Struttura e Classificazione dei Pirosseni

I pirosseni son il gruppo di silicati di Fe-Mg più abbondante e importante nelle rocce ignee e metamorfiche. Il termine pirosseno deriva dalle parole Greche "pyro" (fuoco) e "xeno" (estraneo) e fu coniato da Haüy per descrivere dei cristalli verdi che aveva rinvenuto in molte lave, e che egli riteneva fossero stati accidentalmente inclusi in queste rocce, da cui il nome "erstraneo al fuoco" (estraneo alle rocce ignee).

I pirosseni hanno una struttura costituita gruppi SiO4 legati tra loro a formare lunghe catene; ogni gruppo SiO4 condivide due ossigeni con il gruppo adiacente (Fig.1-2). I pirosseni hanno una formula base XYZ2O6 in cui:

X = Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, Li+ in grandi siti ottaedrici detti M2.
Y = Mg2+, Fe2+, Mn2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Ti4+ in piccoli siti ottaedrici detti M1.
Z = Si4+, Al3+ in coordinazione tetraedrica detti T.

Le catene silicatiche si estendono lungo la direzione c (asse di allungamento dei pirosseni) e ogni catena è unita da siti ottaedrici (siti M1) a formare una struttura detta I-beams (trave a I), vedi Fig.1. Se sezioniamo le catene con un piano ortogonale all’asse c (Fig.2) si può osservare come i siti M1 si formino quando i tetraedri SiO4 si trovano apice-apice, mentre i siti M2, più grossi, si formino quando i tetraedri SiO4 sono posti base-base.

pyroxene(structure).jpg

Fig.1: Catene silicatiche (grigio scuro, siti tetraedrici T) unite da siti ottaedrici M1 (grigio chiaro) e dai grandi siti M2.



pyroxens1.jpg

Fig.2: A) visione schematica della struttura dei pirosseni vista su un piano perpendicolare all’asse c di allungamento. B) Dipendenza tra sfaldatura e strutture I- beams.



I pirosseni naturali sono costituiti da soluzioni solide comprese tra i termini puri ricchi in Mg, Fe2+ e Ca. La variazione composizionale dei pirosseni può essere rappresentata tramite il quadrilatero dei pirosseni (Fig.3). in questo diagramma si hanno tre fondamentali soluzioni solide: Soluzione solida degli ortopirosseni, la soluzione solida della pigeonite e quella dell’augite.

pyroxens2.jpg.jpg

Fig.3: Quadrilatero dei pirosseni.



La serie degli ortopirosseni è caratterizzata da una soluzione solida tra l’iperstene (ricco in Mg) e la ferrosillite (ricca in Fe), si hanno inoltre piccole quantità di calcio. La serie dei clinopirosseni è caratterizzata da una soluzione solida tra diopside (ricco in Mg) e l’edembergite (ricca in Fe). Il termine puro di calcio, detto wollastonite, non è un vero e proprio pirosseno, pur condividendone in parte la struttura, ed è classificato come pirossenoide. I pirosseni possono essere suddivisi in vari gruppi in base alle caratteristiche cristallografiche e chimiche:

Clinopirosseni: sono pirosseni monoclini ricchi in Ca e Na e comprendono augite, diopside, pigeonite, edenbergite, aegirina, jadeite e omfacite.
Ortopirosseni: sono pirosseni ortorombici poveri in Ca e ricchi in Fe e M e variano dal termine ricco in Mg enstatite al termine ricco in Fe ferrosillite.

Bibliografia



Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• 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