Piropo

Piropo
Granato, Madagascar.JPG
Piropo dal Madagascar
Generale e classificazione
altri nomi

Granato boemo

formula chimica Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3
Classe minerale
(e possibilmente dipartimento) 		Silicati insulari (nesosilicati)
Sistema n. a Strunz
e a Dana 		9.AD.25 ( 8 ° edizione : VIII / A.08)
51.04.03a.01
Minerali simili altri granati, spinello , rubino
Dati cristallografici
Sistema cristallino cubo
Classe di cristallo ; simbolo esakisottaedrico cubico; 4 / m  3  2 / m
Gruppo spaziale Ia 3 d (n. 230)Modello: gruppo di ambienti / 230
Parametri reticolari a  = 11,459  Å
Unità formula Z  = 8
Frequenti facce di cristallo Dodecaedro rombico {110}
Proprietà fisiche
Durezza di Mohs Da 7 a 7.5
Densità (g / cm 3 ) misurato: 3.582; calcolato: 3.5591
Scollatura no
Pausa ; Tenacia simile a un guscio, scheggiato
colore nero-rosso, rosso porpora, rosso sangue, rosso arancio, rosa, incolore
Colore della linea bianca
trasparenza trasparente a traslucido
brillare Lucentezza del vetro
Ottica di cristallo
Indice di rifrazione n  = 1,714
Birifrangenza nessuno, spesso debolmente birifrangente con estinzione non rilevabile

Il minerale piropo (dal greco pyropos "ardente") è un silicato insulare del gruppo granato e ha la composizione chimica Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 .

Il minerale cristallizza nel sistema cubico , spesso in grani (arrotondati). Si verifica anche in aggregati. Piropo puro z. B. dalla lavagna bianca del massiccio del Dora Maira è incolore. Incorporando il ferro (Fe 2+ ) al posto del magnesio (Mg), il colore del piropo varia dal rosa al rosso sangue e al rosso-nero, spesso con una sfumatura di marrone.

Etimologia e storia

Una delle prime menzioni di granate come gemma può essere trovata nella Bibbia nel Libro dell'Esodo, 28.18 UE come una pietra sul pettorale del sommo sacerdote Aaron. Nella sua opera Naturalis historia nel libro 35, capitolo 25, Plinio il Vecchio ha riassunto un certo numero di minerali rossi sotto il termine carbunculus , inclusi i granati. Un'ulteriore differenziazione di questo gruppo in tre sottogruppi (rubino, spinello e granato) fu fatta da Alberto Magno intorno al 1250 nella sua opera De mineralinus et rebus metallicus . L'attuale nome Pyrop deriva dal greco pyropos "dall'aspetto ardente", che allude al colore rosso.

Nel XVIII secolo, un'ampia varietà di minerali veniva chiamata granato in base alle loro caratteristiche esterne (principalmente forma cristallina), tra cui B. anche leucite . Ciò è cambiato quando sono iniziate le analisi chimiche sistematiche dei minerali. Nel corso di queste indagini, nel 1797 , Martin Heinrich Klaproth fu il primo a determinare la composizione di un piropo noto all'epoca come "granato boemo".

Georg Menzer chiarì la struttura cristallina della granata nel 1929 e Loring Coes junior riuscì a sintetizzare il piropo puro a 30.000 bar e 900 ° C a metà degli anni '50 con presse ad alta pressione di nuova concezione della Norton Company ( Massachusetts , USA). I piropi sintetici del laboratorio di Coe furono usati da Skinner nel 1956 per determinare le proprietà fisiche (costante reticolare, indice di rifrazione, densità) del piropo puro, e Anna e J. Zemann cinque anni dopo per il primo affinamento strutturale del piropo.

classificazione

La classificazione strutturale della Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) è uno dei pyrope a Garnet supergruppo, dove insieme almandine , Andradite , Calderit , Eringait , Goldmanit , Grossularia , Knorringit , Morimotoit , majorite , Menzerit- (Y) , Momoiit , Rubinit , Spessartine e Uvarowite formano il gruppo granato con 12 cariche positive sulla posizione reticolare coordinata tetraedrica .

