Wadalite
La wadalite (simbolo IMA: Wdl[6]) è un minerale ed è un raro nesosilicato appartenente all'omonimo gruppo[2] e al supergruppo della mayenite con la composizione chimica idealizzata Ca12Al3+10Si4O32Cl6. Cristallizza nel sistema cristallino cubico con la struttura della mayenite.[7]
| Wadalite | |
|---|---|
 | |
| Classificazione Strunz (ed. 10) | 9.AD.25[1] |
| Formula chimica | Ca12Al10Si4O32[Cl6][2] |
| Proprietà cristallografiche | |
| Gruppo cristallino | monometrico[3] |
| Sistema cristallino | cubico[3] |
| Classe di simmetria | esatetraedrica[3] |
| Parametri di cella | a = 12,001(2) Å, V=1729(1) ų, Z = 4[3] |
| Gruppo puntuale | 4 3m[3] |
| Gruppo spaziale | I43d[3] |
| Proprietà fisiche | |
| Densità misurata | 3,01[3] g/cm³ |
| Densità calcolata | 3,056[3] g/cm³ |
| Colore | incolore[4] |
| Lucentezza | vitrea[5] |
| Striscio | bianco[5] |
| Diffusione | rara |
| Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale | |
L'aspetto è molto simile a quello dell'idrogrossularia alla quale è spesso intimamente associata[8].
Questo minerale è stato anche prodotto artificialmente[9].
Etimologia e storia
modificaDall'inizio del XX secolo, è noto un alluminato di calcio cubico con composizione 5CaO • 3Al2O3.[10] Poiché gli alluminati di calcio sono composti importanti del clinker di cemento, da allora sono stati studiati intensamente.
La struttura di questo composto è stata chiarita nel 1936 da W. Büssem e A. Eitel presso la Società Kaiser Wilhelm per la ricerca sui silicati di Berlino-Dahlem. Nel corso della delucidazione della struttura, hanno corretto la composizione in 12CaO • 7Al2O3.[11]
L'equivalente sintetico della wadalite, un clorosilicato con la struttura 12CaO • 7Al2O3 determinata da Büssem e Eitel, è stato descritto nel 1988,[12] prima che Tsukimura e collaboratori scoprissero il minerale wadalite in uno xenolite skarn di un'andesite a Tadano vicino a Kōriyama nella prefettura di Fukushima, in Giappone,[4]. Descrissero la struttura per analogia con la struttura del granato, e la wadalite fu quindi a lungo assegnata al gruppo del granato.[13] La wadalite prende il nome dal mineralogista giapponese Tsunashirō Wada, il primo direttore generale del Servizio geologico del Giappone, che aveva reso servizi eccezionali alla mineralogia moderna in Giappone.[14]
Nel 1995, Glasser sottolineò ancora una volta le differenze nelle strutture della wadalite e del granato,[15] e le attuali classificazioni classificano il granato e la wadalite in diversi gruppi di minerali.
Negli anni che seguirono, furono trovati altri minerali con la struttura della mayenite, e le definizioni del gruppo e dei minerali furono riviste da E.V. Galuskina e collaboratori.[7][16]
Classificazione
modificaL'attuale classificazione dell'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) colloca la wadalite nel supergruppo della mayenite, dove forma il gruppo wadalite con più di 4 Cl e 2 Si per unità di formula insieme all'adrianite e al suo analogo Fe3+ eltyubyuite.[7]
Poiché la wadalite è stata riconosciuta come minerale indipendente solo nel 1987, non è elencata nell'8ª edizione della sistematica mineraria di Strunz, che è obsoleta dal 1977.
Nella Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß, che è stata rivista e aggiornata l'ultima volta nel 2018 e che si basa ancora su questa vecchia forma della sistematica di Strunz per rispetto dei collezionisti privati e delle collezioni istituzionali, il minerale è stato assegnato al sistema e al minerale nº VIII/A.08-200. In questa Sistematica ciò corrisponde alla classe dei "silicati e germanati" e lì alla sottoclasse "Nesosilicati con gruppi [SiO4]", dove la wadalite insieme ad almandino, andradite, calderite, eltyubyuite, eringaite, goldmanite, grossularia, henritermierite, holtstamite, hutcheonite, hydrougrandite, irinarassite, jeffbenite, katoite, kerimasite, kimzeyite, knorringite, majorite, menzerite-(Y), momoiite, morimotoite, piropo, schorlomite, spessartina, toturite e uvarovite con le quali forma il "Gruppo dei granati" con il Sistema nº VIII/A.08.[17]
Anche la 9ª edizione della sistematica minerale di Strunz, aggiornata l'ultima volta dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) nel 2024,[18] classifica la wadalite nella classe dei "nesosilicati". Questo viene ulteriormente suddiviso in base all'eventuale presenza di altri anioni e alla coordinazione dei cationi coinvolti, in modo che il minerale sia classificato in base alla sua composizione nella suddivisione "Nesosilicati senza anioni aggiuntivi; cationi in coordinazione [6] e/o maggiore" dove, insieme ad almandino, andradite, calderite, goldmanite, grossularia, henritermierite, hibschite, holtstamite, katoite, kimzeyite, knorringite, majorite, momoiite, morimotoite, piropo, schorlomite, spessartina e uvarovite forma il "gruppo del granato" col sistema nº 9.AD.25.[1]
La classificazione dei minerali Dana, utilizzata principalmente nel mondo anglosassone, classifica la wadalite nella classe dei "silicati e germanati" e lì nella sottoclasse dei "minerali nesosilicati". Qui è l'unico membro del gruppo senza nome 51.04.05 all'interno della suddivisione "Nesosilicati: gruppi SiO4 solo con cationi in coordinazione [6] e/o maggiore".
