Staurolite
Monoclino (pseudo-ortorombico)
(Fe2+,Mg)2(Al,Fe3+)9[(Si,Al)O4]4(O,OH)2
La staurolite è un nesosilicato ferromagnesiaco contenente Al che si ritrova prevalentemente in rocce scistose metamorfosate in contesti di metamorfismo regionale. Il nome 'staurolite' deriva dal Greco stauros 'croce' e lithos, 'pietra', ed è un riferimento alla sua tendenza a formare geminati a croce che si intersecano ad angoli di 90° o 60° e che interessano 2 o 3 cristalli.
Struttura e chimica
La struttura della staurolite consiste di un impacchettamento di tetraedri (Si,Al)O4 , tetraedri (Fe,Mg)O4 e siti ottaedrici contenenti Al, Fe3+e cationi Ti. La sua struttura può essere visualizzata come una serie di strati Al2SiO5 (tipo cianite) e strati ricchi in Fe Al0.7Fe2O2(OH2) con ottaedri ad Al che formano catene lungo l'asse-c. Il contenuto di OH– varia all'interno della struttura, perché l'occupanza dei siti ottaedrici è variabile (alcuni sono vacanti).
La variabilità chimica della staurolite è governata da diverse sostituzioni che avvengono all'interno del reticolo cristallino. Le principali sono la sostituzione di Mg2+ per Fe2+, Si4+ per Al3+, Al3+ per Mg2+, Fe3+o Ti4+, O2- per OH–. Altri elementi, come il Li, lo Zn, il Co e il Cr, sono presenti in molti cristalli di staurolite. La staurolite é generalmente ricche in ferro (Mg/Fe < 0.3), ma stauroliti magnesiache sono note essere presenti in eclogiti.
La staurolite è tecnicamente monoclina ma in pratica ortorombica (pseudo-ortorombica), dacché l'angolo fra gli assi a e c è di circa 90°.
Proprietà
Abito: prismatico
Durezza: 7
Sfaldatura: {010} moderata (parallela all'asse lungo)
Geminazione: {023}, {232} geminazione a croce compenetrata ad angoli di circa 60° e 90° fra gli assi c dei geminati
Colore: marrone scuro fino a bruno rossastro e giallo-bruno
Lucentezza: subvitrea, resinosa
Struscio: bianco fino a grigio chiaro
Alterazione: sericite, clorite, minerali argillosi, ossidi di ferro
In sezione sottile...
α(//b): 1.736-1.747
β(//a): 1.742-1.753
γ(//c): 1.748-1.761
2Vγ: 80-90°
Colore: giallo pallido
Pleocroismo: α incolore, β giallo pallido, γ giallo dorato
Birifrangenza (δ): 0.011-0.014 (grigio - giallo/arancio del prim'ordine)
Rilievo: alto
Segno ottico: +
[Mindat]
[HoM]
Caratteristiche di terreno
La staurolite si ritrova in cristalli prismatici di colore scuro (marrone, rossastro, giallastro) in rocce metamorfiche, comunemente in associazione con cianite, granato, plagioclasioe miche. É un minerale duro (7 sulla scala di Mohs) ma può sfaldarsi lungo l'asse lungo. I cristalli di staurolite possono essere geminati e produrre associazioni a croce di cristalli orientati a 60° o 90° gli uni rispetto agli altri.
La staurolite in sezione sottile
La staurolite è relativamente semplice da identificare in sezione sottile per via del suo caratteristico pleocroismo da incolore a giallo dorato, la tipica colorazione giallo chiara e l'abito prismatico con sezioni basali a 6 lati. A luce polarizzata parallela, la staurolite mostra rilievo elevato e una sfaldatura moderatamente sviluppata lungo {010}, un singolo sistema di sfaldatura parallelo all'asse lungo visible sia nelle sezioni prismatiche che in quelle basali. A Nicols incrociati, la staurolite è caratterizzata da estinzione retta e mostra colori di interferenza del prim'ordine dal grigio al giallo, al massimo arancio. La staurolite si può alterare in clorite o sericite oppure in una mistura di minerali argillosi e ossidi di ferro durante metamorfismo retrogrado e degradazione.
La staurolite e la cianite possono essere trovate associate come intercrescite epitassiali, grazie alla loro struttura cristallina molto simile.
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⇔ slider. Sezione basale (a 6 lati) di staurolite, circondata da quarzo e muscovite. Notare i piani di sfaldatura immergenti a destra. Larghezza: 5 mm. Valle del Posada, Sardegna, Italia.
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⇔ slider. Cristalli prismatici di staurolite in un micascisto contenente inclusioni orientate di ossidi. Larghezza: 5 mm. Valle del Posada, Sardegna, Italia.
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⇔ slider. Staurolite con un'inclusione euedrale di granato, circondata da muscovite in un micascisto. Larghezza: 5 mm. Valle del Posada, Sardegna, Italia.
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⇔ slider. Cristalli di staurolite circondati da muscovite e biotite. Il cristallo al centro mostra geminazioni compenetrate. Larghezza: 5 mm. Valle del Posada, Sardegna, Italia.
Esempi di rocce a staurolite
Staurolite da una zona metamorfica Barroviana (Sardegna NE)
Staurolite prodotta da metamorfismo in facies anfibolitica di rocce metasedimentarie ricche in Fe e Al.
Campioni: micaschist, paragneiss [courtesy Rodolfo Carosi]
Associazione mineralogica: staurolite, granato, muscovite, biotite, quarzo, clorite, ilmenite, rutilo.
Località: Valle del Posada (Sardegna NE, Italia).
Ritrovamento
La staurolite è un minerale distintivo di terreni a metamorfismo regionale di medio grado e si ritrova in metasedimenti scistosi ricchi in Al e Fe. La staurolite si forma dalla destabilizzazione di clorite e/o cloritoide, stabili nel basso grado, e coesiste comunemente con il granato e la cianite in terreni a metamorfismo Barroviano oppure con cordierite e andalusite/sillimanite in rocce termometamorfiche o terreni con metamorfismo tipo Buchan. Ad alto grado, la staurolite viene sostituita da granato e cianite/sillimanite. La staurolite si ritrova più raramente in rocce eclogitiche con composizioni inusualmente ricche in Al, dove mostra una composizione magnesiaca. La staurolite è relativamente resistente all'alterazione e si può ritrovare come minerale detritico in rocce sedimentarie silicoclastiche, specialmente in depositi (placers) di minerali pesanti.
Ganguly, J. (1972). Staurolite stability and related parageneses: theory, experiments, and applications. Journal of Petrology, 13(2), 335-365.
Griffen, D. T. (1972). The crystal chemistry of staurolite (Doctoral dissertation, Virginia Polytechnic Institute and State University).
Hoschek, G. (1969). The stability of staurolite and chloritoid and their significance in metamorphism of pelitic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology, 22(3), 208-232.
Smith, J. V. (1968). The crystal structure of staurolite. American Mineralogist: Journal of Earth and Planetary Materials, 53(7-8), 1139-1155.
Risorse
An introduction to the Rock-Forming Minerals. Deer, Howie & Zussmann.
Optical Mineralogy: Principles & Practice. Gribble & Hall.
Transmitted Light Microscopy of Rock-Forming Minerals: An Introduction to Optical Mineralogy (Springer Textbooks in Earth Sciences, Geography and Environment). Schmidt.
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