Nel frattempo obsoleta, ma ancora in uso, l' ottava edizione della classificazione dei minerali di Strunz di piropo apparteneva al dipartimento dei "silicati dell'isola (nesosilicati)" dove ha collaborato con almandino, Andradite, Calderit, Goldmanit, Grossular, Henritermierit , Hibschite , Holtstamit , Hydrougrandit , Katoit , Kimzeyit , Knorringit, Majorit, Morimotoit, Pyrope , Schorlomit , Spessartin, Uwarowit, Wadalit e Yamatoit (screditato perché identico a Momoiite) il "Garnet Group" con il sistema n. VIII / A.08 .

La nona edizione della sistematica minerale di Strunz , in vigore dal 2001 e utilizzata dall'International Mineralogical Association (IMA), classifica anche il piropo nella categoria dei "silicati insulari (nesosilicati)". Tuttavia, questo viene ulteriormente suddiviso in base alla possibile presenza di ulteriori anioni e al coordinamento dei cationi coinvolti , in modo che il minerale venga classificato in base alla sua composizione nella sottosezione “Silicati insulari senza ulteriori anioni; Cationi in ottaedri [6] e di solito una maggiore coordinazione "possono essere trovati dove si trova insieme ad almandino, andradite, calderite, goldmanite, grossular, henritermierite, holtstamite, katoite, kimzeyite, knorringite, majorite, momoiite, morimotoite, schorlomite, spessartine e uwarowite il "gruppo granato" con il sistema no. 9.AD.25 moduli. In questo gruppo sono stati inclusi anche i composti granato blythite, hibschite, idroandradite e skiagite, che non sono più considerati minerali. A quel tempo, la wadalite era ancora raggruppata con le granate, si è rivelata strutturalmente diversa ed è ora assegnata a un gruppo separato con cloromayenite e fluoromayenite . I granati irinarassite , hutcheonite , kerimasite , toturite , menzerite (Y) e eringaite descritto dopo il 2001 sarebbero state classificate nel gruppo granato.

La sistematica dei minerali secondo Dana , utilizzata principalmente nell'area anglofona , classifica anche il piropo nella categoria dei " minerali silicati insulari". Eccolo insieme ad almandino, spessartina, knorringite, majorite e calderite nel "gruppo granato (serie piralspite)" con il sistema n. 51.04.03a si trova nella sottosezione " Silicati isolani: gruppi SiO 4 solo con cationi in [6] e> [6] coordinazione ".

Chemismo

Piropo con la composizione idealizzata [X] Mg 2+ 3 [Y] Al 3+ [Z] Si 3 O 12 è l' analogo del magnesio di almandino ( [X] Fe 2+ 3 [Y] Al [Z] Si 3 O) 12 ) e forma cristalli misti con le altre granate di alluminio almandino, spessartina e grossular, secondo le reazioni di scambio

  • [X] Mg 2+ = [X] Fe 2+ (almandino)
  • [X] Mg 2+ = [X] Mn 2+ (Spessartina)
  • [X] Mg 2+ = [X] Ca 2+ (grossolare)

Con un'eccezione, vi è una miscibilità illimitata con tutti i collegamenti terminali in granato di alluminio, almeno a temperature geologicamente rilevanti. Nella serie di miscele Pyrope - Grossular vi è un gap di miscibilità a temperature inferiori a circa 600 ° C e 25-30% molare lordo.

Sulla posizione Y ottaedrica, Al 3+ può essere sostituito da Cr 3+ secondo la reazione di scambio

  • [Y] Al 3+ = [Y] Cr 3+ (knorringite)

Sotto le alte pressioni e temperature del mantello terrestre, Al 3+ in posizione Y viene sostituito da magnesio e silicio, secondo la reazione di scambio

  • 2 [Y] Al 3+ = [Y] Mg 2+ + [Y] Si 4+ (maggioranza)

I piropi di questa serie con una maggioranza superiore al ~ 25% in moli sono tetragonali .