Chimica
modificaLa wadalite con la composizione idealizzata è l'analogo del silicio-cloro della clormayenite , dove e sono le posizioni nella struttura della mayenite.[7]
![{\displaystyle {\ce {^{[X]}Ca_{12}\,^{[T]}(Al_{10}^{3+}Si_4)O_{32}\,^{[W]}Cl_6}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f4c170607d305e4ce45117da63d04d6d9223ba52)
![{\displaystyle \mathrm {(^{[X]}Ca_{12}\,^{[T]}Al_{14}^{3+}O_{32}\,^{[W]}[Cl_{2}\Box _{4}])} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c087d625e8078c69f1a428764c4b640aa558c298)
![{\displaystyle {\ce {[X], [T]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/551a29cbfe8a67d72fda083bf820f82cf0e94d99)
![{\displaystyle {\ce {[W]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/61b558362c0266035d3606395baffcd1092dac44)
La composizione dei cristalli zonati a settori della località tipo differisce leggermente nei settori:[19]
- {21-1}:
- {211}:
![{\displaystyle {\ce {^{[X]}Ca_{12,01}\,^{[T]}(Al^{3+}_{7,88}Fe^{3+}_{0,99}Si_{4,51}Ti_{0,05}Mg_{0,56})O_{32,22}\,^{[W]}Cl_{5,55}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5b4cfa10a8f36c48298aa687075fe59a58eb65ec)
![{\displaystyle {\ce {^{[X]}Ca_{12,05}\,^{[T]}(Al^{3+}_{8,42}Fe^{3+}_{0,85}Si_{4,20}Ti_{0,04}Mg_{0,44})O_{32,19}\,^{[W]}Cl_{5,38}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/16cdb76b3b3860273de91ef062bbf0ca2d4d4123)
La carenza di cloro indica la formazione di cristalli misti con la clormayenite, corrispondente alla reazione di scambio:
- , (clormayenite).[19]
![{\displaystyle \mathrm {^{[T]}Si^{4+}+^{[W]}Cl^{-}=^{[T]}Al^{3+}+^{[W]}\Box } \,\,\,\,\,\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cb2cb166709a201fe0f7fa318770cdcdb940cf7d)
Il contenuto di Fe3+ è determinato dalla mescolanza di eltyubyuite secondo la reazione di scambio:[7][19][20][21]
- (eltyubyuite)
![{\displaystyle {\ce {^{[T]}Al^{3+}= \,^{[T]}Fe^{3+}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2f68a8fbeb73784d644cea875443862f18920b33)
e il contenuto di magnesio insieme all'eccesso di silicio (Si) sono dovuti a una formazione di cristalli misti con l'analogo Mg-Si adrianite corrispondente alla reazione di scambio:[7][20]
![{\displaystyle {\ce {(^{[X]}Ca_{12}\,^{[T]}(Mg_5^{2+}Si^{4+}_9)O_{32}\,^{[W]}Cl^{-}_6)}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8503dad85440345c1d682f01f2b6c6d4390ba22d)
![{\displaystyle {\ce {2\,^{[T]}Al^{3+}= \,^{[T]}Mg^{2+}\,+ \,^{[T]}Si^{4+}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2cf25e48db51523e0e962eeb77f8a4c1fbaf2478)
Un cristallo misto con un'alta percentuale di adrianite è stato rilevato nel meteorite Allende.[22][23]
![{\displaystyle {\ce {(^{[X]}Ca_{12}\,^{[T]}(Al^{3+}_4Mg_3^{2+}Si^{4+}_7)O_{32}\,^{[W]}Cl^{-}_6)}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dd63a73dfb03a0cfe7fc052a6c388f2a7348f7ee)
Abito cristallino
modificaLa wadalite cristallizza con simmetria cubica nel gruppo spaziale I43d (gruppo nº 220) con 2 unità di formula per cella unitaria. Il cristallo misto naturale della località tipo ha il parametro reticolare a = 12,001 Å.[13] Per la wadalite sintetica, è stato misurato a = 11,981 Å.[12]
La struttura è quella della clormayenite. L'alluminio (Al3+) e il silicio (Si4+) occupano le posizioni tetraedriche circondate da 4 ioni ossigeno. Ognuna di queste gabbie è occupata da due ioni calcio (Ca2+) irregolarmente circondati da 6 ossigeni.[11] Nel loro centro tra gli ioni calcio, le gabbie contengono uno ione cloro (Cl-).[7][13] La wadalite è stata trovata sotto forma di grani cristallini fino a 200 µm[8]
Origine e giacitura
modificaLa wadalite forma metamorfismo di contatto negli skarn a bassa pressione e ad alte temperature durante la trasformazione dei silicati di calcio e alluminio da parte di un fluido ricco di cloro.[20][24] Altri ritrovamenti includono clinker di silicato di calce proveniente da cumuli di carbone bruciato e inclusioni di calcio-alluminio nelle condriti.
