Anfiboli - W_0-1X₂Y₅Z₈O₂₂(OH,F)₂

I minerali del gruppo degli anfiboli si formano in un’ampia varietà di ambienti P-T e costituiscono comunemente sia rocce ignee che rocce metamorfiche.
Tra le rocce ignee essi compaiono in tutti i tipi di rocce, dalle ultrabasiche a quelle acide evolute, ma in particolare sono i costituenti comuni delle rocce a composizione intermedia della serie calco alcalina.
Sono minerali molto comuni anche in ambiente metamorfico di tipo regionale e vanno dalla facies degli scisti verdi fino all’alta facies granulitica.

La composizione chimica dei minerali del gruppo degli anfiboli può essere espressa tramite la formula:

W_0-1X₂Y₅Z₈O₂₂(OH,F)₂

W = Na2+ e K+ posti nel sito A
X = Ca⁺ Na²⁺ Mn²⁺ Fe²⁺ Mg²⁺ Li⁺ nel sito M4
Y = Ma²⁺Fe²⁺Mg²⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Ti ⁴⁺ nei siti M1, M2, M3
Z = Si⁴⁺ e Al³⁺

La struttura degli anfiboli si basa su una catena doppia Si₄O₁₁ che corre parallelamente all’asse c (Immagine 1). queste catene sono collegate a nastri di ottaedri e da ossidrili OH.

Immagine 1: Doppia catena delgi Anfiboli. Immagine tratta dalle dispense del prof. Stephen A. Nelson.

La struttura contiene diversi siti cationici che vengono indicati con le lettere A, M4, M1, M2, M3 e Z

Il sito A ha una coordinazione che va da X a XII con l’ossigeno e (OH) e contiene principalmente Na e piccole quantità di K.

Il sito M4 ha coordinazione da VI a VIII e contiene i cationi X (Ca⁺ Na²⁺ Mn²⁺ Fe²⁺ Mg²⁺ Li⁺)

I siti ottaedrici M3,M2,M1 ospitano i cationi Y (Mg²⁺Fe²⁺ Mg²⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Ti ⁴⁺) e condividono spigoli per formare catene di ottaedri parallele a c. M1 e M3 sono coordinati d a4 ossigeni e da due ossidrili (OH) mentre M2 è coordinato da 6 ossigeni.

Gli anfiboli presentano catene silicatiche che hanno un’ampiezza doppia rispetto a quelle dei pirosseni (catena singola) e questo causa una maggiore ampiezza degli angoli di sfaldatura che risultano essere 56° e 124 ° ( 60°-120°).

Immagine 2: Sfaldatura basale degli Anfiboli. Immagine tratta dalle dispense del prof. Stephen A. Nelson.

Gli anfiboli possono essere suddivisi e classificati anche su base chimica, tenendo conto del catione dominante nel sito X:

Se in X si ha Ca avremo anfiboli Calcici:

• Tremolite Ca₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂ – Ferroactinolite Ca₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂
• Orneblenda Na_0-1(Ca,Na)₂(Mg,Fe2+,Fe3+, Al)₅(Si,Al)₈O₂₂(OH)₂

Se in X si ha Na Anfiboli alcalini:

• Glaucofane Na₂Mg₃Al₂Si₈O₂₂(OH)₂
• Ferroglaucofane Na₂Fe²⁺Al₂Si₈O₂₂(OH)₂
• Riebeckite Na₂Fe²⁺Fe³⁺Si₈O₂₂(OH)₂
• Magnesioriebeckite Na₂Mg₃Fe³⁺Si₈O₂₂(OH)₂
• Arfvedsonite Na₃Fe²⁺Fe³⁺Si₈O₂₂(OH)₂

Se in X si ha Ca-Na Anfiboli Calcio-sodici:

• Richterite Na(NaCa)Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂

Se in X si ha (fe, Mg, Mn) Anfiboli Ferro-magnesiaci:

