I minerali di feldspato costituiscono oltre il 50% della crosta terrestre.

Contenuto

• Che cos'è il feldspato?
• Chimica minerale di feldspato
• I Feldspati di Plagioclasio
• I feldspati alcalini
• Feldspato in sedimenti e rocce sedimentarie
• Proprietà dei minerali di feldspato
• Feldspars Oltre Plagioclasio e Alcali
• Feldspato extraterrestre
• Usi di minerali di feldspato
• Feldspati fenomenali
• Altro Gem Feldspars

Labradorite è un minerale feldspato fenomenale. La parola "labradorescenza" si riferisce ai colori iridescenti che possono essere visti su esemplari come questo. Questo grezzo è largo circa quattro pollici ed è stato raccolto vicino a Nain, Labrador, in Canada.

Feldspato nelle rocce: Questa tabella riassume le composizioni minerali delle comuni rocce ignee. Mostra chiaramente che i minerali di feldspato sono componenti importanti di granito, diorite e gabbro - questi tipi di roccia costituiscono la maggior parte della crosta terrestre.

Che cos'è il feldspato?

"Feldspato" è il nome di un folto gruppo di minerali di silicato che formano le rocce che costituiscono oltre il 50% della crosta terrestre. Si trovano in rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie in tutte le parti del mondo. I minerali di feldspato hanno strutture, composizioni chimiche e proprietà fisiche molto simili. I feldspati comuni includono ortoclasio (KAlSi₃O₈), albite (NaAlSi₃O₈) e anorthite (CaAl₂Si₂O₈).

Per apprezzare l'importanza del feldspato come minerale formatore di rocce, consideriamo la sua abbondanza nella crosta terrestre. Gran parte della crosta continentale terrestre è formata da rocce ignee come granito, diorite e granodiorite. I feldspati sono anche importanti componenti del gabbro e del basalto, che sono i principali tipi di roccia nella crosta oceanica della Terra. La tabella di accompagnamento mostra come queste rocce sono costituite principalmente da minerali di feldspato. Poiché queste rocce ignee sono alterate e metamorfosate, i loro minerali feldspati diventano componenti di sedimenti, rocce sedimentarie e rocce metamorfiche.

I minerali di feldspato hanno molti usi nell'industria. Sono utilizzati per fabbricare un'ampia varietà di prodotti in vetro e ceramica. Sono anche ampiamente usati come riempitivi in ​​vernici, materie plastiche e gomma. Diverse pietre preziose popolari sono minerali feldspati. Questi includono pietra di luna, pietra di sole, labradorite, amazzonite e spettrolite.

Classificazione minerale di feldspato: Questo diagramma ternario mostra come i minerali di feldspato sono classificati sulla base della loro composizione chimica. La sequenza di minerali lungo il lato sinistro del triangolo rappresenta la serie di soluzioni solide dei feldspati alcalini. La sequenza lungo la base è la serie di soluzioni solide dei feldspati di plagioclasio. La carta millimetrata triangolare può essere ottenuta da waterproofpaper.com, un sito Web GeoShops.com.

Chimica minerale di feldspato

Tutti i minerali nel gruppo feldspato si adattano alla composizione chimica generalizzata di seguito:

X (Al, Si)₄O₈

In questa composizione generalizzata, X può essere uno dei seguenti sette ioni: K +, Na +, Ca ++, Ba ++, Rb +, Sr ++ e Fe ++. I feldspati che includono ioni potassio, sodio e calcio sono molto comuni. Feldspati di bario, rubidio, stronzio e ferro sono molto rari.

Il diagramma triangolare di accompagnamento illustra due sistemi di soluzioni solide che comprendono il gruppo di feldspati. I feldspati di plagioclasio formano una solida serie di soluzioni tra i membri finali dell'albite pura (NaAlSi₃O₈) e pura anorthite (CaAl₂Si₂O₈). I feldspati alcalini formano una solida serie di soluzioni tra albite pura e sanidina di potassio (KAlSi₃O₈).

Un elenco di minerali di feldspato con le loro composizioni chimiche è riportato nella Tabella 1.

Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nello Store.

