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Geology is the Way

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 OHvaria all'interno della struttura, perché l'occupanza dei siti ottaedrici è variabile (alcuni sono vacanti).

staurolite crystal structure

Vista 3D della struttura cristallina della staurolite. Giallo: tetraedri Si. Rosso: tetraedri Fe. Nero: ottaedri Al. Blu: ossigeno. I siti OH non sono mostrati. Fonte dei dati: Hawthorne et al. (1993). Perditax tramite wikimedia.commons.

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°.

twinned staurolite

Staurolite geminata "croce di fata". Dimensioni: 4.1 x 3.9 x 3.1 cm. Rubelita, Minas Gerais, Brasile. Foto © Robert M. Lavinsky.

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
Pleocroismoα incolore, β giallo pallido, γ giallo dorato
Birifrangenza (δ): 0.011-0.014 (grigio - giallo/arancio del prim'ordine)
Rilievo: alto
Segno ottico: +
[Mindat]

Caratteristiche di terreno

Staurolite crystal habit

Schema dell'abito cristallino della staurolite. Modificato da Optical Mineralogy: Principles and Practice.

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.

Cross-twinned staurolite

Staurolite geminata a croce. Collezione Lech Darski . Fonte: wikimedia.org.

staurolite garnet kyanite schist

Micascisto con cristalli prismatici di staurolite (marrone scuro), cianite (azzurra) e granato (rosso), circondati da muscovite micacea. Larghezza del campione 7 cm. Foto © Siim Sepp.

Kyanite staurolite schist

Associazione di cristalli di staurolite (marrone scuro) e cianite (blu) in una roccia metasedimentaria dalla finestra di Engandina, Svizzera. Dimensioni: 7.7 x 4.1 x 2.2 cm. Foto © Robert M. Lavinsky.

Staurolite schist

Cristalli di staurolite in un micascisto. Michigamme, Michigan, Stati Uniti. Foto © James St. John.

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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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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Cristalli prismatici di staurolite in un micascisto contenente inclusioni orientate di ossidi. Larghezza: 5 mm. Valle del Posada, Sardegna, Italia.

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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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Cristalli di staurolite circondati da muscovite e biotite. Il cristallo al centro mostra geminazioni compenetrate. Larghezza: 5 mm. Valle del Posada, Sardegna, Italia.

Staurolite da una zona metamorfica Barroviana (Sardegna NE)
Staurolite prodotta da metamorfismo in facies anfibolitica di rocce metasedimentarie ricche in Fe e Al.
Campioni: micascisti, paragneiss
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.

Bibliografia

   

Mineral Properties
Minerali

 

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