Briciole di Scienza 2022-23

Lezioni fatte in PRESENZA  con calendario 4-11-18-25 Novembre   2 Dicembre 2022
Programma: Astronomia Mineralogia Biologia Da dove viene il Calcio delle nostre ossa, da dove il Ferro dell’emoglobina ? E il Silicio delle pietre dei nostri gioielli ? Risposta unica : dalle stelle esplose durante la vita dell’Universo. Ripercorreremo il Sistema Periodico degli elementi e le sue tappe di formazione. Ci soffermeremo soprattutto sui minerali e in particolare sulle gemme per imparare a riconoscerli ed eventualmente sfruttarne le proprietà benefiche sull’uomo.

L’origine degli elementi chimici

“Mi sono sempre chiesto da dove veniamo. Fin da bambino volevo sapere da dove venivano gli elementi: il calcio nelle mie ossa, il carbonio nei miei muscoli e il ferro nel mio sangue. Ho scoperto che questi si sono formati all'inizio dell'Universo, grazie alla prima generazione di stelle.” Jorryt Malthee è poi diventato un famoso astronomo, pHd Leiden University.  Anche noi ci siamo posti domande simili.

I minerali di cui parleremo, così come tutto ciò che ci circonda, deriva dalla storia evolutiva delle stelle. 

Per seguire le prossime righe è bene tenere d’occhio la tavola periodica degli elementi (pagina seguente)*.

La genesi di tutti gli elementi presenti in natura si può ricondurre a due fasi. La storia inizia 13.10⁹  anni fa.

I fase Nucleosintesi primordiale, passaggio da pura energia a materia, con gli elementi “più leggeri” H e He.

II fase Nucleosintesi stellare, nascita delle stelle e completamento del sistema periodico degli elementi.

La fase I si riferisce al processo di formazione dei primi elementi  a partire dal big bang, punto d’inizio dello spazio e del tempo.  Un attimo dopo, lo spazio che circondava quel punto si è riempito di energia avente temperatura e densità infinite. Tutto era illuminato da questa energia  e la sua enorme potenza impedì a qualsiasi particella di formarsi. Ci sono voluti 100 secondi affinché la temperatura scendesse a valori più abbordabili (1.000.000.000.000 K) e si potessero formare i primi e più semplici elementi, l’idrogeno H e l’elio He.   In quel momento l’universo aveva un diametro di 1000 miliardi di Km e la sua composizione era per il 75% idrogeno e per il  25% elio.  

I due gas non erano distribuiti uniformemente nello spazio e per questo solo nelle zone ricche di H e He si sono potute formare ed evolvere le galassie. All’interno di queste aree moti turbolenti e vorticosi hanno concentrato H e He in masse via via più grandi generando sfere gassose dai diametri impressionanti. Questa ulteriore concentrazione di H ed He ha portato alla formazione delle stelle (fase II). La stella nasce perché nel nucleo di queste sfere gassose si raggiungono condizioni di temperatura e pressione  tali per cui i protoni sono costretti a superare la reciproca repulsione fino a compenetrarsi dando inizio alle reazioni di fusione nucleare. L’enorme quantità di energia rilasciata genera una forza di espansione che compensa quella di compressione dovuta alla forza gravità.  La stella durante la sua vita si trova in equilibrio dinamico tra l’energia dovuta alla reazione termonucleare (forza centrifuga orientata verso la superficie) e la gravità (forza centripeta orientata verso il centro della stella). La vita di una stella è una continua espansione e contrazione, quasi un respiro! La reazione termonucleare trasforma H in He elemento molto stabile. Via via che la quantità di H si riduce, la forza di gravità prevale sulla nucleare e  il nucleo comincia a contrarsi con conseguente aumento di temperatura e pressione. Questo determina un’espansione degli strati gassosi esterni e la stella diventa una gigante rossa. Quando l’H nel nucleo termina, la reazione termonucleare si sposta su strati più superficiali interessando però solo gli atomi di He. Qui la fusione continua con He che dà origine al berillio, poi a ¹²C elemento molto stabile e molto reattivo (ecco il presupposto per la nascita della vita: diciamo ciò conoscendo già l’evoluzione della storia!) e infine a ¹⁶O. A questo punto ci sono due possibilità di stadi finali di una stella. Per le stelle più piccole, la temperatura raggiunta nel nucleo non è abbastanza alta per ulteriori reazioni. Il nucleo della stella continuerà a contrarsi e la stella collasserà fino a divenire un corpo con dimensioni simili a quelle della Terra, ma con densità elevatissima (circa 10⁹ g/cm³).  Queste stelle sono chiamate nane bianche.

Per stelle più massicce con massa 10 volte quella del Sole, il nucleo continua a contrarsi e la temperatura a salire. Quando si raggiungono valori molto alti (temperatura 5x10⁸ K e densità 5x10⁵ g/cm³) gli atomi di carbonio fondono per formare nuclei più pesanti come Mg e Al.  A 10⁹ K i nuclei di ossigeno cominciano a fondere producendo ²⁸Si (la forma più abbondante, il 92% del totale Si) e  l’isotopo ³²Si. A valori ancora più alti inizia un nuovo processo che determina la formazione di nuclei di ferro; Fe-56 (la forma più abbondante, anch’essa il 92% del totale Fe) è l’ultimo isotopo che viene creato dalla nucleosintesi in quanto è uno degli isotopi più stabili dell’Universo. Si genera una struttura a strati dove il più esterno è composto da idrogeno ed elio, mentre quelli più interni sono progressivamente più pesanti: il nucleo è composto da ferro. L’accumulo degli elementi del gruppo del ferro nel nucleo porta a una condizione catastrofica. La mancanza di altre possibili reazioni di fusione porta all’annullamento della forza centrifuga in seno alla stella, quindi viene meno la stabilizzazione dell’energia nucleare, le forze gravitazionali causano quindi il collasso del nucleo. L’implosione avviene in tempi molto brevi (secondi), con densità della materia nucleare assai elevata (10⁸ g/cm³) e temperatura ben oltre i 10⁹ K nel centro del nucleo. Qui avviene la rottura dei nuclei di ferro con reazioni di fotodisintegrazione (l’inverso della fusione nucleare), mentre protoni ed elettroni si fondono generando un gran numero di neutroni e neutrini. I neutrini sono molto leggeri ed energetici e vengono irraggiati fuori dalla stella. I neutroni non hanno carica elettrica quindi possono interagire con la materia nucleare presente senza subire repulsione tra omologhi e formano nuovi elementi più pesanti. Si raggiungono temperature e pressioni tali che un’enorme onda d’urto porta all’esplosione della stella e di conseguenza la formazione di una supernova. Durante l’esplosione gli atomi si scontrano a velocità altissime e si possono formare tutti gli elementi naturali mancanti fino a Uranio. La supernova emette i materiali nucleari nello spazio interstellare dove temperatura e densità sono molto più basse. La quantità di luce emessa è tale da eclissare la galassia che ospita la stella per giorni o settimane (SN185 e SN1054 osservate dai Cinesi e SN1604 osservata da Keplero). A questo punto tutti gli elementi in natura sono presenti. La quantità di elementi che vengono rilasciati nello spazio è enorme. Nel 1983 W. Fowler ricevette il Premio Nobel per la fisica per i suoi studi teorici e sperimentali sulle reazioni nucleari importanti nella formazione degli elementi chimici nell’universo.  

In estrema sintesi

- come conseguenza del Big Bang si sono formati gli elementi primordiali H e He (nucleosintesi primordiale)

- le prime stelle dell’universo si sono formate per trasformazione di soli gas, f H a He (nucleosintesi stellare), Erano stelle enormi esplose come supernove dopo appena 2milioni di anni; le stelle delle generazioni successive sono formate da gas e polveri (gas H e He e polveri costituite dagli elementi pesanti formati durante le esplosioni di supernove); il nostro sole è tra queste

• l’origine dell’uomo non sarebbe potuta avvenire da stelle di prima generazione ma solo da quelle successive 
• i nostri gioielli e i minerali che studieremo non si sarebbero formati senza le varie fasi di vita delle stelle e non sarebbero giunti fino a noi senza l’esplosione di supernove!

                                                                 

*La tavola periodica degli elementi è lo schema con cui sono ordinati gli elementi chimici (intorno a 100) sulla base del numero atomico crescente Z. La tavola è stata ideata dal chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev nel 1869. A ogni numero atomico corrisponde un diverso elemento chimico.  Si va dagli elementi più leggeri come H con Z=1 e He con Z=2, a elementi pesanti come l’Uranio (U) con Z=92 e ad altri fino a Z=118. Il numero atomico Z è detto anche numero protonico e corrisponde al numero di protoni contenuti nel nucleo atomico. In un atomo neutro il numero atomico è pari anche al numero di elettroni.  Terza particella da conoscere oltre a protone (+) ed elettrone (-), è il neutrone presente nel nucleo generalmente con stesso numero e stessa massa del protone e senza carica.  Se lo stesso elemento si configura in più modi, ossia con numeri diversi di neutroni, si dice che presenta isotopi. I diversi isotopi differiscono fra loro per il diverso numero di massa, indicato con A, scritto a fianco del simbolo chimico  (es  ³²S  o Si-32  significa che l’isotopo del Silicio, Z=14, ha numero di massa A=32, quindi ha 14 protoni e 18 neutroni). Il numero di massa A è dato dalla somma del numero di protoni e neutroni. Il numero di massa A è sempre un numero intero come pure il numero atomico Z. Il peso atomico o massa atomica relativa è la media tra i pesi dei vari isotopi, quindi è generalmente decimale.

                                 

La tavola periodica degli elementi è costituita da METALLI (chiari), METALLOIDI (scuri), NON METALLI (intermedi).

I METALLI sono il 75% degli elementi, generalmente solidi, hanno aspetto lucido, alta densità, alti punti di fusione, forte conduttività elettrica e di calore, sono sonori, duttili e malleabili, molto reattivi, si ossidano, occupano il lato sinistro e basso della tabella, sono di natura elettropositiva perché tendono a perdere elettroni comportandosi da agenti riducenti.                                                        

I METALLOIDI sono i sei di colore più scuro in tabella, hanno proprietà intermedie, tra loro ci sono i semiconduttori Si, Ge.                                                 I NON METALLI occupano il lato destro della tabella, sono opachi, solidi, liquidi o gassosi, fragili, non duttili, non malleabili, cattivi conduttori, trasparenti se ridotti in foglio sottile, sono elettronegativi perché tendono a catturare elettroni comportandosi da agenti ossidanti.                                                                                                                                                                                                       Gli elementi più abbondanti della litosfera (99%) sono: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K,Mg. L’H segue al decimo posto. Nel mondo organico (oltre a C, H, O) i più presenti sono N, P, S e in tutto si arriva a circa 60 elementi.

