Ematite

Ematite
Classificazione Strunz	4.CB.05
Formula chimica	Fe2O3
Proprietà cristallografiche
Gruppo cristallino	dimetrico
Sistema cristallino	trigonale
Classe di simmetria	scalenoedrica ditrigonale
Parametri di cella	a: 5,0317, c: 13,737
Gruppo puntuale	3 2/m
Gruppo spaziale	R 3c
Proprietà fisiche
Densità	5,2-5,26-5,3 g/cm³
Durezza (Mohs)	5-6,5
Sfaldatura	nessuna
Frattura	concoide, irregolare, subconcoide
Colore	grigio rossastro, rosso, nero rossastro, da grigio acciaio a nero
Lucentezza	metallica, submetallica, terrosa
Opacità	da subtranslucido ad opaco
Striscio	bruno rossastro
Diffusione	diffusa
	Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale

L'ematite è un minerale del ferro (un ossido), abbastanza frequente in natura, appartenente all'omonimo gruppo. Il nome deriva dal greco αἷμα (haîma) - "sangue", dal colore rosso sangue che talvolta assume il minerale allo stato cristallino, mentre la sua polvere è sempre rossa. Secondo lo storico Teofrasto, la pietra sarebbe simile al sangue solidificato^[4].

Storia

L'ematite di colore rosso, avente una consistenza grassa per via di argille mischiate ad essa e perciò resistente alle intemperie, è utilizzata fin dalla notte dei tempi per marchiare il bestiame o tracciare i confini di proprietà^[3].

Dall'uso in arti grafiche dell'ematite viene il termine "matita", in quanto questo materiale fu usato per produrre le prime matite^[3].

Abito cristallino

Possiede un sistema cristallino trigonale^[1]^[2]. Terroso^[1], tabulare^[1] (una delle caratteristiche più frequenti dei cristalli è quello di presentarsi in lamelle molto sottili o tabulari con la base molto sviluppata^[3]). Tuttavia l'abito può essere anche lenticolare con le facce del romboedro con gli spigoli smussati o arrotondati. Più raramente l'abito è romboedrico o più complesso con combinazioni di romboedri con facce bipiramidali esagonali. Sovente si hanno striature triangolari che evidenziano la simmetria trigonale del minerale^[3].

Origine e giacitura

Il minerale si trova in molte rocce effusive, nelle pegmatiti e nei filoni idrotermali ove i magmi residui si consolidano^[4], tuttavia non manca anche la genesi sedimentaria per diagenesi della limonite^[4].

È un minerale comunemente presente in situazioni di sovrasaturazione da ossigeno. Geneticamente è comune come minerale autigeno nei suoli o come minerale di alterazione superficiale. Può essere presente localmente in rocce magmatiche o metamorfiche regionali. Comune anche in giacimenti di tipo pneumatolitico e in skarn. I giacimenti principali sono tuttavia relazionabili a un evento unico e irripetibile nella storia del pianeta e sono concentrati nelle aree cratoniche principali. Si tratta dei cosiddetti BIF (Banded iron formation o taconiti^[4]: formazioni ferrose stratificate) testimonianti la comparsa dell'ossigeno libero in atmosfera e idrosfera a opera dei primi processi di fotosintesi clorofilliana. I BIF sono rocce sedimentarie chimiche marine di età paleoproterozoica (ca. 2 Ga), che spesso prendono il nome dalle località di affioramento (es. in Brasile sono note come Itaibiriti dal complesso minerario di Itabira, località sita all'interno del cratone di S. Francisco, stato di Minas Gerais).

Oltre alle BIF o taconiti, notevole importanza^[3] hanno anche formazioni sedimentarie metamorfosate dette itabiriti e jaspiriti site in Brasile, Africa e Australia, costituite da strati ferrosi di ematite alternati a strati silicei che possono arrivare a centinaia di metri d'altezza e a centinaia di chilometri di estensione^[3] e avere un tenore di ferro che si aggira intorno al 40%^[3].

I principali paesi produttori a livello industriale sono Angola, Australia, Spagna, Cile, Sudafrica, Venezuela, Brasile, Liberia, Mauritania, Norvegia, Svezia.

Forme in cui si presenta in natura

I cristalli più famosi sono gli enormi geminati a rosa di ferro presenti nei giacimenti brasiliani e argentini. Alcuni esemplari raggiungono un metro di diametro. In Europa famosi sono i geminati a rosa di ferro^[3] delle Alpi, tra cui quelli del San Gottardo, e i cristalli non geminati (varietà oligisto) dell'isola d'Elba.

Si trova anche in aggregati microcristallini reniformi^[3]. Ancora oggi è possibile trovarne splendidi esemplari cristallizzati in diverse regioni italiane; famosi sono i cristalli rinvenibili nelle discariche delle miniere dell'Isola d'Elba (cantieri Bacino^[3] e Valle Giove^[3], LI).

L'ematite dell'Isola d'Elba

Tra i migliori cristalli dell'isola d'Elba sono quelli di Rio Marina^[3], da cui provengono cristallizzazioni con pirite^[3]. I cristalli più belli sono di colore nero o iridescenti per la presenza di goethite^[3]. La località isolana ricca di ematite è Vigneria^[3]. Forniscono interessanti campioni il cantiere Bacino (cristalli in abito romboedrico) e il cantiere di Valle Giove (cristalli con abito lenticolare o lamellare molto affilati, insieme a pirite, quarzo ed adularia).

Nella località Terranera è presente un lago formatosi per l'asportazione di ematite, separato dal mare da una sottile fascia di terra^[3].

