Contenuto
- Che cos'è il rutilo?
- Evento geologico del rutilo
- Estrazione mineraria del rutilo
- Polimorfi e impurità
- Rutilo e gemmologia
- Usi del rutilo
- Rutilo sintetico
Quarzo rutilato: Una pietra burrattata di quarzo rutilato. Il rutilo può verificarsi come cristalli a forma di ago in minerali come quarzo, corindone, granato e andalusite. Immagine copyright iStockphoto / Coldmoon_photo.
Che cos'è il rutilo?
Il rutilo è un minerale di ossido di titanio con una composizione chimica di TiO2. Si trova in rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie in tutto il mondo. Il rutilo si presenta anche come cristalli a forma di ago in altri minerali.
Il rutilo ha un elevato peso specifico ed è spesso concentrato dall'azione del flusso e dell'onda in "sabbie minerali pesanti" che esistono oggi sia nei depositi onshore che offshore. Gran parte della produzione mondiale di rutilo viene estratta da queste sabbie.
Il rutilo viene utilizzato come minerale di titanio, viene frantumato in una polvere bianca utilizzata come pigmento nelle vernici e viene elaborato per l'uso in una moltitudine di prodotti. Reti di cristalli di rutilo a forma di ago producono gli "occhi" e le "stelle" in molte gemme, come il rubino e lo zaffiro.
Sabbia minerale pesante: Scavi poco profondi a Folly Beach, nella Carolina del Sud, espongono sottili strati di sabbia minerale pesante. Queste sabbie sono spesso una fonte di rutilo naturale. Fotografia di Carleton Bern, Indagine geologica degli Stati Uniti.
Evento geologico del rutilo
Il rutilo si presenta come un minerale accessorio nelle rocce ignee plutoniche come il granito e nelle rocce ignee di origine profonda come la peridotite e la lamproite. Nelle rocce metamorfiche, il rutilo è un minerale accessorio comune in gneiss, scisto ed eclogite. Cristalli ben formati di rutilo si trovano talvolta in pegmatite e skarn.
Il rutilo e un certo numero di altri minerali metallici vengono estratti insieme da depositi sedimentari noti come "sabbie minerali pesanti". Questi sedimenti sono derivati dall'erosione delle rocce ignee e metamorfiche che contengono abbondanti minuscoli granelli di minerali ad alto peso specifico come rutilo, ilmenite, anatasi, brookite, leucoxene, perovskite e titanite (noto anche come sfene).
Mentre queste rocce resistono, le loro particelle minerali più resistenti vengono lavate nell'ambiente costiero marino dove vengono ordinate e concentrate in base alla loro densità per onda e azione corrente. Laddove le condizioni sono giuste e i minerali pesanti sono abbondanti, questi sedimenti possono diventare depositi estraibili.
Minerali pesanti da miniera: Gli escavatori rimuovono le sabbie minerali pesanti alla miniera del Concord nella Virginia centro-meridionale. Queste sabbie contenenti fino a circa il 4% di minerali pesanti vengono scavate e quindi trattate per rimuovere rutilo, ilmenite, leucoxene e zircone. Le sabbie sono state alterate ed erose da un'esposizione anorthosite a breve distanza. Foto dell'indagine geologica degli Stati Uniti.
Estrazione mineraria del rutilo
Le sabbie minerali pesanti vengono estratte nell'ambiente marino poco profondo da navi che raccolgono sedimenti, separano i grani minerali pesanti, trattengono i minerali pesanti a bordo e scaricano la frazione di sedimento più leggera sul fondo.
Le sabbie minerali pesanti si trovano anche sulla terra in depositi sedimentari che si accumulavano in momenti in cui il livello del mare era molto più alto di oggi. Questi sedimenti vengono estratti, elaborati per rimuovere i minerali pesanti e restituiti a un paesaggio che viene recuperato nella sua topografia originale.
Sabbia minerale pesante: Un pesante concentrato di minerali proveniente da un'operazione di estrazione a terra in Georgia. È composto da granuli granulosi di sabbia prevalentemente di rutilo, ilmenite e zircone.
Polimorfi e impurità
Il rutilo è la forma naturale più abbondante di TiO2. Esistono numerosi polimorfi che includono anatasi e brookite. Ferro (Fe+2) a volte sostituisce il titanio in alcuni esemplari di rutilo. Quando ciò si verifica, una differenza di valenza tra ferro e titanio richiede un bilanciamento - e tale equilibrio viene spesso realizzato sostituendo il niobio (Nb+5) e / o tantalio (Ta+5) per un altro titanio. La sostituzione di questi elementi aumenta il peso specifico del rutilo e provoca un colore nero sia nel minerale che nella sua striscia.