Cosa sono i minerali

Il mondo intorno a noi suole essere diviso in biologico o organico costituito da animali e vegetali (ricordiamo che la Chimica Organica è la chimica dei composti del Carbonio), e inorganico costituito dalle rocce che altro non sono che associazioni di minerali, composte prevalentemente da Silicio.

Elenchiamo alcune delle caratteristiche di un corpo per chiamarsi minerale.

- Naturale, cioè formatosi spontaneamente in natura (le sostanze di sintesi non sono considerate minerali)

- Inorganico (può esserci origine organica, ma seguita da processi naturali come nel caso della calcite)

- Con composizione chimica definita o variabile entro certi limiti

• Stato solido a temperatura ambiente (con l’eccezione del mercurio che è liquido a temperatura ambiente)
• Struttura cristallina cioè con atomi e molecole disposti in strutture ordinate nello spazio. Un cristallo si forma se c’è spazio sufficiente, se non c’è osserveremo deformità o aspetti non comuni.

In natura si trovano corpi rocciosi che a prima vista possono sembrare minerali ma nella realtà mancano di struttura cristallina definita per cui sono chiamati amorfi; ne sono esempio l’ossidiana e l’opale. Anch’essi saranno considerati in questa trattazione.

La composizione chimica può variare da un singolo elemento (minerali nativi) a molecole complesse come ossidi e sali. Dato che silicio e ossigeno costituiscono i tre quarti della crosta terrestre, i minerali più comuni sono silicati e compongono il 90% della crosta.

La distinzione tra rocce e minerali: le rocce sono aggregati di minerali disposti anche in modo disordinato, mentre i minerali sono i singoli costituenti delle rocce, ognuno di essi ha una struttura cristallina ordinata.

Minerali 

Ci soffermeremo sui minerali più comuni, in particolare su quelli usati come gemme.

Per un riconoscimento amatoriale non è necessario ricorrere a un’analisi rigorosa. Se il nostro minerale presenta macrocristalli possiamo fare una ricognizione della forma esterna (abito cristallino) per poi esaminare altre proprietà chimico-fisiche caratterizzanti come la reazione agli acidi, la durezza, la lucentezza, il colore, la tenacità, la sfaldatura, la frattura…

Proprietà chimiche

-Effervescenza dei carbonati: trattando con HCl, acido forte, i minerali costituiti da carbonati (sali dell’acido carbonico, acido debole) si producono cloruri e si libera CO₂ producendo effervescenza. E’ così che possiamo distinguere carbonati da silicati.

Proprietà fisiche

Lo stato cristallino viene definito come quello avente una disposizione di atomi che si succedono in maniera identica in rapporto di circa 100 milioni per centimetro.

Esamineremo l’abito cristallino o aspetto complessivo di un cristallo che può essere cubico, prismatico esagonale, ottaedrico, colonnare, tabulare, foliato, mammellonare, aciculare… Mostrare: pirite, quarzo, tormalina, acquamarina, diamante, rosa del deserto, topazio,  mica, ematite, rutilo.

Proprietà fisiche di tipo coesivo:

-  punto di solidificazione è la temperatura di passaggio tra stato liquido e stato solido

- durezza è la resistenza che un minerale oppone all’incisione. Si utilizza la scala di Mohs che è costituita da una serie di dieci minerali disposti in ordine di durezza crescente. In questo modo ciascun minerale scalfisce il precedente ed è scalfito dal successivo. Empiricamente si ricorre alla rigabilità: unghia 2,2; moneta di rame 3,2; coltellino 5,1; vetro 5,5; punta di acciaio 6,5; porcellana ruvida 7.

- peso specifico (Ps) è il peso dell’unità di volume. In genere i minerali vengono definiti:

 leggerissimi, peso specifico inferiore a 2 (opale, turchese, borace, avorio, ambra)
 leggeri, peso specifico tra 2 e 3 (smeraldo, quarzo, calcite, turchese, lapislazzuli, organici come corallo, perla)
 pesanti, valori tra 3 e 5 (giada, tormalina, topazio, zircone, diamante, malachite, olivina, corindoni)
 molto pesanti, quelli con valori compresi tra 5 e 10 (pirite, ematite, rame nativo)
 pesantissimi, quelli con valori superiori a 10 (uranite, argento nativo, mercurio, oro, e  platino con Ps 21.4)
Si va dai minerali più leggeri come carbonati, solfati, fosfati, alogenuri, minerali contenenti abbondanti quantità d’acqua e quelli costituiti da silice, mentre sono pesanti, molto pesanti e pesantissimi i minerali metalliferi.

- frattura rottura in pezzi con superfici irregolari, se concoide ha superfici a nicchie e convessità

-sfaldatura capacità di dividersi secondo piani determinati che sono spia delle strutture cristalline, ma non tutti i minerali si sfaldano (esempio quarzo e tormalina). 

Di questa proprietà si tiene conto per la lavorazione delle gemme (prima dicotomia: cabochon o faccette).

Proprietà ottiche:

- lucentezza, si descrive con aggettivi derivanti dalla comparazione con sostanze note: metallica, sericea, adamantina, grassa, resinosa, porcellanacea…

- colore, dovuto a composizione chimica propria (malachite e azzurrite) tipico dei minerali idiocromatici, o dovuto a presenza di impurità (quarzo ialino, rosa…) caratteristica dei minerali allocromatici. La polvere prodotta dal minerale incidendo su un pezzo di porcellana dà come risultato uno striscio il cui colore è indicativo per la diagnosi. 

NB: la polvere degli allocromatici è sempre bianca. I metalli possono avere strisci differenti dal colore dell’abito. 

NNB: da sempre si sono cambiati i colori naturali delle pietre sottoponendole a un trattamento termico (modifica concessa nel mondo gemmologico), e più recentemente mediante radiazioni radio, X o gamma: modifiche concesse solo se dichiarate!

-trasparenza e opacità sono relative a rifrangenza o riflettenza di un campione.

Le gemme trasparenti secondo la società gemmologica americana devono essere caratterizzate da 4C (Carat cioè peso, Cut cioè taglio, Clarity cioè limpidezza, Colour cioè colore) a cui viene collegato il valore commerciale. Ricordiamo l’importanza del taglio che deve essere fatto con maestria seguendo la struttura cristallina e ottimizzando riflessione e rifrazione. 

Proprietà ottiche particolari sono 

l’asterismo dovuto alla presenza di un fitto reticolato di sottilissimi aghi di rutilo (ossido di titanio) orientati con angoli a 60° e incrociati, le gemme tagliate a cabochon seguendo tecniche particolari presentano una stella a sei bracci che, cambiando la posizione sotto la luce, si sposta mantenendo il suo centro. 

il gatteggiamento se le inclusioni aghiformi seguono un asse unico 

la fluorescenza ossia emissione temporanea di radiazioni di diversi colori se il minerale è sottoposto a raggi ultravioletti

la birifrangenza o doppia rifrazione se un raggio di luce penetra in una pietra dotata di birifrangenza si scinde in due raggi. A causa di questo fenomeno qualsiasi oggetto osservato attraverso il cristallo appare lievemente sdoppiato.

Proprietà elettriche: 

- elettrostaticità (zolfo, topazio, ambra)  

- piezoelettricità, caratteristica di quarzo e tormalina, è la capacità di polarizzarsi caricandosi di segno opposto ai due estremi del cristallo costituendo delle pile naturali, proprietà usata per misura del tempo e nelle accensioni, cucine a gas.

Proprietà magnetiche: capacità di attrarre pezzi di ferro. Esempio magnetite.

Le gemme non sono altro che minerali con qualità estetiche riconosciute e apprezzate dal mercato mondiale e per questo legate al concetto di preziosità (la classificazione segue una scala di durezza decrescente): 

preziose: diamante, rubino, zaffiro, smeraldo, acquamarina                                                                                  

semipreziose: trasparenti topazio, tormalina, granato, crisolito;

non trasparenti opale, lapislazzuli

dure: quarzo, calcedonio

ornamentali: malachite, rodocrosite.

Tra le gemme non trasparenti le più preziose sono lapislazzuli, turchese, opale, giada, ma solo se di ottima qualità.

Sono considerate gemme alcune sostanze organiche come corallo, perle, ambra, jet, e sostanze amorfe come l’ossidiana.

Le pietre sintetiche non sono considerati minerali, perché a differenza dei minerali non sono naturali: hanno la stessa formula, per generarli si usano crogioli di platino a alte pressioni e temperature di 1200°, si pongono cristalli “seme” in un solvente, si lasciano circa tredici mesi diminuendo pian piano la temperatura.  Questo metodo è ancora oggi il migliore per ottenere cristalli di rubino sintetico usato per gli orologi con caratteristiche chimiche, fisiche e ottiche del tutto simili a quelli naturali. Altro metodo è quello di far colare goccia a goccia il materiale dall’alto in un forno, con un procedimento che ricorda la formazione delle stalagmiti (metodo Verneuil). Può essere difficile alla fine distinguere pietre naturali dai corrispettivi sintetici. Discriminante è la presenza di difetti in quelli naturali e assenza in quelli artificiali, in quanto durante la risalita dei magmi un composto naturale trascina con sé elementi che incontra e li ingloba inquinando la sua purezza. Ciò non può accadere al corrispettivo artificiale che nella soluzione ha solo i componenti previsti.