I Feldspati di Plagioclasio

Albite e anorthite hanno una relazione interessante. L'albite è un feldspato di sodio e l'anorthite è un feldspato di calcio. Entrambi si formano per cristallizzazione da una fusione. In natura, molte colate contengono abbondante sodio o calcio, insieme a abbondante alluminio, silicio e ossigeno. Di conseguenza, la maggior parte dell'albite conterrà del calcio in sostituzione del sodio nella sua struttura cristallina, e la maggior parte dell'anorthite conterrà un po 'di sostituzione del sodio con il calcio nella sua struttura cristallina. Se uno ione sodio con una carica 1+ sostituisce uno ione calcio con una carica 2+, si verificherà anche una sostituzione bilanciante di uno ione alluminio con una carica 3 per uno ione silicio con una carica 4.

L'abbondanza relativa di sodio e calcio nelle miscele varia notevolmente e si verifica la serie completa di composizioni minerali tra plagioclasio di sodio puro e plagioclasio di calcio puro. Questo continuum di composizioni è noto come una serie di soluzioni solide perché è analogo a una fusione con sodio disciolto e ioni calcio sospesi in varie posizioni in tutta la soluzione a cui ci riferiamo come fusione.

Sebbene la gamma di composizioni minerali tra albite pura e anorthite pura sia composta da minerali molto simili, ci sono differenze nella loro chimica e proprietà fisiche. Per facilitare la comunicazione, i nomi vengono dati ai minerali di feldspato in diverse posizioni nella soluzione solida di plagioclasio. Questi nomi sono arbitrari e basati sulle quantità relative di albite e anorthite nella loro composizione. I nomi di questi minerali plagioclasici con composizioni intermedie sono riassunti nella tabella allegata. Possono anche essere visti formare la serie di feldspato plagioclasio lungo la base del diagramma triangolare sopra descritto.

I feldspati alcalini

Minerali di feldspato con composizioni che variano tra NaAlSi₃O₈ e KAlSi₃O₈ sono conosciuti come feldspati alcalini. Includono l'albite (NaAlSi₃O₈), anorthoclase ((Na, K) AlSi₃O₈), sanidine ((K, Na) AlSi₃O₈), ortoclasio (KAlSi₃O₈) e microcline (KAlSi₃O₈).

Albite e sanidina formano una solida serie di soluzioni tra NaAlSi₃O₈ e KAlSi₃O₈. Anorthoclase, con una composizione di (Na, K) AlSi₃O₈, occupa la posizione intermedia tra di loro.

Orthoclase e microcline di solito hanno composizioni molto vicine a KAlSi₃O₈. La sanidina può anche avere una composizione molto simile a KAlSi₃O₈. Questi tre KAlSi₃O₈ i minerali sono polimorfi, nel senso che hanno le stesse composizioni chimiche ma diverse strutture cristalline. La sanidina ha una struttura monoclina, l'ortoclasi è monoclina e la sanidina è triclinica. Il fattore determinante per la formazione di questi tre minerali con un KAlSi₃O₈ la composizione è la temperatura. La sanidina è la forma ad alta temperatura, l'ortoclasio è la forma a temperatura intermedia e la microclina è la forma a bassa temperatura.

arkose è una roccia sedimentaria che si forma dall'erosione delle rocce ignee e metamorfiche ricche di feldspati. È un'arenaria che contiene almeno il 25% di feldspato.

Feldspato in sedimenti e rocce sedimentarie

Nei depositi sedimentari prodotti dall'erosione delle rocce ignee e metamorfiche che portano feldspato, i feldspati sono generalmente più abbondanti vicino alla zona di origine. I feldspati generalmente diminuiscono in abbondanza con la distanza dalla sorgente perché durante il trasporto possono essere attaccati dagli agenti atmosferici e alterati dai minerali argillosi. Inoltre, le loro due direzioni di scissione perfetta li rendono vulnerabili agli agenti atmosferici meccanici, che diminuiscono la loro dimensione delle particelle ed espongono una maggiore superficie agli agenti chimici.

Arkose è una roccia sedimentaria che si forma dall'erosione di rocce ignee e metamorfiche ricche di feldspati. Questa origine è evidente perché l'arkose è un'arenaria che contiene almeno il 25% di feldspato, di solito sotto forma di grani che possono essere facilmente identificati come feldspato. Arkose di solito si trova immediatamente in pendenza e vicino agli affioramenti da cui sono stati stagionati i grani di feldspato. Le lunghe distanze di trasporto distruggono i granuli di feldspato e l'esposizione prolungata agli agenti atmosferici trasforma i feldspati in minerali argillosi. I minerali di argilla sono l'altro contributo del feldspato al record sedimentario. Si accumulano come fango o suolo e spesso formano sedimenti che diventano scisti e rocce.