• Antofillite Mg₇Si₈O₂₂(OH)₂
• Cummingtonite Mg₇Si₈O₂₂(OH)₂ - Grunerite Fe₇Si₈O₂₂(OH)₂

Alcune serie comuni del gruppo degli anfiboli possono essere rappresentate composizionalmente attraverso il sistema chimico Mg₇Si₈O₂₂(OH)₂ –antofillite-Fe₇Si₈O₂₂(OH)₂-grunerite-"Ca₇Si₈O₂₂(OH)₂"(termine puro ipotetico). vedi immagine 3
In questo diagramma si osserva una soluzione completa tra tremolite e ferroactinolite con un termine intermedio detto actinolite.
Tre la serie tremolite-actinolite e l’antofillite esiste una lacuna di immiscibilità come pure tra la serie cummingtonite-grunerite e la ferroactinolite.
Queste lacune di immiscibilità si riflettono nella presenza comune di coppie antofillite-tremolite e grunerite-actinolite e nella comparsa di tessiture di assoluzione tra gli anfiboli di Fe-Mg e quelli calcici.

Anfiboli calcici

• Tremolite Ca₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂ – Ferroactinolite Ca₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂
• Orneblenda Na_0-1(Ca,Na)₂(Mg,Fe²⁺,Fe³⁺, Al)₅(Si,Al)₈O₂₂(OH)₂

Anfiboli monoclini (2/m);
I termini della seria tremolite-ferroactinolite costituiscono una soluzione solida completa, con termini intermedi detti actinolite.
La tremolite, il cui nome deriva da due parole greche (raggio e roccia) con allusione al suo aspetto fibroso-raggiato, è comune in marmi e si forma per metamorfismo di calcari impuri secondo la reazione:

Dolomite + Quarzo = tremolite + Calcite + CO₂

A temperature elevate la tremolite si scompone in diopside.
L’ Actinolite è una fase caratteristica della facies scisti verdi e il suo nome deriva dalla valle tremola in svizzera.

Il termine orneblenda comprende una grande varietà di anfiboli caratterizzati da ampi intervalli di composizione e con variazioni nei rapporti Ca/Na, Mg/Fe2+, Al/Fe3+, Al/Si e OH/F. A basse temperature esiste una lacuna di immiscibilità tra le orneblende e la serie tremolite-farroactinolite che tende a scomparire ad alte temperature.
questa lacuna di immiscibilità tra anfiboli calcici e ferro-magnesiaci causa comunemente la comparsa di lamelle di essoluzione di grunerite nell’orneblenda.
L’orneblenda è un minerale estremamente comune in una grande varietà di rocce, dalle rocce vulcaniche alle rocce metamorfiche, dove assieme al plagioclasio è il costituente essenziale delle anfiboliti.

Il nome orneblenda deriva da una vecchia parola tedesca che stava a indicare qualsiasi minerale prismatico di colore scuro presente nelle mineralizzazioni ma da cui non si estraeva nulla.
Vista la grande variabilità composizionale delle orneblende sono stati assegnati diversi nomi in base a tali variazioni come:

• Tschermakite Ca₂[(Mg,Fe²⁺)₃3Al₂](Si₆Al₂)O₂₂(OH)₂
• Edenite NaCa₂(Fe Mg)₅Si₇AlO₂₂(OH)₂
• Pargasite NaCa₂(Mg,Fe)₄Al(Si₆Al₂)O₂₂(OH)₂
• Magnesiohastingite NaCa₂(Mg,Fe)₄Fe³⁺(Si₆Al₂)O₂₂(OH)₂

Anfiboli alcalini:

• Glaucofane Na₂Mg₃Al₂Si₈O₂₂(OH)₂
• Riebeckite Na₂Fe²⁺Fe³⁺Si₈O₂₂(OH)₂
• Arfvedsonite Na₃Fe²⁺Fe³⁺Si₈O₂₂(OH)₂

Glaucofane e ribeckite costituiscono una seria solida parziale con termini intermedi detti crossiti.
Hanno struttura simile a quella della tremolite e è assai raro che siano presenti come termini puri.