GENESI MINERALI Mi= genesi magmatica intrusiva Me=m effusiva S=sedimentaria M=magmatica;T=trasparente

• MAGMATICA INTRUSIVA (Mi), 90% dei minerali si forma con questo tipo di GENESI 

-fase ortomagmatica: Mb, Cr, Pt, Ni,Ti, graniti, silicati di Fe e Mg

-fase pegmatitica-pneumatolitica: QUARZI, SMERALDO, TORMALINA, TOPAZIO, Cu,Ag,Au,Pb,Zn,Co,Ni,Hg,Fe; fluoruri, cloruri, ossidi, ematite, PIRITE, FLUORITE, blenda ZnS, cassiterite SnO₂, galena PbS

MiT QUARZO (SiO₂) in macrocristalli Durezza 7; Quarzo IALINO= cristallo di rocca, con o senza inclusioni di Rutilo(TiO₂), Q. ROSA con manganese/Q. AMETISTA con ferro/ Q. CITRINO/  Q. FUME’ con elementi radioattivi/

MiT BERILLO silicato Be e Al, d=7.5-8, sistema esagonale, acquamarina, smeraldo(I) con Cr, morganite (rosa)

MiT TORMALINA borosilicato Na, Al, Fe, durezza 7.5-8, policromo, rosso=rubellite, nero, in cristalli spesso zonati

Mi T TOPAZIO silicato Al, durezza 8, Ps3.5 alto come il diamante,  cristalli rombici, vari colori

MiT ZIRCONE Zr Si O₄, durezza 7, vari colori: bianco, rosso, arancione (+ pregio), azzurro; molto sensibile a t°

Mi ARGENTO Ag  nativo e galena argentifera PbS + Ag, dove compare in buone percentuali

Mi ORO Au nativo, inalterabile all’aria e inattaccabile dagli acidi e dalle basi, riferimento monetario fin dal 1700

Mi EMATITE Fe₂O₃ nero lucente, se polverizzata si ossida e diventa ocra rossa; (la LIMONITE, gialla, aggregato di ossidi e idrossidi di ferro è detta anche ocra gialla e si forma con genesi sedimentaria nel cappellaccio)

Mi PIRITE FeS₂ cristalli cubici neri lucenti Ps 5; MARCASITE, più friabile, nei gioielli ‘800 

Mi T FLUORITE CaF₂ limpida bianca o policroma, caratterizzata da fluorescenza ai raggi ultravioletti; Ps 3,2

-fase idrotermale: feldspati, pietra di luna, quarzo microcristallino, rodocrosite 

Mi PIETRA DI LUNA = ADULARIA prevalentemente K feldspato; con adularescenza: disposizione in lamelle parallele dei feldspati di K e Na che cristallizzano l'uno di seguito all’altro a causa delle diverse temperature

Mi QUARZO (SiO₂)  microcristallino o criptocristallino, Durezza 7 CALCEDONIO quarzo fibroso criptocristallino intrecciato con matrice amorfa: azzurro, rosso, nero, bianco/ AGATA calcedonio zonato in geodi o in cavità (da ricordare agata dendritica o muschiata con MnO₂)/ CORNIOLA calcedonio con Fe, arancio per finissima ematite, usato per sigilli; ONICE prevalentemente bianco nero zonato/ OCCHIO DI TIGRE calcedonio con fibre parallele gialle di limonite FeOOH, lucentezza sericea/ AVVENTURINA verde bottiglia, calcedonio trasparente con numerose lamelle di mica verde (avventurinamento)

Mi RODOCROSITE  MnCO₃  rosa con dendriti di pirolusite MnO_2, formazioni a felce di natura chimica non fossile

• MAGMATICA EFFUSIVA (Me) lava microcristallina o vetri amorfi, rari macrocristalli solo per sublimazione

Me ZOLFO S nativo, cristalli in forma monoclina, giallo, lucentezza resinosa-grassa, leggero, fragile, durezza 2

 V OSSIDIANA vetro vulcanico amorfo composto di Si, Fe, Al, C, Ca, K, Na con effetti cromatici diversivi Ps:2,3

• SEDIMENTARIA (S), origine clastica, azione dell’atmosfera su materiale esistente seguita da deposizione;

origine chimica evaporitica o precipitazione di soluzioni (ossidi di Fe, calcite, gesso, borace, salgemma; turchese, malachite, opale, selce); origine organica (jet, grafite, calcite e aragonite in perle e coralli)

S CALCITE CaCO₃ durezza 3, calcite ottica è SPATO D’ISLANDA romboedrica birifrangente; ALABASTRITE (stalattiti e stalagmiti) è calcite colorata da ossidi, per metamorfosi origina i veri marmi, saccaroidi; ARAGONITE forma allotropica aciculare, in natura (grotte) e in produzioni organiche animali come coralli, perle, madreperla

S GESSO CaSO₄ 2H₂O, forme svariate: SELENITE trasparente in scaglie che danno lucentezza speciale da cui il riferimento alla luna, ALABASTRO GESSOSO o di Volterra, colore cereo, ROSA DEL DESERTO aggregati a rosetta

S TURCHESE  nota già in Egitto nel 6000 aC, fosfato Cu e Al,  colore da blu a verde, genesi sedimentaria chimica

S MALACHITE CuCO₃ idiocromatica verde in bande, durezza 3.5, Ps 4, AZZURRITE CuCO₃idrato,  colore blu Cina 

S OPALE silice idrata colloidale: nobile, arlecchino, di fuoco, traslucida con riflessi (opalescenza), genesi chimica 

S DIASPRO quarzo impuro(+Fe,Mn) mai trasparente, in bacini per precipitazione di soluzioni soprasature

S SELCE SiO₂ prima industria litica e pietra focaia, non lucida, in globuli x incontro tra acque a diverso chimismo

S AMBRA resina fossile amorfa, GIAIETTO o JET, MADREPERLA, PERLA, CORALLO, GRAFITE C d= 1, AVORIO

•   METAMORFICA:metamorfismo di contatto causa prima la t°, metamorfismo regionale la pressione; trasformazioni tutte allo stato solido, in zone superficiali t=300° pressioni orientate, in zone profonde t=maggiori di 600° pressioni  idrostatiche

M MICA, bianca e nera (biotite), fillosilicato in lamine

M TALCO=STEATITE=PIETRA SAPONARIA silicato idrato di Mg, temperatura 300°-400°, molta H₂O, durezza1

M GIADA da rocce basiche, silicato Na e Al giada GIADEITE/ NEFRITE silicato Mg,Na,Ca meno pregiata , d=7

M T OLIVINA = PERIDOTO= CRISOLITO, silicato Mg e Fe, colore verde oliva, varietà trasparenti birifrangenti, d= 7

M LAPISLAZZULI roccia di lazurite (allumosilicato+S), calcite, pirite, in marmi ricchi di Na; rara , durezza 5.5

M RODONITE silicato Mn, metamorfismo termico di contatto dove la silice prende il posto di carbonati,  d=6

MT GRANATO silicato Mg Al, tracce Fe,Cr, genesi termica profonda, cristalli cubici come semi di melograno, d=7.5

M T ALESSANDRITE Al₂BeO₄+Cr, crisoberillo da verde in luce diurna a rosso-viola in luce artificiale, Urali.  d=8,5                                                           

M T CORINDONE Al₂O₃ : rubino (II) (asterismi), zaffiro (III) ; genesi metamorfica di contatto; durezza 9

MTDIAMANTE (IV) C, forma allotropica dell’atomo di Carbonio, la pietra più preziosa, ma è fragile(!), durezza10

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METEORITI aggregati di minerali silicatici e/o ferrosi (prevalentemente Fe e Ni), di origine extraterrestri 

Genesi e riconoscimento  dei minerali

La crosta terrestre non ha una struttura compatta, ma è costituita da zolle o placche galleggianti come sugheri sulla parte sottostante, il mantello. Le singole zolle presentano spessore eterogeneo, quelle continentali sono più spesse, da 20 a 60 km, mentre quelle oceaniche da 7 a 10 km. Le continentali, granitiche, hanno peso specifico minore e quando si scontrano, sono le oceaniche a infiltrarsi sotto le continentali. I moti convettivi del magma sono responsabili del movimento delle placche. Questo continuo divenire è responsabile del fatto che nuovi minerali continuino a formarsi. La roccia si trova allo stato fuso sotto forma di magma e a partire da questo si originano minerali diversi. Pressione, calore, spazio e tempo determinano le modalità del processo di solidificazione. Per gli ambienti di formazione i minerali si distinguono in Magmatici, Sedimentari, Metamorfici. I tempi possono variare da minuti (i microcristalli di una lava), ore (cristalli di gesso di mezzo metro sono stati visti crescere nel giro di poche ore in lagune di deserti), fino a centinaia di migliaia di anni (macrocristalli di quarzo).

La crosta terrestre è costituita in gran parte da Silice (SiO2) e infatti la categoria dei minerali contenenti silice è la più rappresentata. Se il mondo organico è figlio del Carbonio, il mondo inorganico è per il 90% figlio del Silicio.

Soffermiamoci su questo elemento: il periodo di passaggio tra i due millenni è stato denominato Età del Silicio o anche Era digitale o Età Informatica con culla Silicon Valley, in riferimento al fatto che il Silicio=Silicon, elemento semiconduttore, è diventato fulcro della moderna economia mondiale. Il silicio non si trova libero in natura a causa della sua grande capacità di creare legami molecolari con gli altri elementi. Notare la posizione strategicamente centrale nella tavola periodica. Da un composto del silicio, selce, o pietra focaia, derivano i primi strumenti prodotti e utilizzati dall’uomo primitivo. Dal silicio derivano la sabbia, tutti i vetri, le ceramiche, le porcellane, la fibra di vetro, ma anche i microprocessori dei computer. Come già si è visto, i suoi sali (silicati) costituiscono il 90% della crosta, ma lo troviamo anche nel mondo dei viventi che invece è appannaggio del carbonio: nel mondo vegetale il silicio si trova nelle alghe diatomee, negli equiseti, nelle foglie delle graminacee e nella pula dei cereali; nel mondo animale nei protozoi radiolari, nelle ali dei volatili, nell’uomo nell’umor vitreo e nelle articolazioni come acido ialuronico. La farina fossile per lucidare i metalli deriva dal silicio di scheletri di diatomee e radiolari.

I minerali che vorrei imparassimo a riconoscere sono una quarantina (vedi Tabella GENESI MINERALI). Troveremo minerali e gemme che ci hanno accompagnato durante la vita, sarà bello imparare a dar loro un nome e associare caratteristiche chimiche, fisiche o qualche curiosità. 

Per tradizione si usa indicare come pietre preziose il diamante, il rubino, lo zaffiro, e lo smeraldo (indicati con la numerazione romana nella Tabella); semipreziose trasparenti quelle come il topazio, la tormalina, il granato; semipreziose non trasparenti il turchese e il lapislazzuli; sono indicate essenzialmente come pietre dure il quarzo, l’agata, il calcedonio; quelle di durezza inferiore a 4-5 come la malachite, la rodocrosite… sono dette anche più genericamente pietre ornamentali, da non confondersi con le rocce ornamentali quali i marmi e graniti.

Ci accosteremo ad essi come a miracoli SPAZIO-TEMPORALI.