Le miniere dell'isola d'Elba operano dall'epoca degli Etruschi, come attestato dai resti di scorie ferrose trovate nei dintorni di Populonia ove l'ematite veniva trasportata per la lavorazione^[3].

L'ematite dei vulcani e delle Alpi

Nelle fumarole di alcuni vulcani, tra cui il Vesuvio, Etna, Stromboli, sono stati trovati ottimi cristalli tabulari, lamellari, la cui genesi è simile a quella della tenorite^[3].

Le Alpi forniscono le "rose di ferro"; tra le località da ricordare sono il Passo del Gottardo e molte località dell'Ossola^[3]. Sono numerosi gli esempi di epitassia su rutilo presso il passo dell'Oberalp ed in Valle di Binn^[3].

Varietà di ematite

Una varietà terrosa (microcristallina pulverulenta), detta ocra rossa^[5], è usata come pigmento colorante; si genera da processi di alterazione superficiale dei giacimenti ferriferi con formazione di "cappellacci".
Altre varietà sono l'oligisto^[5]^[6] (grossi cristalli di origine pneumatolitica); l'ematite micacea^[5] (cristalli appiattiti in lamelle); e l'ematite fibrosa^[5] (con cristalli allungati secondo {0001}).

Un'altra varietà dell'ematite è la martite^[3]^[4], una modificazione^[4] mediante pseudomorfosi di ematite su magnetite^[3].

I cristalli mantengono la struttura ottaedrica o rombododecaedrica originaria della magnetite, hanno colore nero acciaio e lucentezza molto viva, oppure sono opachi^[3]. Alcuni campioni di martite sono debolmente magnetici di un magnetismo residuo della magnetite^[3].

Caratteristiche chimico-fisiche

La struttura reticolare delle molecole è a doppia piramide con base triangolare, ai cui lati si trovano i tre atomi di ossigeno; ai vertici delle piramidi si trovano gli atomi di ferro^[4].

L'ematite si trova in vari minerali e rocce, tra cui il granito rosa di Baveno, che deve il colore rosa proprio a molecole di ematite^[4].
L'ematite è diffusa in minute lamelle disposte uniformemente in uno dei componenti del granito rosa, l'ortoclasio, che assume così la colorazione rosa^[4].

Peso molecolare: 159,69 grammomolecola^[1]
Densità di elettroni: 5,04 g/cm³^[1]
Indici quantici^[1]:
fermioni: 0,01
bosoni: 0,99
Indici di fotoelettricità^[1]:
- PE: 21,37 barn/elettroni
- ρ: 107,83 barn/cm³
Indice di radioattività: GRapi: 0 (Il minerale non è radioattivo)^[1]
Magnetismo: il minerale è magnetico solamente dopo riscaldamento^[1]^[4]; tuttavia la varietà martite presenta una debole quantità di magnetismo dervivante dalla pseudomorfosi di essa dalla magnetite^[3]
Solubilità in acidi: è solubile in acido cloridrico concentrato^[3].

Grazie alla forte presenza di ferro, l'ematite è un campione ideale per la spettroscopia Mössbauer: utilizzando come sorgente di fotoni ad alta energia il Cobalto 57, è possibile eccitare i livelli energetici nucleari degli isotopi di ferro 57 presenti all'interno del minerale^[7]. Lo spettro presenta sei picchi di assorbimento, il cui shift isomerico misurato è 0,36 mm/s a temperatura ambiente.^[8]

Gli usi

L'uso principale è quello dell'estrazione del ferro^[4].

La varietà ocra rossa è utilizzata come pigmento^[4]. Le varietà compatte si adoperano in campo gemmologico ed in cristalloterapia^[4]. In passato veniva usata per fermare le emorragie^[9].

Note

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ ^o ^p ^q ^r ^s ^t ^u ^v ^w Hematite Mineral Data, su webmineral.com. URL consultato il 25 maggio 2022.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ ^o Hematite, su www.mindat.org. URL consultato il 25 maggio 2022.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ ^o ^p ^q ^r ^s ^t ^u ^v ^w ^x ^y ^z ^aa ^ab ^ac ^ad ^ae Autori Vari, Ematite in "Come collezionare i minerali dalla A alla Z, vol. I", pagg. 261-269, Peruzzo editore (1988), Milano
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ ^o ^p ^q ^r ^s ^t ^u ^v Autori Vari, Scheda ematite in "Il magico mondo di minerali & gemme", De Agostini (1993-1996), Novara
^ ^a ^b ^c ^d Scheda del minerale su catalogomultimediale.unica.it, su catalogomultimediale.unina.it. URL consultato il 3 luglio 2011 (archiviato dall'url originale il 23 marzo 2017).
^ Oligisto: Definizione e significato di oligisto - Dizionario italiano - Corriere.it, su dizionari.corriere.it. URL consultato il 25 maggio 2022.
^ Yi-Long Chen e De-Ping Yang, Mössbauer Effect in Lattice Dynamics, Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2007, ISBN 978-3-527-40712-5.
^ Francis Menil, Systematic Trends of the ${\textstyle ^{57}Fe}$ Mössbauer Isomer Shifts in ${\textstyle (FeO_{n})}$ and ${\textstyle (FeF_{n})}$ Polyhedra. Evidence of a new Correlation between the Competing Bond T-X (-Fe) (where X is O or F and T any Element with a Formal Positive Charge), in Journal of Physics and Chemistry of Solids, vol. 46, n. 7, Pergamon Press Ltd., 10 dicembre 1984.
^ Michael Tierra, Grande manuale di erboristeria, Edizioni Mediterranee, ISBN 978-88-272-1083-3.