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Geology is the Way

Wollastonite

Triclina

Ca[SiO3]

La wollastonite è un inosilicato di calcio (un silicato a catena) che è chimicamente affine ai pirosseni ma caratterizzato da struttura differente. La wollastonite è un prodotto comune di metamorfismo o metasomatismo di alta temperatura di calcari che si ritrova prevalentemente nelle aureole di contatto. Il minerale fu battezzato nel 1818 in onore del chimico e mineralogista inglese William Hyde Wollaston, scopritore degli elementi Rh e Pd.

Struttura e chimismo
Da un punto di vista chimico, la wollastonite è simile ai pirosseni, in particolare ai pirosseni quadrilateri come l’enstatite (Mg[SiO3]) e il diopside (CaMg[SiO3]2). Tuttavia, la geometria delle catene tetraedriche di silicio differisce sostanzialmente nella struttura della wollastonite da quelle dei pirosseni, dal momento che le catene tetraedriche della wollastonite sono costituite da due tetraedri che puntano in una direzione che si alternano con un tetraedro che punta nella direzione opposta ed ha un lato parallelo allo sviluppo della catena, che si ripetono all’infinito lungo l’asse b (mentre nei pirosseni le catene sono orientate lungo c). Le catene tetraedriche si alternano con siti ottaedrici (M1, M2 ed M3), più grandi di quelli dei pirosseni e tutti in grado di accomodare il Ca. La wollastonite ha diversi politipi che differiscono nel modo in cui le catene tetraedriche sono impilate: la wollastonite-1A (triclina) è la forma di alta temperatura, mentre la wollastonite-2M (monoclina) è quella di bassa temperatura. Entrambe si ritrovano nelle rocce, ma la wollastonite-1A è la forma più comune.

catene di pirosseni e wollastonite

Differenze di struttura fra le catene tetraedriche di pirosseni e wollastonite.

wollastonite

Aggregati fibroso-raggiati di wollastonite. Lahore, Pakistan. Width of sample 8 cm. Foto © Siim Sepp.

Proprietà
Abito: fibroso, aciculare, lamellare, più raramente prismatico o tabulare
Durezza: 4.5 – 5
Densità: 2.9 – 3.1 g/cm3
Sfaldatura: {100} perfetta; {001}, {102} buona (3 sistemi che si intersecano a 70° e 84° visibili su sezioni basali)
Geminazione: {100} piano di geminazione – [010] asse: comune
Colore: bianco, incolore, verde molto chiaro
Lucentezza: vetrosa, spenta o perlacea
Struscio: bianco
Alterazione: talco, diopside, stevensite, calcite
In sezione sottile…
α(α^c = 30-44°): 1.616-1.640
β(//b): 1.628-1.650
γ(γ^c = 70-56°): 1.631-1.653
2Vα
: 36-60°
Colore: incolore
Birifrangenza (δ): 0.013-0.014 (giallo/rosso del prim’ordine)
Rilievo: moderato
Segno ottico:
[Mindat]

pirosseni quadrilateri ternario

Diagramma ternario che mostra le relazioni fra la wollastonite e i pirosseni quadrilateri (orto- e clinopirosseni). Modificato da Morimoto (1989).

Caratteristiche di terreno

wollastonite morfologia cristalli

Schema di un cristallo di wollastonite, con la posizione degli assi cristallografici e gli indici di rifrazione. Modificato da Optical Mineralogy: Principles and Practice.

La wollastonite si ritrova in rocce carbonatiche che hanno subìto metamorfismo di contatto o circolazione di fluidi di alta temperatura, come hornfels, marmi e skarn. La wollastonite si ritrova perlopiù come cristalli fibrosi o lamellari (raramente prismatici). Sul terreno, è piuttosto difficile riconoscere la wollastonite dagli altri calc-silicati che sono comuni in questi ambienti geologici, come anfiboli, talco, o pirosseni, considerando poi che si ritrova spesso concresciuta con questi minerali.

wollastonite prismatica

Cristalli prismatici di wollastonite (incolori). Miniera di Fuka, Prefettura di Okayama, Giappone. Foto © Marcus Origlieri via RRUFF.