La storia dei minerali inizia in genere con la loro solidificazione. I cristalli più evidenti hanno bisogno di tempo per formarsi e il nostro percorso parte con la genesi magmatica intrusiva, quella seguita dal 90% dei minerali, secondo la quale il magma solidifica entro le viscere della terra e ogni composto ha a disposizione il tempo richiesto dai suoi atomi per raggiungere le posizioni opportune nei reticoli cristallini. Così si forma la maggior parte delle gemme macrocristalline. Nel caso in cui il magma esca alla superficie prima di solidificare, avremo formazione di microcristalli nel migliore dei casi, altrimenti si formeranno vetri vulcanici come l’ossidiana.  Quest’ultima è la genesi magmatica effusiva. Una quantità limitata di minerali si forma con genesi sedimentaria in bacini sedimentari per evaporazione o precipitazione di soluzioni soprasature (ossidi di Fe, calcite, gesso, borace, salgemma; turchese, malachite, opale, selce). Altri si formano con genesi sedimentaria di origine organica (jet, grafite, calcite e aragonite in perle e coralli). Ultima la genesi metamorfica, regionale (pressione) es. mica, o di contatto ( t°) dal talco al diamante.

Iniziamo il nostro viaggio col magma fuso e seguiamo passo passo le sue trasformazioni.

Genesi magmatica intrusiva: i fenomeni magmatici hanno origine prevalente nel mantello. Il magma di cui è costituito il mantello è interessato dai moti convettivi che lo fanno salire in superficie; durante l’ascesa tende a raffreddarsi e solidificare strappando materiali alle rocce che incontra. Il magma* fuso è composto principalmente da silicati e metalli, in esso sono sciolti vari tipi di gas e quando si raffredda si hanno cristallizzazioni successive di materiali. I giacimenti magmatici iniziano a formarsi all’interno delle camere magmatiche per poi svilupparsi nelle fratture che da esse si diramano nel corpo della roccia incassante. 

  Le cristallizzazioni iniziano con i metalli derivanti dal raffreddamento dei magmi con punto di solidificazione più alto e così abbiamo la formazione di elementi nativi come molibdeno (2617°), cromo (1857°), platino (1772°), titanio (metallo leggero con alto punto di fusione 1660°). Sono elementi pesanti e il peso specifico li deposita sul fondo della camera magmatica.

Successivamente si distinguono più fasi legate al decremento della temperatura, sempre in condizioni di pressioni elevatissime, anche centinaia di atmosfere.

-Fase magmatica o ortomagmatica (1200°-750°): si formano la maggior parte dei minerali di ferro e magnesio e silicati (tutti insolubili in acqua). Il magma origina il plutone granitico.     Il granito è roccia a composizione costante di feldspato, allumosilicato alcalino, quarzo e mica, (metà crosta terrestre sono feldspati di 4 tipi K-Na-Ca-Ba; i più diffusi sono i K-feldspati).

-Fase pegmatitica-pneumatolitica (750°-374° temperatura critica dell’acqua al di sopra della quale non può esistere acqua allo stato liquido): questa fase è caratterizzata dalla presenza di un fluido accompagnato da composti  volatili (acqua allo stato di vapore, CO₂, HCl, HF…) che per le loro proprietà fisiche  aumentano la pressione, ma mantengono lo stato anche al diminuire della temperatura. Il fluido si muove come un gas -pneuma- ma avendo bassa viscosità ha densità simile all’acqua ed è fortemente aggressivo - litico-. I metalli sono in soluzione allo stato ionico: la grande pressione induce il fluido a entrare nelle fessure della roccia incassante creando filoni -pegmatiti-. Là le condizioni sono tali da facilitare la cristallizzazione dei metalli e la dissoluzione e ricombinazione con materiali già presenti. Tali condizioni sono ideali per la formazione di cristalli e il termine pegmatite è sempre legato a formazione di macrocristalli con elevato livello di trasparenza e diametro che può variare da cm a m. Cristallizzano così in successione quarzo e silicati come smeraldi, tormaline, topazi, zirconi, spesso anche in grandi cristalli. Cristallizzano i minerali metallici rame, argento, oro, piombo, zinco, cobalto, nickel, mercurio e ferro. C’è ancora vapor d’acqua.

Il Quarzo SiO_2, uno dei minerali più diffusi nella crosta terrestre, è durissimo (7). Si genera direttamente da magma pegmatitico ove la mineralizzazione nelle fratture segue una regola precisa; inizialmente si deposita il quarzo puro, trasparente, successivamente quello colorato dove c’è combinazione con altri elementi o composti: con ferro per dare l'ametista, con manganese nel quarzo rosa, o con inclusioni di tormalina via via seguendo i punti di solidificazione dei soggetti inclusi. L’origine primaria del quarzo è magmatica intrusiva ma, data la notevole durezza, si può ritrovare in rocce sedimentarie come minerale secondario. 

Dopo il quarzo cristallizzano i silicati, sali di notevole durezza, fino a 8, come il Berillo, silicato di Be e Al, con la prima gemma preziosa, lo smeraldo, il cui colore verde è conferito dal cromo e l’acquamarina, azzurra per la presenza di ferro. 

Nello smeraldo, già dal 4000 aC sui mercati di Babilonia, il verde si accompagna a impurità, inclusioni e fessure sulla superficie. Durezza 7.5/8. Diversamente dai diamanti, dove l’integrità è misurata usando una lente con ingrandimento standard 10x, negli smeraldi essa è misurata ad occhio nudo. Così se uno smeraldo non ha crepe visibili a occhio nudo è considerato perfetto. Pietre che mancano di crepe in superficie e nell’interno sono estremamente rare e pertanto quasi tutti gli smeraldi sono “oleati” per migliorare la loro integrità apparente.

La tormalina, il topazio, lo zircone sono tutti silicati macrocristallini  in cui la colorazione cambia al variare dei metalli che costituiscono il sale. Qui incontriamo il più vasto florilegio di colori che vanno dal giallo al verde all’azzurro al rosa in sfumature tipiche di alcune gemme come la tormalina rubellite e il topazio imperiale reperibili solo in Brasile. Tali gemme si presentano facilmente trasparenti e pure. 

E i metalli?

Oro e Argento, data l’inossidabilità all’aria, si trovano allo stato nativo. La genesi è pegmatitica, poi, per smantellamento del cappellaccio, li troviamo anche nei letti dei fiumi dove l’oro viene recuperato per setacciamento. L’argento però è attaccabile dall’idrogeno solforato presente nell’aria con formazione di Ag₂S che dona una patina scura. L’argento in commercio deriva dalla lavorazione della galena PbS (detta infatti argentifera) con cui è mescolato. 

Nella fase pneumatolitica l'abbondanza nei fluidi residui di zolfo, fluoro, cloro, ossigeno e metalli, fa sì che si formino solfuri, fluoruri, cloruri e ossidi, i quali, reagendo col vapor d'acqua, permettono la formazione dei precipitati metallici. Si formano così ematite Fe₂O₃ e blenda ZnS. I tempi sono lunghissimi (nelle fratture alpine la temperatura scende di un grado ogni 40.000 anni) e possono così formarsi minerali ordinati e di grandi dimensioni. Si formano anche i sali di Pb (galena PbS), Hg (cinabro HgS), la pirite FeS₂, la fluorite CaF_2.

Ematite Fe₂O_3, è il minerale di ferro più diffuso che si presenta in cristalli appiattiti di colore nero, ma anche in formazioni con superficie liscia, mammellonare o finemente distribuito in rocce argillose a formare l’ocra rossa. Per riconoscerlo rispetto ad altri minerali di ferro (magnetite e limonite) anch’essi neri, si ricorre allo striscio che nel nostro caso è rosso.

Pirite FeS₂, solfuro di ferro, minerale con lucentezza metallica molto viva e colore giallastro simile all’oro, si presenta in cristalli cubici spesso aggregati. Frequenti le piritizzazioni di resti organici fossili come ammoniti piritizzate. La Marcasite ha la stessa formula, ma cristallizza nel sistema rombico invece che cubico; per la viva lucentezza, la fragilità e la scarsissima sfaldabilità, tagliata a rosetta è stata usata per bigiotteria nell’era vittoriana e nel periodo Art Nouveau.

Fluorite CaF₂, varietà limpida bianca o policroma è caratterizzata da fluorescenza (emissione temporanea di radiazioni di diversi colori se sottoposta a raggi ultravioletti). 

 Seguendo il cammino dei composti del silicio mentre il fluido progressivamente si raffredda, dobbiamo dire addio ai grandi cristalli trasparenti. Fin qui l’acqua aveva agito come veicolo, dovendo mantenere lo stato di vapore; solo nella fase idrotermale potrà entrare attivamente nelle formazioni e lo vedremo a occhio nudo perché le gemme così formate non saranno più completamente trasparenti, potranno contenere acqua e saranno microcristalline.

-Fase idrotermale (t<374°), come suggerisce il nome, l’acqua, trovandosi al di sotto della temperatura critica, è finalmente liquida e forma le prime soluzioni acquose. L’acqua calda si infiltra prepotentemente nelle fratture, le apre, sottrae materiale mentre perde temperatura, e finalmente deposita le sostanze in soluzione formando gemme come pietra di luna, calcedonio, rodocrosite che sono precipitazioni di soluzioni sature di elementi pesanti con formula spesso idrata derivanti dal progressivo raffreddamento del fluido.

La pietra di luna o adularia, K(AlSi₃O₈) o Na(AlSi₃O₈), principalmente allumosilicato di K o K-feldspato, presenta una proprietà ottica caratteristica l’adularescenza: disposizione in file parallele delle lamelle dei feldspati potassici e sodici che cristallizzano l'uno di seguito all’altro a causa delle diverse temperature. Durezza 6-6.5.

I calcedoni, formati da sottili strati di fibre di quarzo, sono varietà microcristalline zonate e di diverso colore dal bianco al giallo al rosso al verde all’azzurro al nero; data la notevole durezza (6,5), sono impiegati per sigilli e cammei. Sono varietà di calcedonio l’agata, l’onice, la corniola, il crisoprasio (colore verde porro), l’avventurina e l’occhio di tigre.

L’agata, dove le zonature sono ben evidenti ma con tinte tenui, è il più prezioso tra i calcedoni.

Gli onici sono varietà di calcedonio con composizione SiO₂nH₂O. Onice, dal greco onyks, unghia per l’aspetto, le macchie, le lunette. Caratteristico aspetto traslucido, più sovente nelle tonalità scure. L'onice calcareo o "onice marmo " o marmor alabastrum dei Latini o alabastro, composto da CaCO_{3 ,} ha origine sedimentaria chimica. Sostanzialmente le parole alabastro e onice sono spesso  usate promiscuamente, ma sotto c’è un grave errore di natura chimica.

Rodocrosite MnCO₃, carbonato di colore rosa. Usata per oggetti decorativi, ma talvolta tagliata a cabochon come gemma spesso associata a dendriti di pirolusite (altro minerale di manganese MnO₂). Lo stesso accade alla Rodonite generata per metamorfismo dalla rodocrosite, silicato di Mn, ma con durezza superiore e ovviamente non reattivo agli acidi.