Scollatura ad angolo retto: Una delle proprietà più diagnostiche del feldspato sono le sue due direzioni di scissione che di solito si intersecano a novanta gradi o quasi.

Proprietà dei minerali di feldspato

Sebbene ci siano molti minerali di feldspato, condividono tutti una gamma ristretta di proprietà fisiche sorprendentemente coerenti. La maggior parte mostra due direzioni di scollatura perfetta che si intersecano o si avvicinano a novanta gradi. Un esempio di questo tipo di scissione può essere visto nella foto di accompagnamento.

La maggior parte dei minerali di feldspato ha una durezza Mohs compresa tra 6 e 6,5 e un peso specifico tra 2,5 e 2,8. Hanno tutti una lucentezza vitrea che è spesso madreperlata sui volti di scollatura. La tabella allegata mostra le proprietà fisiche generalizzate del gruppo minerale di feldspato.

Queste proprietà coerenti di feldspato sono estremamente utili anche quando i cristalli di feldspato sono molto piccoli. Le persone che hanno familiarità con la scissione del feldspato possono raccogliere una roccia ignea che contiene cristalli di pochi millimetri di dimensioni, esaminarla con una lente manuale e differenziare facilmente i feldspati da altri minerali nella roccia. Con una pratica minima possono anche utilizzare una serie di grimaldelli per la durezza minerale e una lente manuale per determinare la durezza Mohs di grani così piccoli.

Feldspars Oltre Plagioclasio e Alcali

Esistono molti minerali di feldspato oltre alle serie plagioclasio e alcali. Un elenco è riportato nella Tabella 1. Alcuni minerali di feldspato sono insoliti ed estremamente rari. Ecco alcuni esempi:

• La buddingtonite è un feldspato di ammonio con una composizione chimica di (NH₄) (AlSi₃) O₈. È stato trovato dove i minerali di feldspato sono stati alterati dall'attività idrotermale.
• Banalsite (Na₂BaAl₄Si₄O₁₆) è un raro feldspato di bario. Forma una serie completa di soluzioni solide con stronalsite (Na₂SRAL₄Si₄O₁₆), in cui bario e stronzio si sostituiscono l'un l'altro.
• Celsian, paracelsian ed hexacelsian sono rari feldspati di bario e polimorfi che condividono la composizione chimica di BaAl₂Si₂O₈. Si formano in ambienti idrotermali a bassa temperatura.
• La filatovite è un feldspato di arsenato estremamente raro che è stato trovato solo come piccoli cristalli vicino ad alcune fumarole nella Russia orientale.
• La rubicline è un raro feldspato contenente rubidio con una composizione chimica di (Rb, K) (AlSi₃O₈). È simile alla microcline ma non è mai stato trovato senza potassio e rubidio che si sostituiscono a vicenda.

Feldspato dalla Luna: La "Genesis Rock" è una delle rocce più famose mai raccolte. Gli astronauti dell'Apollo 15 James Irwin e David Scott lo hanno raccolto dalla Luna nel 1971. L'analisi ha rivelato che è composto quasi interamente da anorthite, un feldspato di plagioclasio, e ha circa 4 miliardi di anni. I giornalisti che ricoprivano la missione Apollo iniziarono a chiamare l'esemplare "Genesis Rock" e il nome rimase. Immagine della NASA.

Feldspato extraterrestre

Il feldspato è stato scoperto in altre parti del nostro sistema solare. Gli astronauti che visitavano la Luna durante le missioni Apollo portarono indietro molti campioni di roccia che erano ricchi di feldspato. Sono state esaminate alcune decine di meteoriti che si pensa provengano da Marte e la maggior parte di essi contiene minerali di feldspato. Si pensa che circa il 5% dei meteoriti trovati sulla Terra abbia avuto origine dall'asteroide Vesta e molti di essi contengono feldspato.

