rosa a rosso rosato, grigio, violetto, giallo e verde. Scuro se oscurato da inclusioni.
Lucentezza: vitrea
Struscio: bianco
Alterazione: sericite
In sezione sottile...
α(//c): 1.633-1.642
β(//b): 1.639-1.644
γ(//a): 1.644-1.650
2Vα: 73-86°
Colore: incolore o (più raramente) rosa/verde pallido
Pleocroismo: varietà colorate mostrano α
rosato-rosa, β/γ giallo verdastro
Birifrangenza (δ): 0.009-0.012 (grigio del prim'ordine)
Rilievo: moderato
Segno ottico:
[Mindat]

Caratteristiche di terreno

Andalusite crystal habit
Schema di un cristallo di andalusite che mostra l'orientazione degli assi cristallografici, degli indici di rifrazione e dei piani di sfaldatura. Modificato da Optical Mineralogy: Principles and Practice.

L'andalusite si trova prevalentemente in rocce metamorfiche con protoliti sedimentari in aureole di contatto e unità metamorfiche di bassa pressione/alta temperatura. Può essere riconosciuta come cristalli prismatici con sezioni basali circa quadrate e due sistemi ortogonali di piani di sfaldatura. I colori dell'andalusite sono frequentemente oscurati dalla presenza di inclusioni o impurità e nelle rocce appare spesso grigia o di colore scuro. L'andalusite alterata può essere bianca. Un tipo piuttosto peculiare (ma distintivo) di andalusite è la chiastolite, andalusite a forma di croce con inclusioni di grafite concentrate nei nuclei dei cristalli e lungo due piani perpendicolari oblique ai piani di sfaldatura {110}.

Andalusite chiastolite
Andalusite (var. chiastolite) da località sconosciuta. Fonte: wikimedia.commons.
andalusite hornfels
Prismi di andalusiti allungati circondati perlopiù da biotite in hornfels migmatitici di alto grado. Scisti del Calamita. Punta Bianca, Isola d'Elba, Italia.
andalusite hornfels
Cristalli prismatici di andalusite in hornfels metapelitici. Punta Bianca, Isola d'Elba, Italia.
andalusite cordierite lineation
Lineazione definita da grani orientati di andalusite e cordierite in un micascisto. Scisti del Calamita. Remaiolo, Isola d'Elba, Italia.

L'andalusite in sezione sottile
L'andalusite è semplice da identificare grazie al suo rilievo moderato, trasparenza a N//, colori di interferenza sul grigio del prim'ordine (al massimo giallo chiaro) a NX, abito prismatico e caratteristiche sezioni basali quadrate con due sistemi di sfaldatura {110} che si intersecano quasi ortogonalmente. La presenza di Fe nella struttura può dare origina a varietà rosa e rosse di andalusite, che sono pleocroiche. In genere, anche piccole quantità di Fe possono produrre una colorazione rosata molto pallida (ma riconoscibile) nell'andalusite, che risalta in contrasto ai feldspati e al quarzo. Al contrario, la presenza di Mn nella struttura produce colorazioni sul verde pallido e relativo pleocroismo. L'andalusite è un minerale otticamente negativo con allungamento negativo ed estinzione retta.

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⇔ sliders. Sezione basale (a sinistra) e prismatica (a destra) di andalusite in uno scisto. La sezione basale mostra un contorno quasi quadrato e due sistemi perpendicolari di piani di sfaldatura. Nella sezione allungata prismatica, gli stessi piani di sfaldatura appaiono paralleli. Notare la colorazione rosa pallido a N//. Larghezza: 1,2 mm. Scisti del Calamita. Praticciolo, Isola d'Elba, Italia.

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⇔ slider. Cristallo prismatico di andalusite, circondato da quarzo ricristallizzato in una pegmatite deformata. L'andalusite mostra una colorazione inusualmente intensa sul rosa che sottolinea dei pattern di zonatura all'interno del cristallo. Larghezza: 3 mm. Scisti del Calamita. Pontimento, Isola d'Elba, Italia.

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⇔ slider. Aggregato di cristalli di andalusite e biotite circondati da sericite e quarzo in un hornfels. Larghezza: 3 mm. Scisti del Calamita. Punta Bianca, Isola d'Elba, Italia.


Video. Cristallo allungato di andalusite, con piani di sfaldatura che evidenziano l'orientamento dell'asse lungo. L'inserimento della lamina ausiliaria mostra che l'andalusite ha allungamento negativo. Larghezza: 3 mm. Scisti del Calamita. Punta Bianca, Isola d'Elba, Italia.

Esempi di rocce ad andalusite

Porfiroblasti di andalusite
Scisto con grani di andalusite (porfiroblasti ruotati) circondati da biotite, mica bianca e quarzo. Molti grani di andalusite contengono abbondanti inclusioni di ilmenite che evidenziano una foliazione interna.
Campione: scisto ad andalusite
Associazione mineralogica: andalusite, biotite, muscovite, quarzo, ilmenite, tormalina
Località: Scisti del Calamita. Praticciolo, Isola d'Elba, Italia

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⇔ slider. Larghezza: 3 mm. Scisti del Calamita. Praticciolo, Isola d'Elba, Italia.

Ritrovamento
Come polimorfo di bassa pressione/media temperatura dell'Al2SiO5, l'andalusite si ritrova primariamente in rocce metamorfiche con elevato contenuto di Al, specialmente metapeliti e metarenarie, meramorfosate nelle facies degli hornfels o anfibolitica di bassa pressione. All'interno di queste rocce, l'andalusite si ritrova frequentemente associata a cordierite, biotite e mica bianca. L'andalusite può anche essere presente in rocce ignee peraluminose come rioliti e granitoidi ma non è chiaro se la sua presenza è dovuta a contaminazione, ad es. da materiale metapelitico xenolitico, oppure è un prodotto di cristallizzazione ignea. Ad ogni modo, l'andalusite è presente pure in alcune pegmatiti, leucograniti e vene associate ad intrusioni ignee, dove sembra avere un'origine idrotermale.

Burnham, C. W., & Buerger, M. J. (1961). Refinement of the crystal structure of andalusite. Zeitschrift Für Kristallographie-Crystalline Materials115(1-6), 269-290.
Clarke, D. B., Dorais, M., Barbarin, B., Barker, D., Cesare, B., Clarke, G., … & Woodard, H. H. (2005). Occurrence and origin of andalusite in peraluminous felsic igneous rocks. Journal of Petrology46(3), 441-472.
Papeschi, S., Musumeci, G., Massonne, H. J., Bartoli, O., & Cesare, B. (2019). Partial melting and strain localization in metapelites at very low-pressure conditions: The northern Apennines magmatic arc on the Island of Elba, Italy. Lithos350, 105230.
Pattison, D. R. (1992). Stability of andalusite and sillimanite and the Al2SiO5 triple point: constraints from the Ballachulish aureole, Scotland. The Journal of Geology100(4), 423-446.

Risorse

        

Proprietà dei Minerali
Minerali

 

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