Se il magma non si ferma e fuoriesce da una bocca vulcanica dà inizio alla fase magmatica effusiva. Quando il magma raggiunge la superficie viene chiamato LAVA, raffredda rapidamente e non c’è più tempo per abiti cristallini evidenti, si formano microcristalli o addirittura vetri. All’esterno ci può essere presenza di fumarole in prossimità delle quali possiamo trovare cristalli di zolfo che passano direttamente dallo stato gassoso a quello solido per sublimazione. Si può formare ossidiana (vetro vulcanico amorfo) nata da shock termico come l’incontro del magma con un corso d’acqua, o  lava microcristallina. Nel caso in cui la lava sia particolarmente ricca in gas si forma pomice, leggerissima per microbolle.

Zolfo S nativo, cristalli formati direttamente dai vapori per sublimazione, giallo con lucentezza da resinosa a grassa, leggero, durezza 2, fragile.

Ossidiana, vetro vulcanico amorfo con chimismo variabile (da magmi acidi o basici ma privi di elementi volatili) e colore prevalentemente nero lucido dovuto alla presenza accessoria di ossidi di ferro  o con altri colori dovuti a minerali di ogni tipo oltre alla molecola di SiO₂ del vetro. L’ossidiana fiocco di neve presenta inizio di cristallizzazione del minerale accessorio cristobalite (fiocchi bianchi) nella matrice amorfa.

I minerali che esamineremo ora non derivano più direttamente dal magma, hanno origini varie per lo più non siliciche, sono minerali con genesi sedimentaria. Le formazioni avvengono in superficie. Anche sulle formazioni più robuste il tempo fa sentire i suoi effetti con l’esposizione al sole e alla pioggia, al caldo e al freddo, al gelo e al vento, attraverso movimenti dell’atmosfera (processi di erosione) o dell’idrosfera (processi di corrosione), o con produzioni di organismi viventi. I minerali presenti nelle rocce sedimentarie sono in gran parte dei relitti di rocce preesistenti e solo in piccola parte derivano da nuove trasformazioni. Se nella genesi magmatica l’elemento principe era il Silicio, in questo tipo di genesi l’elemento nuovo sarà il Carbonio. Esso ha derivazione organica. Anche se lo troviamo a formare montagne (esempio le dolomiti), il C deriva da animali con gusci o che formavano barriere coralline, o da foreste trasformate in carboni. La genesi sedimentaria più interessante per noi è quella chimica legata a minerali entrati in soluzione acquosa seguita da evaporazione/precipitazione di soluzioni sovrasature  e quella di origine organica.

I giacimenti chimici sono quelli evaporitici (ossidi di ferro, calcite, aragonite, gesso, salgemma), quelli originati dalle acque piovane su terreni permeabili con formazione di composti spesso idrati (bauxite, argilla, caolino), ma anche per circolazione di soluzioni sovrasature (turchese, malachite e diaspro), o quelli da diverso chimismo delle acque (gel di silice, opale), o di deposito per stillicidio in loco (stalattiti e stalagmiti in grotte). 

Nel Miocene (da 23 a 5 milioni di anni fa) il mediterraneo, come pure i grandi laghi salati e le fosse tettoniche più recenti raggiunte dalle acque marine (una linea che va dal Mar Morto alla Rift Valley africana passando per Aquaba, Giordania), erano bacini di evaporiti. La chiusura dello stretto di Gibilterra e l’innalzamento della temperatura sottoposero le masse d’acqua marine e dolci a evaporazione così le soluzioni in esse contenute ridussero il solvente e, diventando soprasature, precititarono i sali che cristallizzarono. Primi i meno solubili tra cui l’ossido di ferro, in seguito argilla, caolino e bauxite, carbonati (calcite, aragonite, dolomia), solfati (gesso), per ultimi gli aloidi col salgemma, il più solubile di tutti.

La Calcite, CaCO_3, carbonato incolore, cristallizza in forma variabile, i macrocristalli hanno spesso abito prismatico. E’ attaccabile dagli acidi e produce effervescenza distinguendosi subito da qualunque cristallo simile di natura silicea. Quando si presenta in forma romboedrica - Spato d’Islanda- evidenzia una proprietà ottica nota come birifrangenza per cui un foglio a righe risulta con numero di linee raddoppiate. Le stalattiti e stalagmiti delle grotte calcaree sono formate da calcite spesso colorata da ossidi di vari metalli. Così anche per alabastro e onice di natura calcarea. I gusci dei molluschi e le strutture esterne dei Celenterati sono sempre CaCO₃ ma la forma cristallina è Aragonite. il minerale sia del corallo che della madreperla e delle perle.

Turchese, fosfato idrato di rame e alluminio, si forma per circolazione di soluzioni mineralizzanti dentro rocce sedimentarie. Rari i cristalli, più comuni noduli e vene microcristalline non trasparenti nella gamma di verde e azzurro.  Splendide gemme color azzurro cielo provengono da Iran, Egitto, Kazakistan. Un po’ inferiori ma di pregio quelle provenienti da Messico e Nevada.  Frattura concoide.

Gesso, solfato idrato, CaSO₄ 2H₂O, tenero (durezza 2), leggero, origine evaporitica, cristalli tabulari fino a un metro, da cui l’elevata sfaldabilità, trasparenti nella Selenite, in masse compatte di aspetto cereo nell’Alabastro gessoso, in aggregati a rosetta inglobanti granuli di sabbia nelle Rose del deserto formate da giacimenti evaporitici profondi in ambienti aridi.

I giacimenti di argilla, caolino e bauxite sono originati  da acque piovane su terreni permeabili: le acque piovane  rese aggressive dal passaggio attraverso materiali organici sono in grado di mettere in soluzione i minerali delle rocce con le quali entrano in contatto. I minerali in soluzione sono poi trasportati più in basso dove si depositano. Il terreno si stratifica e la parte superiore, detta“cappellaccio”, è composta dai minerali meno solubili, nello strato inferiore si accumulano i minerali che erano in soluzione, miscele di composti idrati come appunto argilla, caolino (almeno 3 diversi silicati di Al idrati) e bauxite (Al₂O₃ 2H₂O). Si formano così i depositi stratificati delle ocre come  a Roussillon e in Perù.

Malachite e Azzurrite, carbonati, ci portano al Rame (Cu da Cuprum, nome latino del Rame che veniva estratto nell’isola di Cipro), un metallo importante, pericoloso per l’organismo umano che può tollerare solo quantità inferiori a 0.1 g e mortale per gli organismi inferiori per cui è usato come anticrittogamico. Il verderame si forma dalla reazione con gli agenti atmosferici CO₂ e H₂O ed è un carbonato basico di rame. Malachite e azzurrite sono carbonati basici Cu₂(CO₃)(OH)₂ in forma cristallina. La Malachite verde a bande chiare e scure lucidata e lavorata in lastre è pietra decorativa di gran pregio. Usata fin dal IV millennio aC, in Mesopotamia, la troviamo nella celebre sepoltura di Palenque in Messico, in grandi colonne in Sant’Isacco a S.Pietroburgo, a tappezzare la Malachite Room dell’Hermitage… L’ Azzurrite era usata per colori nel medioevo, ma si sbriciolava cadendo a terra.

Il Diaspro è  frutto di precipitazione chimica della silice da acque sovrasature in bacini marini sedimentari a grandi profondità e al largo negli oceani. Cristallizza sotto la CCD, profondità di compensazione dei carbonati.

L’Opale contiene fino al 9% di acqua, gel colloidale di silice amorfo, semiamorfo o microcristallino a seconda delle condizioni di formazione. Si forma per deposizione di un gel a basse temperature e in tempi molto lunghi.  Microsfere di SiO₂ idrata funzionano come piccoli prismi ottici, cambiando colori a seconda della luce (attenzione se riscaldati possono perdere la lucentezza); in modo simile funzionano le lamelle presenti nella pietra di luna, nella labradorite e nell’avventurina. Contengono opale alcune Spugne Silicee e  gusci di Diatomee, e Radiolari che vanno a costituire Diatomiti e Radiolariti, rocce sedimentarie note come “farina fossile” o Tripolite.

Ultimi i giacimenti di origine organica, forse la più magica. Per sprofondamento di foreste o di corpi di antichi animali troviamo il sottosuolo ricco di Carbone (C amorfo, da cui lo jet) e Petrolio; come prodotto finale della mineralizzazione di sostanze organiche troviamo grafite (C cristallino) e per trasporto al mare di rocce carbonatiche o silicee troviamo meravigliosi pizzi (Gorgonie) o “alberelli” (Madrepore e Coralli) o conchiglie e perle (Molluschi), costituiti da aragonite. Pizzi, “alberelli”, conchiglie e perle, tutti legati alla capacità degli organismi viventi di catturare e fissare minerali disciolti nell’acqua, sono prodotti da animali che occupano posizioni basse nella scala zoologica, ma ci dimostrano che il grado di evoluzione è solo un diverso ruolo nella natura, che altro non è che un grande individuo unico. 

Se parliamo di elaborazioni naturali legate al mondo organico e usate come gemme, non possiamo tralasciare: 

Ambra resina fossile elettrostatica di 30.10⁶ anni fa, amorfa, di Conifere oggi estinte (Pinus succinifera) quella nord europea con colore da aranciato a bruno scuro, di Leguminose quella dominicana e messicana (gialla, blu-verde e rossa). Leggera e calda in contrapposizione ai veri minerali, durezza 2-3, peso specifico poco superiore a 1. Il materiale è un carboidrato (acido succinico)+ zolfo, spesso con inclusioni organiche fossili. Per distinguerla da una resina attuale c’è un semplice test: si scalda uno spillo fino ad arrossamento della punta, si tocca l’ambra, se l’odore emanato è di resina profumata è naturale.

Giaietto o Jet forma dura (durezza minore di 3) di carbone, lavorabile e lucidabile come gemma semipreziosa, è lignite picea, legno fossilizzato di una Araucaria, Conifera esistente in Europa 180 milioni anni fa nel periodo Giurassico dell'Era Mesozoica, che si estinse coi dinosauri, circa 60 milioni  anni fa; giacimenti in Yorkshire, Inghilterra (Whitby).

Perla CaCO₃ in cristalli di aragonite deriva da secrezioni patologiche di ostriche perlifere. Sono cisti globulari che si formano dentro il tessuto di molluschi. Stessa struttura e colore molto simile a quello della madreperla, sostanza costituente gli strati interni delle valve delle conchiglie. Durezza 4.