skarn a wollastonite

Aggregati fibroso-raggiati di wollastonite (bruna) in calcari metasomatizzati (skarn) da Norsi, Isola d’Elba. [BLOG POST]

cristalli di wollastonite

Veduta ravvicinata degli aggregati di wollastonite mostrati più in alto. Le microfoto mostrate in questa pagina derivano da questi affioramenti. Norsi, Isola d’Elba. [BLOG POST]

La wollastonite in sezione sottile
A nicols paralleli, la wollastonite appare incolore e mostra un rilievo moderato, oltre a tre diversi sistemi di sfaldatura che si intersecano a 70° e 84°. La wollastonite mostra comunemente abito fibroso o aciculare, il che rende difficile il ritrovamento di sezioni basali adeguate dove osservare i piani di sfaldatura. A nicols incrociati, la wollastonite mostra colori di interferenza variabili dal grigio al rosso del prim’ordine ed estinzione retta. La wollastonite può essere confusa con ortopirosseno, clinopirosseno o anfiboli incolori come la tremolite, tutti minerali che si possono trovare in ambienti di metamorfismo di contatto.

La wollastonite si distingue dall’ortopirosseno (enstatite) per via della birifrangenza più elevata (l’enstatite arriva al massimo al giallo del prim ordine). Le varietà più ferrose di ortopirosseno sono poi pleocroiche (la wollastonite non è mai pleocroica). Il diopside (clinopirosseno) è molto simile alla wollastonite ma mostra estinzione obliqua. L’anfibolo tremolitico è simile alla wollastonite a nicol paralleli, ma mostra colori di interferenza ben più alti a nicol incrociati, del second’ordine.

NX + LA
NX + LA
NX + LA
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Sopra: cristalli fibrosi di wollastonite (a destra) che si ‘irradiano’ dentro un marmo a calcite metasomatizzato (skarn). Piccoli grani di altri calc-silicati sono visibili fra i cristalli di calcite a sinistra. Larghezza: 3 mm. Norsi, Isola d’Elba.

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Sopra: cristalli prismatici di wollastonite, come quelli mostrati qui sopra, sono piuttosto rari. Questi cristalli mostrano sfaldature ben sviluppate parallele ai loro assi lunghi (i tre sistemi distinti sono visibili solo su facce basali). Larghezza: 1 mm. Norsi, Isola d’Elba.

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Sopra: cristalli fibrosi e prismatici di wollastonite, intercresciuti in uno skarn. Larghezza: 1 mm. Norsi, Isola d’Elba.

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Sopra: wollastonite (al centro) con bordo di diopside, circondata da calcite in un marmo. Associazioni di questo tipo sono comuni perché il diopside può crescere assieme alla wollastonite o sostituirla in skarn e rocce metamorfiche di alto grado. Larghezza:3  mm. Norsi, Isola d’Elba.
Sotto: il video evidenzia il diverso angolo di estinzione di wollastonite e diopside.

[BLOG POST]: lo skarn a wollastonite di Norsi, mostrato qui sotto in sezione sottile.

Ritrovamento
La wollastonite è un minerale tipico di ambienti metamorfici o metasomatici di alta temperatura. Si ritrova in calcari metamorfosati, in skarn, e in rocce associate di aureola termometamorfica. La wollastonite si forma come risultato della decarbonatazione della calcite [CaCO3] in presenza di SiO2, sia in forma di quarzo, come in calcari impuri, o fornita da fluidi metamorfici, secondo la reazione:

CaCO3 + SiO2 ⇌ CaSiO3 + CO2

Questa reazione può avvenite a temperature estremamente elevate (T > 1000 °C) o a temperature più basse se sono coinvolti dei fluidi metasomatici ricchi in silice. Infatti, nelle aureole di contatto, la wollastonite si ritrova non solo nelle porzioni di più alto grado, al contatto tra marmi e rocce intrusive, ma anche nelle parti più esterne, laddove fluidi metamorfici hanno reagito con carbonati andando a formare rocce a calc-silicati. La wollastonite è inoltre un prodotto di metamorfismo regionale di alta temperatura di marmi a condizioni di facies anfibolitica superiore fino a granulitica.

La wollastonite è estremamente rara in rocce ignee ma si ritrova in alcune fonoliti e in alcuni complessi ignei alcalini.

Bibliografia

        

Le informazioni illustrate su questa pagina sono tratte da Introduction to the Rock-Forming Minerals e Optical Mineralogy: Principles and Practice.

Risorse in Italiano
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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