Meteorite Vesta: Una microfotografia a luce trasmessa di un meteorite eucrite che è stata attribuita all'asteroide Vesta. Questo esemplare è un eucrite basaltico ricco di plagioclasio ricco di calcio. Immagine di Harry McSween, Università del Tennessee.

Feldspato in un meteorite marziano: Il meteorite "Black Beauty" (NWA 7034) è stato analizzato dalla NASA e sta per essere un pezzo di Marte che è stato fatto saltare in aria da un impatto di asteroidi.NWA 7034 è costituito da frammenti cementati di basalto, una roccia che si forma dalla lava rapidamente raffreddata. I frammenti all'interno del meteorite sono principalmente feldspato e pirossene. Immagine della NASA.

Feldspars nei suoli: Questa mappa mostra la distribuzione dei minerali del gruppo feldspato nei suoli A Horizon of United States. Le abbondanze sono più alte nelle aree in cui affiorano rocce ignee in superficie, come il New England, l'area delle Montagne Rocciose e la costa occidentale. Clicca sull'immagine per ingrandirla.

Usi di minerali di feldspato

Circa 600.000 tonnellate di feldspato vengono prodotte ogni anno negli Stati Uniti. La maggior parte di questo feldspato viene frantumata in granuli o polveri fini e quindi consumata in fabbriche che producono lastre di vetro, piastrelle in ceramica, isolanti in fibra di vetro, vernici, plastica, ceramica, vetro per contenitori e altri prodotti. La maggior parte di questi prodotti svolge un ruolo importante nell'edilizia commerciale e residenziale e la domanda di feldspato è supportata dalla salute dell'industria delle costruzioni.

Quasi tutta la produzione di feldspati negli Stati Uniti proviene da cave in Carolina del Nord, Idaho, California, Virginia, Oklahoma e South Dakota. Queste località producono abbastanza feldspato per fornire quasi tutto il consumo della nazione. La risorsa disponibile per la produzione futura è enorme. L'unica sfida è che la risorsa di feldspato potrebbe non trovarsi a una distanza conveniente dai punti di consumo. Tuttavia, la dipendenza netta annuale delle importazioni dagli Stati Uniti in percentuale del consumo apparente di feldspato è bassa, di solito non più del 10-20%.

Pietra solare avventurosa: Foto ravvicinata di un cabochon in pietra del sole, che mostra bellissimi lampi di aventurescence causati dalla luce riflessa dalle inclusioni piastriniche di rame all'interno della pietra.

Labradorite blu: Fotografia di un cabochon labradorite con un gioco di colori blu elettrico. Copyright della fotografia iStockphoto / Joanna-Palys.

Star Moonstone: Un cabochon in pietra di luna che espone una rara stella a quattro raggi.

Feldspati fenomenali

Diverse varietà di minerali di feldspato sono utilizzate come pietre preziose. Tre di loro, pietra di luna, pietra di sole e labradorite, sono noti per i loro fenomeni ottici unici.

La pietra di luna è un materiale gioiello costituito da strati microscopicamente sottili e alternati di minerali feldspati di diverse composizioni. Quando la luce entra in una pietra preziosa levigata e incontra questi strati, viene dispersa in molte direzioni. Questo produce un bagliore all'interno della gemma nota come adularescenza. Il bagliore sembra fluttuare leggermente sotto la superficie della gemma e si muove mentre la fonte di illuminazione si sposta, quando l'angolo di osservazione viene modificato o quando la gemma viene spostata sotto la luce. Le persone godono di questo bagliore morbido, specialmente quando ha un colore sorprendente o il colore del corpo della pietra di luna è piacevole. Orthoclase è il minerale di feldspato più comune per ospitare i fenomeni adularescenti; tuttavia, è anche noto in albite, oligoclasi e labradorite.

Sunstone è una gemma che contiene minuscole particelle a forma di piastra e altamente riflettenti con un orientamento comune. Quando la luce entra nella pietra preziosa, colpisce queste particelle e la riflettono con un lampo scintillante noto come aventurescence. Le particelle potrebbero essere minuscole scaglie di rame, ematite, mica o altri minerali riflettenti. Labradorite e oligoclase sono i minerali di feldspato che molto spesso hanno aventurescence. In alcune località la labradorite colorata ma non avventurosa è anche chiamata “pietra del sole”, ma il materiale avventuroso viene solitamente estratto nelle vicinanze.