Il glaucofane è un anfibolo caratteristico della facies degli scisti blu eclogiti e marmi di alto grado.
La ribeckite è tipica di rocce ignee alcaline quali sieniti nefelinitiche, sieniti e pegmatiti. La varietà asbesti forme della ribeckite è detta crocidolite ed è il principale minerale per l’estrazione dell’amianto.

L’arfvedsonite è un anfibolo di colore verde intenso simile per distribuzione alla ribeckite. Nell’arfvedsonite il sito A è completamente occupato da Na.

Anfiboli Calcio-sodici:

• Richterite Na(NaCa)Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂

Gli anfiboli calcio-sodici hanno una composizione intermedia tra quella degli anfiboli calcici e quella degli anfiboli alcalini. Le richteriti si distinguono generalmente dagli altri anfiboli per il loro pleocroismo caratteristico (giallo-arancio rosa pallido) e per avere angoli di estinzione e colori di birifrangenza più bassi.
Gli anfiboli richteritici sono comuni in rocce metamorfiche di contatto e in rocce metasomatiche (Skarn).

Anfiboli Ferro-magnesiaci:

• Antofillite Mg₇Si₈O₂₂(OH)₂
• Cummingtonite Mg₇Si₈O₂₂(OH)₂ - Grunerite, Fe₇Si₈O₂₂(OH)₂

L’antofillite, il cui nome deriva dal latino anthophyllum (chiodo di garofano) con allusione al colore scuro, è un anfibolo orto rombico (2/m2/m2/m) comune in rocce metamorfiche derivanti da ultramafiti; può formarsi anche come orlo su pirosseni e olivine in fenomeni di metamorfismo retrogrado.

Cummingtonite e grunerite sono anfiboli monoclini (2/m) e costituiscono una serie solida.
Le distinzioni all’interno di questa serie sono fatte in base al contenuto in Fe e Mg; si parla di cummigtonite se Mg Mg. La cummingtonite è un anfibolo comune in rocce di metamorfismo regionale come le anfiboliti e coesiste con orneblenda e actinolite.
Le gruneriti sono invece tipiche di rocce ferrifere metamorfiche soprattutto della zona del lago superiore (USA) e penisola del Labrador (Canada)
Il nome cummigtonite deriva dalla località cummington in Massachusetts mentre il termine grunerite dal nome del mineralogista statunitense EL Gruner.

Immagine 3: Diagramma classificativo degli Anfiboli. Immagine tratta dalle dispense del prof. Stephen A. Nelson.

Immagine 4: Diagramma riassuntivo delle caratteristiche degli Anfiboli. Immagine tratta dalle dispense del prof. Stephen A. Nelson.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Klein Cornelis: Mineralogia. Zanichelli 2004
• W. A. Deer, R. A. Howie, J. Zussman (1994): Introduzione ai Minerali che costituiscono le rocce. Zanichelli editore.
• Optical Mineralogy : The Nonopaque Minerals by Phillips / Griffen
• E. WM. Heinrich (1956): Microscopic Petrografy. Mcgraw-hill book company,inc
• Stephen. A. Nelson

Foto
Orneblende in un Gabbro ad Orneblenda. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Orneblende in un Gabbro ad Orneblenda. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Orneblende in un Gabbro ad Orneblenda. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Orneblende in un Gabbro ad Orneblenda. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Orneblende in un Gabbro ad Orneblenda. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristallo di Ribeckite in una Sienite a feldspati alcalini. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo di Ribeckite in una Sienite a feldspati alcalini. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo di Ribeckite in una Sienite a feldspati alcalini. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristallo di Ribeckite in una Sienite a feldspati alcalini. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo di Ribeckite in una Sienite a feldspati alcalini. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo di Ribeckite in una Sienite a feldspati alcalini. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)