Struttura di cristallo

Pyrope cristallizza con simmetria cubica nel gruppo spaziale Ia 3 d (gruppo spaziale n. 230) e 8 unità di formula per cella unitaria . Esistono numerose disposizioni per la lunghezza del bordo della cella unitaria cubica sia di cristalli misti naturali che di piropi sintetici. Per il terminale piropo puro il parametro reticolare z. B. dato con a  = 11,459 Å, a  = 11,452 Å o a  = 11,450 Å per un piropo naturale dell'ardesia bianca della regione di Dora Meira (Italia).Modello: gruppo di ambienti / 230

La struttura è quella del granato . Il magnesio (Mg 2+ ) occupa la posizione X , che è circondata dodecaedrica da 8 ioni di ossigeno. Questa posizione è abbastanza grande per il piccolo ione magnesio, che effettua una chiara oscillazione asimmetrica attorno al centro della posizione. L'alluminio (Al 3+ ) occupa la posizione Y, che è circondata da 6 ioni ossigeno in modo ottaedrico, e la posizione Z , che è circondata da 4 ioni ossigeno in modo ottaedrico, è occupata esclusivamente dal silicio (Si 4+ ) .

proprietà

Ciò che colpisce rispetto ad altri silicati di magnesio è la durezza relativamente elevata (7 - 7,5) e l'elevato peso specifico di 3,5 - 3,6 g / cm 3 . Per confronto: Forsterite (Mg 2 SiO 4 ), anche durezza 7, ha una densità di 3,3 g / cm 3 e l' enstatite (MgSiO 3 ) ha solo una durezza di 5–6 e una densità di 3,2 g / cm 3 .

I piropi naturali mostrano spesso una birifrangenza debole e irregolarmente torbida , che è attribuita alle sollecitazioni del reticolo.

Il piropo chimicamente puro è incolore. I piropi naturali sono solitamente da rosso-arancio a rosso porpora e rosso-violetto o da verde a blu a causa del basso contenuto di ferro (Fe 2+ ), manganese (Mn 2+ ), cromo (Cr 3+ ) e vanadio ( V 3+ ).

Il colore causato dal cromo dipende in gran parte dal contenuto di cromo nel granato. Un basso contenuto di cromo porta ad un colore rosso vino che, con l'aumentare del contenuto di cromo, cambia da grigio a verde scuro. Ciò è causato da un cambiamento nella natura dei legami cromo-ossigeno. La porzione covalente dei legami diminuisce con l'aumentare del contenuto di cromo, il che porta a uno spostamento delle lunghezze d'onda della luce assorbita e, infine, a un cambiamento di colore. Inoltre, i piropi colorati da cromo o vanadio mostrano altri effetti cromatici insoliti.

Effetto termocromatico

Il piropo di colore rosso violaceo, ricco di cromo, proveniente da Koherab , Namibia , cambia il suo colore in verde quando viene riscaldato da ~ 400 ° C, per essere visto in cortometraggi sulle pagine di mineralogia del California Institute of Technology .

Effetto alessandrite : il colore cambia a seconda dell'illuminazione

I piropi con più del 3% in peso di Cr 2 O 3 mostrano un cambiamento di colore per l'occhio umano da blu-verde alla luce del giorno a rosso vino alla luce di lampade a incandescenza o lume di candela.

I cristalli misti piropo-spessartina possono mostrare un cambiamento di colore anche con livelli molto bassi di cromo o vanadio. I piropi ricchi di Spessartine della Tanzania mostrano un cambiamento di colore dal blu-verde al rosso. Bassi livelli di almandine o piombo grossularia ad una variazione maggiore nei colori osservati. I piropi blu-verdi provenienti da un deposito vicino a Bekily, in Madagascar , appaiono blu-verdi alla luce del giorno e rosa quando sono incandescenti oa lume di candela.

Istruzione e sedi

Il piropo si trova in particolare nelle rocce ultramafiche come serpentiniti , peridotiti o kimberliti , anche secondariamente in sabbie, ghiaia e saponi .

I depositi più importanti di piropo si trovano in Europa nella Repubblica Ceca (Bohemian Central Mountains), in Sud Africa soprattutto vicino al Kimberley e in Tanzania, in Australia e negli USA (Arizona). Un altro sito importante è nella città di Martiniana Po in Italia .

uso

Il piropo era particolarmente apprezzato come gemma nel XVIII e XIX secolo ("granato boemo").

letteratura

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link internet

Commons : Pyrope  - raccolta di immagini, video e file audio

Prove individuali

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