Corallo genericamente CaCO₃ in cristalli di aragonite. Il corallo è costituito dagli scheletri di organismi animali, Celenterati, genere Corallium e affini, impiantati su fondali marini a profondità fino ad alcune centinaia di metri in mari temperati e caldi. Il colore a seconda delle specie può variare da bianco, a rosa a rosso. Il nero non è calcareo, ma di natura proteica, corneo, e deriva da generi diversi da Corallium, spesso da Gorgonie.

Avorio costituito, come le nostre ossa e i denti, da fosfato di calcio, ossiapatite, e carbonato di calcio cementati da abbondante sostanza proteica. Proviene dalle zanne degli elefanti, ma anche da denti di rinoceronte, trichechi e altri mammiferi. Colore biancastro sfumato di giallino. Molto avorio del passato proveniva dalla Cina e purtroppo proveniva da zanne fossili di mammut siberiani. Accenniamo qui al corozo, detto anche avorio vegetale, semi di palma utilizzati per bottoni per la loro durezza.

Corno sostanzialmente cheratina, materiale organico proteico amorfo, diffuso nel regno animale, nell’uomo in peli, capelli e unghie, nelle setole dei maiali, negli zoccoli dei ruminanti, nelle corna del rinoceronte, nella lana e nelle piume degli uccelli.

La genesi metamorfica ci riserva bellissime sorprese dal punto di vista delle pietre preziose**. I fenomeni avvengono in zone più o meno profonde della crosta, alcune ai limiti della zona magmatica, legati a grandi eventi connessi alla tettonica a placche, per ragioni termiche, dinamiche o chimiche, dovuti a innalzamenti di temperatura e/o pressione. Le temperature possono essere addirittura superiori a quelle della genesi magmatica, ma la pressione presente impedisce alla roccia di fondersi. Sono trasformazioni allo stato solido di minerali preesistenti. In generale distinguiamo un metamorfismo termico o di contatto (dovuto al passaggio o alla permanenza di magmi dentro la roccia incassante) dove la causa prima è la temperatura, da uno regionale dove la causa prima è la pressione, tipico delle orogenesi o di sovrapposizione di strati con sovraccarico e sprofondamento a profondità  chilometriche. 

I minerali che contengono acqua si possono formare solo in zone più superficiali dove le pressioni sono fortemente orientate e le temperature di centinaia di gradi, ma relativamente basse, i minerali sono a struttura lamellare o fibrosa come la mica. Nelle zone più profonde (12-20 Km) la pressione è molto elevata, ma idrostatica, uguale in ogni punto, i minerali sono tutti anidri e possiamo ritrovare macrocristalli. 

Per metamorfismo antichi giacimenti di carbone hanno dato origine a grafite, quelli di bauxite (Al₂O₃ 2H₂O) possono essersi trasformati in corindone (Al₂O₃) dando rubini e zaffiri, di argilla (allumosilicati  idrati) in mica (silicati di Al), di limonite-ocra gialla ( 2Fe₂O₃ 3H₂O) in ematite-ocra rossa(Fe₂O₃) e magnetite (Fe₃O₄).

Minerali tipici di questo tipo di genesi: nel marmo rubini e alessandriti, più raramente zaffiri, in gneiss e micascisti smeraldi, granati e giada, in Kimberliti olivine e diamanti.  Ricordiamo che son tutti dovuti a trasformazioni allo stato solido.

Ci soffermiamo su alcuni di essi perché hanno interessanti peculiarità.

La mica (silicato di Al) è un bell’esempio di genesi regionale in formazioni scistoso-cristalline, la sua presenza richiama la nostra attenzione per la lucentezza fine che conferisce alle rocce che la contengono. La formazione a strati è dovuta a pressioni orientate, in passato è stata utilizzata come vetri per finestre dai cinesi e per dare scorrevolezza alle basi dei ferri da stiro.

Talco steatite: largo impiego per lavorabilità (compattezza+densità=1), c’è presenza di acqua.

La giada (silicato di Na e Al) per millenni in estremo oriente è stato il portafortuna per eccellenza, minerale raro la giadeite o giada birmana, creata per metamorfosi di rocce siliciche basiche. Durezza 6.5/7, ritrovabile in letti di fiumi. La nefrite è un serpentino durezza=4.

Il lapislazzuli, che in effetti è una roccia composta da più minerali come lazurite (di colore blu), calcite (colore bianco) e pirite (riflessi d’oro), viene estratto in altitudine, là dove sono state spinte per  movimenti tettonici le rocce metamorfiche in seno alle quali si è formato. Il calcio ha dato origine al marmo e il ferro alla pirite. Già utilizzato dal V millennio aC. dalle civiltà mesopotamiche e dagli egizi. Nel medioevo e nel rinascimento se ne otteneva il blu più pregiato, il blu oltremare o blu persiano. Adesso come da millenni l’Afghanistan è la fonte principale con giacimenti ad altitudini comprese tra i 3500 e i 5500m. Importanti anche i giacimenti cileni, anch’essi in altitudine, 3600m nella Cordigliera delle Ande. Molto localizzato.

L’alessandrite è un crisoberillo, ossido di alluminio e berillio con inclusioni di cromo, ha la particolarità di cambiare colore dal verde muschio al rosso-viola (cangianza) passando dalla luce naturale a quella artificiale, ciò sarebbe dovuto alla risposta del cromo al diverso spettro cromatico delle due illuminazioni. E’ birifrangente. Genesi metamorfica in antichi scisti micacei (Urali). Durezza 8.5.

Il corindone è ossido di alluminio trasparente e incolore. I diversi colori del corindone dipendono da piccoli quantitativi di impurità quali cromo, ferro, titanio di cui è costituito il minerale. Così sono formate due delle pietre più preziose: rubino e zaffiro. Genesi frequente oltre quella magmatica, è quella metamorfica da bauxite, e data la grande durezza (9) si trova anche in depositi alluvionali. Il corindone può presentare il fenomeno dell’asterismo dovuto alla presenza di un fitto reticolato di sottilissimi aghi di rutilo (ossido di titanio) orientati con angoli a 60° e incrociati. Se la gemma viene tagliata a cabochon seguendo tecniche particolari, la gemma presenta una stella a sei bracci che cambiando la posizione sotto la luce, si sposta mantenendo il suo centro. Se le inclusioni seguono un asse unico si ha gatteggiamento, se sono disordinate si ha un riflesso madreperlaceo detto seta.

Il rubino è una varietà trasparente rossa di corindone; è una gemma di valore ed è seconda solo al diamante per durezza. Si passa dal rosso rubino chiaro, sangue di piccione, al rosso intenso purpureo o con linguaggio più moderno dal rosso Ferrari al rosso Marlboro. Gli antichi indiani chiamavano il rubino ratnaraj, “il re delle pietre preziose”.  Rinvenuto in marmi. I rubini sintetici sono prodotti da più di un secolo, difficilmente distinguibili: attenzione agli anelli di “rubino” della nonna.  Lo zaffiro è una pietra preziosa formata da una varietà trasparente blu di corindone. Nonostante il nome si attribuisca spesso a varietà di corindone dai diversi colori, lo zaffiro più pregiato presenta un colore blu intenso, detto fiordaliso.                                                                                                          Quando un raggio di luce penetra in una pietra come il rubino o lo zaffiro si scinde in due raggi, dando origine al fenomeno chiamato birifrangenza o doppia rifrazione. A causa di questo fenomeno, qualsiasi oggetto osservato attraverso il cristallo appare lievemente sdoppiato. La presenza di due raggi va a influire anche sul colore della pietra, donandole sfumature diverse e producendo effetti particolari.

Al diamante  viene dedicata una sezione a parte.                                  Non sempre la genesi è direttamente legata ai luoghi di estrazione per le vicende intermedie che possono essersi verificate, così si distinguono giacimenti primari con minerali nati in seno alla roccia incassante  e giacimenti secondari o alluvionali derivati dal disfacimento ed eventuale sedimentazione della roccia madre. Nei primi i cristalli sono sovente perfetti e vanno asportati con procedimenti costosi come nel caso dell’olivina, nei secondi detti anche alluvionali i grezzi più pesanti vengono isolati con la tecnica del lavaggio e appaiono levigati per aver viaggiato assieme a sabbie e ghiaie trasportati dai corsi d’acqua. 

Uscendo dalla genesi sulla terra:                                                                                                                                                                            Meteoriti sono solidi provenienti dallo spazio cosmico in genere risalenti alle fasi di formazione del sistema solare (4.5 x10⁹ di anni fa), e caduti poi sulla terra. Attraversando l’atmosfera si riscaldano per attrito fino a raggiungere la temperatura di fusione per poi ricristallizzare per raffreddamento durante il cammino.  Hanno alto peso specifico, colore scuro e proprietà magnetiche, non presentano cavità interne. Gli elementi di formazione più abbondanti sono silicio, ferro e nickel. Ci danno importanti informazioni sulla struttura di altri corpi del sistema solare; nel 2019 su meteoriti sono stati trovati composti organici.

*magma: è bene distinguere i magmi in acidi e basici  per la differente struttura chimica. I magmi acidi o sialici (Si,Al) o granitici hanno alto contenuto in silice, maggiore del 66%, sono più leggeri, più chiari, più viscosi e meno caldi, con risalita difficile nei camini vulcanici e conseguenti eruzioni di tipo stromboliano. Sono detti sialici perché sono silicati di Al. Formano rocce generalmente intrusive come graniti e feldspati. Costituiscono le zolle continentali.  Tra questi troviamo i minerali di maggior interesse per noi.                                                                                                                                                                       I magmi basici (Si,Mg) o basaltici hanno contenuto in silice minore del 52%, sono pesanti, più scuri e costituiti da silicati di elementi pesanti come Fe, Mg, Ca, vengono detti anche femici. Danno rocce magmatiche effusive  producendo eruzioni di lava fluida, scura come quella dell’Etna e dei vulcani hawaiani detti a scudo. Le rocce caratteristiche sono basalti. Costituiscono le zolle oceaniche.                                                                                                       Formazione dei geodi: all’interno del magma si formano bolle. Se all’interno di esse entrano soluzioni interessanti diventano ambienti protetti in cui il raffreddamento graduale potrà portare  alla formazione di cristalli anche di dimensioni ragguardevoli. Classici i geodi con ametista in rocce basaltiche (in Brasile geodi superiori al m³ ).                                                                                                                                                                                                                                                         ** Oltre le pietre preziose che sono state apprezzate in tempi relativamente recenti e sono collegate all’aspetto monetario, mi piace ricordare che alcune pietre hanno accompagnato l’uomo fin dall’antichità: selce, ossidiana, quarzo, lapislazzuli, malachite, giada, turchese, opale oltre che per l’uso, per qualità ornamentali e “magiche”. La selce è la pietra focaia. l’ossidiana  ha dato le prime punte di frecce. Il quarzo venne usato fin dalla preistoria per fabbricare armi ed ebbe poi notevole importanza in campo religioso: tra le 12 gemme del “razionale” del sommo sacerdote ebraico, 7 erano quarzi. Il lapislazzuli è presente nella maschera di Tutankhamen e nello stendardo di Ur, Mesopotamia 2500aC.                                                                                        