La labradorite è talvolta intricata in strati microscopici con albite o altri minerali di plagioclasio. Quando la luce entra in una gemma levigata e colpisce questi strati all'angolo giusto, la luce viene dispersa, le sue lunghezze d'onda vengono modificate e viene prodotto un riflesso iridescente. Ciò può provocare spettacolari bagliori di forti colori cangianti in blu elettrico, verde, giallo, arancione e rosa. Questo fenomeno è noto come "labradorescenza" e prende il nome dal minerale più noto per la sua produzione.

Le proprietà fenomenali di pietra di luna, pietra di sole e labradorite sono quasi sempre tagliate come cabochon a forma di cupola. Le loro proprietà fenomenali dipendono dalle strutture microscopiche che colpiscono la luce all'interno di una pietra levigata all'angolo giusto. Per far sì che ciò accada, abili artigiani che comprendono i fenomeni ottici di queste gemme devono studiare il grezzo e tagliare la pietra in modo che i piani in cui vengono prodotti i fenomeni ottici siano paralleli al fondo della gemma tagliata.

I tagliatori di allerta potrebbero notare rari gessi o asterismi nella pietra di luna grezza. Con una corretta pianificazione, orientamento e taglio abile, questo grezzo può essere usato per produrre cabochon che esibiscono un occhio di gatto o una stella a quattro raggi.

Moonstone è il più noto dei fenomenali feldspati, ma non si trova in molti negozi di gioielleria popolari. Tutte e tre queste gemme si trovano al meglio in spettacoli di gemme e lapidari o in negozi specializzati in gemme e gioielli unici e interessanti. Possono essere facilmente trovati online; tuttavia, è meglio acquistare queste pietre o gioielli insieme a loro dove è possibile raccoglierli, riprodurli alla luce ed esaminare la forza, il colore e il motivo dell'effetto ottico. Se hai un numero di pezzi tra cui scegliere, esaminane molti perché uno o più di essi ti attireranno molto più fortemente degli altri - e pietre diverse faranno appello a persone diverse. È meglio non lasciarlo a una selezione casuale da parte del venditore o di un amico. Sarai più felice se scegli quello che ti piace di più.

Cabochon amazzonite: L'Amazzonite è un nome commerciale per una varietà di feldspato microcline da verde a verde bluastro che viene spesso tagliata in cabochon, perline e pietre burrattate.

Feldspato sfaccettato: Due esemplari di feldspato labradorite che sono stati tagliati in pietre sfaccettate. Gli esemplari dell'Oregon sono spesso chiamati "pietra del sole" - anche esemplari non fenomenali senza l'aventurescence che molte persone ritengono necessari per meritare il nome di "pietra del sole".

Altro Gem Feldspars

Sebbene i feldspati fenomenali siano difficili da competere, ci sono alcuni altri feldspati che producono gemme degne di nota. Questi si trovano anche in occasione di spettacoli di gemme e lapidari o negozi specializzati in tipi interessanti e diversi di gemme e gioielli.

L'Amazzonite è un nome commerciale per una varietà di feldspato microcline da verde a verde bluastro che viene spesso tagliata in cabochon, perline e pietre burrattate. Il colore verde è causato da tracce di piombo all'interno del minerale. Una località famosa in tutto il mondo per i cristalli di amazzonite si trova nella zona delle contee di Freemont, El Paso e Teller, in Colorado, dove si trova crescere con quarzo fumé in cavità di rocce ignee e metamorfiche. Sebbene il nome "amazonite" suggerisca che il Brasile è una delle principali fonti del materiale, non si trova nel bacino amazzonico.

I minerali di feldspato si trovano spesso in cristalli trasparenti di qualità gemma. Orthoclase, labradorite e oligoclase sono esempi di minerali di feldspato che sono stati sfaccettati. Le pietre preziose tagliate da questi minerali possono essere belle; tuttavia, sono raramente visti in gioielleria perché non sono ben noti e richiesti dai clienti di gioielleria. Inoltre, i feldspati sfaccettati hanno problemi di durabilità a causa della loro durezza Mohs da 6 a 6,5 ​​e delle loro due direzioni di scissione perfetta. La maggior parte dei feldspati sfaccettati sono destinati al mercato delle "gemme da collezione".