Quarzo rutilato: Una gemma sfaccettata tagliata da quarzo rutilato. I lunghi cristalli prismatici con una lucentezza dorata sono rutili. Esemplare e foto di Arkenstone / www.iRocks.com.
Rutilo e gemmologia
Più che forse qualsiasi altro minerale, il rutilo ha un'affinità per crescere come cristalli a forma di prisma all'interno di altri minerali. Lunghi prismi di rutilo si verificano in molti minerali di gemme diverse. Quarzo, corindone (rubino e zaffiro), granato e andalusite sono tra i più familiari.
A volte questi aghi sono grossolani e chiaramente visibili all'interno della gemma, come in molti esemplari di quarzo rutilato. Questi aghi producono gemme di novità interessanti e interessanti quando hanno un colore e una disposizione piacevoli. Guarda la foto adiacente di quarzo rutilato.
La stella dell'India: Questa gemma è uno zaffiro a stella da 563,35 carati, ricavato dal grezzo trovato nello Sri Lanka. È di colore blu grigiastro ed è stato tagliato per mostrare una stella sia in alto che in basso. È esposto all'American Museum of Natural History di New York City. Foto di Wikimedia Commons di Daniel Torres, Jr.
In alcune gemme, come il rubino e lo zaffiro, i riflessi di luce provenienti da una rete di sottili cristalli di rutilo all'interno di un cabochon tagliato correttamente produrranno una bellissima "stella" di luce sulla superficie della gemma. I rubini gemma e gli zaffiri gemma con questa stella sono noti nel commercio come "gemme fenomenali", e il fenomeno della stella è noto come "asterismo". Guarda la foto adiacente di uno zaffiro azzurro come "La stella dell'India".
In altre gemme, una direzione di cristalli paralleli formerà una linea di luce sulla superficie della gemma nota come "occhio di gatto". Il fenomeno che produce un occhio di gatto è noto come "galloyance", e le gemme che esibiscono quel fenomeno si dice che siano "chatoyant". La gemma più nota per il suo gonfiore è il crisoberillo a occhi di gatto.
Quarzo rutilato con occhio di gatto: Un cabochon tagliato da quarzo rutilato estratto in Brasile. Gli aghi del rutilo sono di colore dorato e hanno una trama così grossolana che si possono vedere chiaramente molti singoli aghi. Il cabochon ha una dimensione di circa 12 x 16 millimetri.
Usi del rutilo
Gli usi principali del rutilo e dell'ossido di titanio ottenuti dal rutilo sono: produzione di pigmenti di ossido di titanio, produzione di ceramica refrattaria e produzione di metallo al titanio. L'uso del rutilo per rendere i pigmenti tocca la vita di quasi ogni persona negli Stati Uniti in molti modi quasi ogni giorno.
Quando viene frantumato finemente e trattato per rimuovere le impurità, il rutilo diventa una polvere bianca brillante che funge da eccellente pigmento. Viene usato per fare la vernice sospendendo la polvere in un liquido. Il liquido funge da supporto nell'applicazione della vernice ed evapora per depositare uno strato di ossido di titanio sull'oggetto che è stato dipinto. I pigmenti di ossido di titanio sono diventati molto importanti nell'industria delle vernici nel 1978, quando il governo degli Stati Uniti ha vietato l'uso di pigmenti a base di piombo nei prodotti vernicianti di consumo.
I pigmenti all'ossido di titanio sono usati per produrre il colore bianco nelle materie plastiche e per la fabbricazione di carta ad alta luminosità. L'ossido di titanio conferisce a questi prodotti un colore resistente allo sbiadimento. L'ossido di titanio è anche non tossico e chimicamente stabile. Queste proprietà ne consentono l'uso come pigmento negli alimenti, nei cosmetici, nei prodotti farmaceutici e in molti prodotti di consumo come il dentifricio.
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.
Rutilo sintetico
Il rutilo ha un indice di rifrazione molto elevato, una forte dispersione e una lucentezza adamantina. Queste sono proprietà ottiche che possono produrre una grande pietra preziosa e queste proprietà nel rutilo sono uguali o superiori a quelle del diamante. Sfortunatamente, il rutilo naturale raramente ha la chiarezza e il colore necessari per servire come gemma alternativa per il diamante.
Tuttavia, il rutilo sintetico può essere reso quasi incolore con eccellente chiarezza. Quando fu prodotto per la prima volta negli anni '40 e '50, fu tagliato in gemme e venduto come un simulante di diamanti chiamato "Titania". Ha raggiunto un po 'di popolarità iniziale, ma ha iniziato a svanire una volta che gli acquirenti hanno scoperto che il rutilo sintetico ha subito lesioni da abrasione in poco tempo - il rutilo ha una durezza Mohs di 6 rispetto alla durezza del diamante di 10.