   

                                                                                                                                                                                

                                                                                                                                                                                                                      

                                             DIAMANTE 

La storia del diamante inizia dalla grafite. Chimicamente la formula è la stessa, semplicemente C, carbonio allo stato nativo. La grafite, rappresenta uno degli stati allotropici del carbonio, durezza 1, il suo nome deriva dal greco γράφω (grafo) che significa "io scrivo". La grafite si trova in rocce metamorfiche di materiali carboniosi provenienti da microrganismi fossili e da antiche foreste, sotto forma di cristalli lamellari, sparsi, quelli che lasciamo sul foglio scrivendo. Questo minerale si forma a temperatura di 1.200 °C e pressioni altissime, ma inferiori a quelle di formazione del diamante, ha la più alta temperatura di fusione (3.500 °C a pressione atmosferica) e conduce bene l'elettricità. Il diamante si forma ai confini del mantello a circa 150-350 km di profondità a seguito dell'azione combinata di pressione (fino a 40.000 atmosfere) e di temperatura, che determinano la rapida metamorfosi del carbonio che originariamente era allo stato di grafite. Grazie poi a una attività eruttiva successiva, dalle profondità della terra il diamante così formato può raggiungere la superficie seguendo i movimenti della massa magmatica. I cristalli sono trascinati in superficie attraverso condotti vulcanici esplosivi , i camini kimberlitici , nei quali verranno poi trovati i diamanti. È quindi grazie alla kimberlite che lo ricopre e agisce come uno strato protettore che il diamante sopporta il percorso dai confini del mantello fino alla superficie. I giacimenti diamantiferi si suddividono in due gruppi: primari e secondari. I giacimenti primari sono quelli in cui i diamanti si trovano ancora all'interno della roccia madre (tipicamente la kimberlite), mentre i secondari sono quelli in cui essi si trovano dispersi in rocce sedimentarie spesso incoerenti tipo sabbia, ghiaia, trasportati lontano dai luoghi dove si trovava la roccia madre, in terreni alluvionali. Prima del 1870 i diamanti si trovavano solo in greti di fiumi in India o Brasile, poi venne scoperto il camino vulcanico di Kimberly e il Sudafrica passò al primo posto. I maggiori giacimenti si sono formati nelle aree più antiche di Africa, Australia, India, Russia e Canada dette cratoni o scudi continentali. Il diamante nasce sempre isolato, è puro, indistruttibile, raro, è il minerale più duro (10 nella scala Mohs, ma in una scala proporzionale sarebbe circa 15 rispetto al corindone che lo precede), infusibile e inattaccabile. Forse per questo è associato all’amore eterno. Il solitario come anello di fidanzamento è stata un’abile mossa di marketing della DeBeers (Un diamante è per sempre) con l’intento di indurre le donne americane degli anni ’50 a preferire un diamante a una lavatrice, ma per dire tutta la verità Il carbonio che compone i diamanti una volta che le condizioni diventano standard, ha una sorta di tempo di dimezzamento trascorso il quale si trasforma spontaneamente in grafite come all’inizio della storia. Fortunatamente questa velocità di reazione è estremamente lenta, oltre 5 milioni di anni. Non è efficace per la datazione del diamante il metodo del Carbonio-14 perché è limitato al carbonio di origine biologica e non può datare campioni che abbiano più di 55mila anni. I geologi ritengono che la maggior parte dei diamanti ritrovati, cioè quelli formati ai confini del mantello e arrivati in superficie, si siano formati circa tra 1 e 1,6 miliardi anni fa. La grafite da cui derivano è esclusivamente derivante ma microrganismi, qualunque altra forma di vita essendo prima di allora, ancora mancante. Il maggior produttore fino al 1700 è stata l’India, dall’ ‘800 fino a oggi è il Sudafrica. Le pietre più grandi al mondo sono gocce incolori. Le imperfezioni dei diamanti storici oggi valgono anche per il fatto che tracciano gli step storici della gemma, ad esempio il tipo di taglio, la valorizzazione della stessa, e il potere mondiale che ebbero. Il Diamante del fabbricante di cucchiai, indiano, 86 carati, ritrovato nel 1669 in una discarica a Istanbul e barattato con tre cucchiai de legno, è tagliato a goccia, oggi visibile al Topkapi. 

Il Koh Hi Noor 105 carati, indiano con una storia legata all’800 e appartenuto alla regina Vittoria, incastonato in una delle corone reali britanniche, era il maggiore prima del Cullinan, ma era a cuscino mal tagliato, poi nel 1852 lo hanno migliorato tagliandolo a diamante, ma ha perso la sua peculiarità. Oggi è custodito nella Torre di Londra. 

Il Cullinan 3106 carati o 621 g (1905) il più grande diamante mai estratto, tagliato in tre parti maggiori e impiegato in corone e scettri d’Inghilterra. Il grande Cullinan era a balena, le prime tre gemme, due gocce e un cuscino, andarono alla regina d’Inghilterra. Uno di questi è la Stella d’Africa (530carati). Ci sono diamanti la cui storia è legata al colore, le varianti cromatiche sono dovute a impurità. 

Gran Mogol 265 carati, blu chiaro, estratto in India nel 1739, tagliato a calotta, apparteneva allo scià persiano del momento che però fu assassinato pochi anni dopo e la pietra scomparve. C’è il dubbio che si trovi al Cremlino nello scettro di Caterina col nome di Orlov. 

Hope, 45 carati, blu-zaffiro, detto anche il diamante maledetto, perché ha cambiato molte volte mani e paesi (Francia, Inghilterra, USA) dalla sua data di estrazione in India. Sembrava fosse affondato col Titanic, ma poi il gioielliere Harry Winston ne ha dichiarato il possesso dal 1949 e nel 1958 lo ha regalato al National Museum of Natural History Washington DC, dove è in esposizione permanente. 

Red Cross, 205 carati, è un diamante giallo-canarino, a cuscino, con storia avvolta da mistero. Mostra una stella di Malta nera sulla base. Cavato nel 1901 nella miniera sudafricana De Beers Kimberly. Con i proventi pareva fosse stata finanziata la nascita della CRI. Ciò non è del tutto vero e per questo Christie’s dovette procedere a rimborsi. E’ infatti importante che la storia sia mantenuta autentica, fa parte del valore. Tre volte messo in asta da Christie’s, nel cambio di proprietà ha sempre portato benefici alla Croce Rossa, l’ultima volta nel 2022. 

Un Diamante blu storico con ovale imperfetto, si è deciso di lasciarlo così perché la storia non consente cambi.

Il diamante è incolore per eccellenza. La provenienza non incide sul valore. Un tempo prima della scoperta delle miniere sudafricane era la pietra per maragià, principi, re. Non c'era un mercato, la classificazione era approssimativa. I diamanti si dividevano in tre categorie: incolori e senza difetti per le lenti di ingrandimento di allora, leggermente paglierini con piccoli difetti, colorati con piccoli difetti. Dopo la scoperta delle miniere sudafricane si sono fatte più categorie. Inizialmente per il colore c’era una scala con nomi presi dalle miniere sudafricane di provenienza. Il bianco abbagliante o bianco-blu prendeva il nome di River (due miniere sudafricane River Fountain e Jagger Fountain hanno dato il nome alla categoria di diamanti più belli come colore), seguiva il bianco (top Wesselton, e Wesselton), il bianco paglierino (top Kristal e Kristal), paglierino( top Cape, e Cape). River, Wesselton, Kristal e Cape sono nomi di miniere di estrazione. Questa classificazione è andata bene per un secolo. Gli americani sono andati oltre. Per il diamante ci sono ora 4 caratteristiche: taglio o cut, colore o color, purezza o clarity, dimensioni o carat weight. Il metodo delle 4 C è esteso a tutte le pietre preziose e semipreziose trasparenti. A parità di taglio-cut (per il diamante il taglio a brillante è tacito riferimento) tutto dipende da purezza-clarity, colore-colour e dimensione-carat weight. 

Taglio: la forma ottaedrica del diamante porta a tagli piuttosto che ad altri, il taglio a brillante è quello più adatto al reticolo cristallino della gemma con i migliori risultati di lucentezza. Il primo a tagliare così il diamante fu un veneziano nel 1600. Oggi è detto taglio Amsterdam. Si distinguono una corona, una cintura e un padiglione. In genere un diamante ha circa 50 facce. La cintura rappresenta il 2%, è bene che sia grezza, tanto va incassata, anche se nelle pietre grandi viene lucidata per aumentare la luminosità e quindi il prezzo, in taluni casi si sfaccetta anche la cintura e si può raggiungere il taglio a 100 facce. Il padiglione termina “a punta”, così risulta a occhio nudo anche se con la lente si vede una faccetta a tavola che se imperfetta può essere il punto debole dell’intera opera di taglio, infatti se la gemma è troncata in basso o se ha poca altezza la luce esce da sotto e la pietra è detta cieca. Bisogna raggiungere un compromesso tra larghezza e altezza della pietra per non fare uscire la luce che deve essere tutta rifratta. Molte pietre russe sono tagliate a macchina ma si perde ben più della metà della caratura, mentre i tagliatori di Tel Aviv e gli Indiani producono pochissimo scarto, ma a costo più alto. Dai 3000 carati del Cullinan se ne sono salvati meno di 1500. Molte pietre vengono tagliate a smeraldo per avere meno scarto, ma il diamante taglio smeraldo è meno bello, infatti un diamante da un carato con taglio a brillante costa molto di più di uno con taglio smeraldo. Sulla decisione del taglio influisce la forma del greggio. Quando fu rinvenuto il Cullinan 3106 carati, con forma a balena, la famiglia di tagliatori olandesi Asscher, dopo settimane di prove impiegarono 8 mesi per tagliare la gemma in 9 parti di cui 3 gemme principali, con 3 persone a lavorare 14 ore al giorno e quando fu dato il primo taglio, che si rivelò appropriato, il tagliatore-capo svenne. 