Skarn
modificaLa località tipo della wadalite è un'inclusione metamorfica di skarn di contatto (xenolite) da un'andesite[3] vicino a Tadano, nei pressi di Kōriyama nella prefettura di Fukushima, in Giappone.[13] La wadalite, insieme a wollastonite, calcite, katoite, andradite, thaumasite, tobermorite e xonotlite, si trova qui nell'area marginale degli xenoliti, al confine con il nucleo di minerali nominalmente anidri (wollastonite, grossularia, andradite, gehlenite e idrossiapatite-hydroxylellestadite-cristalli misti). La wadalite si è formata qui dalla reazione della gehlenite con un fluido ricco di cloro. La zonazione settoriale indica una rapida crescita dei cristalli lontano dall'equilibrio chimico. Con un processo inverso, la wadalite è stata trasformata in katoite dal bordo e lungo le fessure.[19]
Nella miniera La Negra vicino a Maconi (nei pressi di Cadereyta, Messico), la wadalite si trova nella regione di contatto di una diorite con calcare insieme a spurrite e rustumite ed è stata parzialmente convertita in idrogrossulare.[4][24]
Negli xenoliti della leucite-tefrite del vulcano Bellerberg vicino a Ettringen e Mayen nell'Eifel vulcanico in Renania-Palatinato, Germania, la wadalite ricca di ferro si trova insieme a gehlenite, cuspidina, ellestadite, fluorite, ettringite, gesso e reinhardbrownsite.[20]
Altri casi negli skarn sono gli xenoliti calcosilicati della caldera di Chegem nella Repubblica caucasica settentrionale di Cabardino-Balcaria in Russia.[25]
Meteorite
modificaNel meteorite Allende, la wadalite è stata trovata in inclusioni ricche di calcio-alluminio (CAI) insieme a wollastonite, grossularia, monticellite, anortite e åkermanite. Si pensa che la wadalite si sia formata durante la conversione di åkermanite e anortite o grossularia da parte di un fluido contenente cloro.[26]
Clinker pirometamorfico proveniente da scarti di carbone
modificaLa wadalite è stata trovata insieme a kumtyubeite, oldhamite e jasmundite in un nodulo di clinker di silicato di calce proveniente dagli scarti esauriti della miniera di carbone di Kalinin nel bacino del Donbass, in Ucraina.[27]
Cristalli misti di clormayenite-wadalite sono stati rilevati in aggregati granulari di fluorellestadite e cuspidina nel cumulo di scorie della miniera di Baturinskaya-Vostochnaya-1-2.[28]
Un evento simile è il cumulo di sterili bruciati delle miniere di carbone nel bacino carbonifero di Rosice-Oslavany, nel distretto di Brno-venkov nella Repubblica Ceca.[25]
Forma in cui si presenta in natura
modificaLa wadalite è da trasparente a traslucida e sviluppa solo piccoli cristalli lucidi come il vetro, da grigio scuro a nero o da incolori a giallo lime di dimensioni fino a un millimetro. La forma cristallina è dominata dal triacistetraedro {211}.[13][19][20][24]
Note
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- ^ a b Galuskin (2015), p. 99.
- ^ a b c d e f g h i Tsukimura, p. 205
- ^ a b c Kanazawa, p. 413
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Bibliografia
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Altri progetti
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Collegamenti esterni
modifica- (EN) Wadalite Mineral Data, su webmineral.com.
- (EN) Wadalite, su mindat.org.