Altri tagli: a navètte, è ellittica, nella parte centrale la luce va giù , ma non torna su e lascia una farfallina nera che può sembrare un difetto, ma l’effetto è sfizioso; a cuore, le facce sono parallele, ma alcune vanno in dentro; a goccia è metà a brillante e metà a navètte, non presenta la farfallina. Le pietre non devono essere troppo lunghe, in tal caso la luce non rimbalza dentro ed esce. La pietra dopo essere stata lavorata secondo i piani di sfaldatura viene limata con una mola con olio di lino e polvere di diamante, la pietra è poggiata su pece e poi girata. Le faccette sono una cinquantina, ci possono volere un paio d’ore per faccetta. Per pietre meno dure si può scendere a minuti per faccetta. Il taglio spesso è più costoso della pietra, nelle pietre colorate è più difficile azzeccare il taglio infatti il colore può diminuire. Si dice che gli indiani abbiano un fiuto particolare. 

Per valutare la purezza della pietra si usa un ingrandimento x10, se non si vedono difetti la pietra è considerata senza difetti. Se si esamina con microscopio a x100, gli eventuali difetti non contano. La scala è F (flawless), IF(internationally flawless),VVSI1 (difetto piccolissimo, very very small imperfection), VVSI2, VSI, SI, I. 

Il colore è classificato dalla A alla Z, si inizia da D lasciando libere le lettere A, B, C. Le pietre si sottopongono a confronto con due pietre campione. Si usa una lampada con 2 tubi a tungsteno. Su un piatto trasparente si pone la pietra da valutare, ai lati 2 pietre campione. D, E, F in Italia non sono sul mercato, I, J, K sono comuni a Genova e sono belle bianche. Oltre M sono gialline anche a occhio. Da O sono colorate, ma un diamante rosso può anche valere un milione di euro. Esisteva una macchina-colorimetro- ma i risultati non erano stabili. 

Il peso si esprime in carati, il nome carato deriva da una parola indiana riferita a semi di carrubo considerati tutti uguali con peso 0,2 g, un quinto di grammo. Anche il titolo dell’oro veniva espresso in carati (18K=750/1000). 

Attualmente (è così ormai da due secoli) i diamanti più belli vengono dal Sudafrica. A Londra c’era la CSO (Central Selling Organization), con DeBeers maggioritario, che riuniva il greggio da tutto il mondo, riferimento unico di commercianti e tagliatori. I commercianti davano una lista con le richieste, la CSO preparava un pacco per ogni cliente che rappresentava il miglior compromesso tra richieste e offerte. Non si è mai saputo come e dove i diamanti viaggiassero dal Sud Africa a Londra. Oggi ci sono più associazioni e mercati. Ci sono Borse a Londra, Tel Aviv, Anversa, Bombay. Per 2000 anni il diamante ha avuto una sola imitazione, lo zircone durezza 7,5 tetragonale, ma facile da smascherare. Negli anni ’60 fu prodotta la “fabulite”, del tutto artificiale, ma si rigava durante il montaggio su graffe. Negli anni ’70 fu prodotto “yag”, artificiale, durezza 8,2. Oggi c’è lo zircone sintetico o zirconia cubica ZrO2 con durezza 8.5 e stesso indice di rifrazione del diamante, in esso la luce viene rifratta più volte, ma poi esce, per contro nel diamante rimane dentro. Per questo il diamante di fianco è nero, ciò dimostra che la luce non esce e il taglio è perfetto. La zirconia non ha effetto laghetto (facendo arrivare luce radente su una faccia piana si ha l’effetto di uno specchio d’acqua).

Proprietà terapeutiche dei minerali o Cristalloterapia

Già nell’antichità i cristalli venivano guardati con interesse e in alcuni casi venerati. Nei suoi dialoghi Platone riprendeva una leggenda consolidata nella tradizione greca, quella di un'antica civiltà -Atlantide- che abitava alcune isole e che aveva raggiunto un alto livello di sviluppo scientifico. Gli abitanti di Atlantide si riferivano ai cristalli per catturare e trasformare l'energia cosmica in altri tipi di forza come la comunicazione telepatica.  La leggenda narra che nella mitica Atlantide i templi venissero adornati con gemme disposte in modo strategico per creare campi di forza curativi. Atlantide sprofondò in mare a causa di un cataclisma e i suoi segreti andarono perduti per sempre. Un altro esempio viene dalle piramidi dell'antico Egitto la cui forma sembra essere stata ispirata alla struttura geometrica dei cristalli forse come mezzo per convogliare sulla terra l'energia cosmica.

Tutte le civiltà si sono avvalse del potere dei cristalli e ciascuna di esse si è identificata con alcuni di essi in modo speciale. Turchese  e quarzo nell’America del Nord, ossidiana e argento in Centro America, lapislazzuli, turchese e agata nell’antico Egitto, ambra nei paesi Baltici, occhio di tigre presso gli Arabi, giada e nefrite in Cina… Tutto ciò parla di radicamento, fiducia  e attaccamento  a ciò che la terra ci offre. 

Teniamo conto che i minerali con le loro forze intrinseche e caratteristiche peculiari possono venirci in aiuto.

Se oggi non ci sono più dubbi sulle proprietà terapeutiche dei minerali, la modalità di azione è ancora aperta. Come è possibile che un semplice contatto con la pelle possa essere efficace?

Per avvicinarsi a ciò bisogna accettare che i confini del nostro corpo fisico si estendano al di fuori di noi, come pure il fatto che non esiste solo ciò che vediamo con gli occhi. Ebbene, oggi si sa che qualunque corpo organico o inorganico possiede un campo energetico da alcuni chiamato aura e che qualunque evento naturale è accompagnato da uno scambio di energia.

Come si è visto, in base alla loro composizione e al loro colore le pietre interagiscono con la luce assorbendo una parte delle radiazioni e riflettendone altre: le microonde, la gamma degli infrarossi, lo spettro visibile, e soprattutto le onde a bassa lunghezza come UV,  le onde gamma in grado di attraversare tutto il corpo. Questa parte  costituisce l’aura della pietra ed è responsabile dell’azione terapeutica più importante. 

Anche l’uomo è una stazione ricevente e trasmittente, ad esempio  la medicina moderna si basa sulle tomografie.

La pietra funziona come un’emittente sintonizzata su un certo programma e il suo effetto terapeutico si realizzerà come trasmissione di informazioni. Spetta a noi cercare, se vorremo,  la scelta dell’interazione opportuna.

La Cristalloterapia è un  metodo complesso e articolato che meriterebbe un corso a sé.

Ci limitiamo ad accennare alla Terapia coi Colori.

Come si sa, essendo la luce composta da tutti i colori, quando investe un corpo una parte viene assorbita mentre un’altra viene riflessa. Il colore che il corpo ci rimanda dipende dalla lunghezza d’onda della luce riflessa. Se il corpo è bianco riflette tutti i colori, se è nero li assorbe tutti, negli altri casi riflette solo quelli con una data lunghezza d’onda. Allo stesso modo il colore emesso dai minerali è il risultato di un complesso gioco di forze energetiche ricavate dall’impatto con la luce, alcune assorbite, altre riflesse alcune delle quali per noi invisibili come le microonde, altre percepibili sotto forma di calore (raggi infrarossi), o di luce visibile ma percepibile solo al buio (fluorescenza), e infine di colori per noi visibili. I colori che noi vediamo nei minerali possono avere due origini, una legata alla formula chimica e avremo colorazioni idiocromatiche e colore detto naturale, l’altra legata a sostanze accessorie o tracce e si parla di colore esterno. Se alla composizione chimica del minerale e quindi al colore naturale saranno riconducibili gli effetti sul fisico, alle sostanze accessorie e a quelle presenti in tracce si ascriveranno gli effetti psicologici e spirituali. Gli elettroni, veri messaggeri dell’atomo, sono le particelle responsabili dei colori. Nel quarzo rosa gli elettroni liberi assorbono tutti i colori eccetto una fascia intorno al rosso. Il colore che noi vediamo è dovuto a sostanze accessorie (Na, Al, Fe, e in tracce Mn) metalliche che tendono a perdere elettroni. La colorazione naturale è quella meno utilizzata dalla cristalloterapia. Essa infatti è più orientata verso gli aspetti psicologici e spirituali.

I processi vitali tendono all’omeostasi, cioè a creare un ambiente in equilibrio o neutro, e in termini di colori diremmo  tendenza al bianco o al nero. Rispetto al nostro stato, l’omeostasi è ottenibile con l’apporto esterno del colore complementare.  Infatti quando si combinano due fasci di colore complementare si genera il bianco, se si miscelano sotto forma di pigmenti si ottiene il nero.

Non solo l’occhio, anche la psiche è fortemente coinvolta e la pelle è l’organo tramite. Per questo, in certi giorni ci vestiamo con colori che bandiremmo in altri. E alcuni scelgono di vestirsi sempre in nero. I minerali che decidiamo di utilizzare con la cromoterapia sono possibilmente da mettere a contatto proprio con la pelle. E ciò va fatto fino a che sentiamo sanata la lacuna.

Se ci sentiremo in surplus di bianco, eccesso di energia, magari causato da blocchi o da cause psichiche varie, i minerali neri sono indicati, infondono sicurezza, stabilità, concentrazione anche sulla  vita interiore. Se la causa non verrà rimossa, almeno i sintomi, come ad esempio il disagio, regrediranno.

 Se ci sentiamo un pò apatici, i minerali rossi sono stimolanti, dal punto di vista fisico sull’apparato circolatorio e il cuore, su quello psichico rendono più impulsivi, estroversi e capaci di aiutare gli altri. Per l’apporto del bianco la variante rosa rende più sensibili, ma tranquilli favorendo amore e compassione.

I minerali arancioni sono vitalizzanti, determinano una equilibrata distribuzione delle energie rafforzando l’intero organismo sia fisicamente che psichicamente.

I minerali gialli e color oro infondono coraggio e ottimismo esistenziale, si rivolgono all’apparato digerente e all’assimilazione dei nutrienti.

I minerali verdi svolgono attività armonizzante, stimolano fegato e cistifellea aiutando disintossicazione e rigenerazione. Il verde, colore della speranza, contrasta il pessimismo.

I minerali blu sono tranquillizzanti  e rendono più sensibili. Evitano il ristagno dei liquidi organici, agiscono su rene e vescica e con essi sull’equilibrio ormonale e acido-basico.

I minerali viola hanno azione purificatrice e liberatoria, aiutano sia l’apparato respiratorio che il digerente nei processi di eliminazione. Sul piano psichico aiutano a comunicare con gli altri.

I minerali trasparenti, bianchi o argentei rafforzano ciò che è già in noi, non potendo assorbire nessuna frequenza luminosa. Il bianco stimola la chiarezza, l’argento agisce sull’introspezione.

I minerali con giochi cromatici e multicolori agiscono soprattutto a livello psichico, infondono gioia di vivere, sarebbero da portare con sé in vacanza, infondono il piacere del gioco.