Visualizza wikitesto di Mineralogia

La '''mineralogia''' è la [[scienza]] che studia la composizione [[chimica]], la struttura [[cristallo|cristallina]] e le caratteristiche fisiche ([[durezza]], [[magnetismo]], proprietà [[ottica|ottiche]] ecc.) dei [[Minerale|minerali]] nonché la loro genesi, trasformazione ed utilizzo da parte dell'uomo.

Oggi la nomenclatura dei minerali è codificata dall'International Mineralogical Association (IMA) composta dalle varie organizzazioni che rappresentano i mineralogisti nei vari paesi.

Fino al [[gennaio]] [[2002]] le specie mineralogiche riconosciute dall'IMA erano 3910. Di queste circa 150 sono considerate comuni, altre 50 sono poco comuni ed le rimanenti sono classificabili come rare od estremamente rare.

La mineralogia comprende 5 sottodiscipline:<br/>
* Mineralogia descrittiva: si occupa della misurazione e della registrazione delle proprietà fisiche che sono di ausilio nell'identificazione e nella descrizione dei minerali.<br/>
* [[Cristallografia]]: indaga la struttura interna delle sostanze cristalline.<br/>
* Cristallochimica: studia le relazioni tra composizione chimica, struttura interna e proprietà fisiche.<br/>
* Classificazione: classificazione di tutte le specie minerali esistenti.<br/>
* Distribuzione geologica: caratterizzazione del luogo di origine dei minerali.<br/>

==Storia==

Prime speculazioni, studi, e [[teoria|teorie]] di mineralogia furono scritte nell'antica [[Babilonia]], nel mondo antico [[Greco-Romano]], nella [[Storia della Cina|Cina]] antica e medievale, e annotate nei ''prana'' di testi [[Sanscrito|sanscriti]] dell'antica [[India]].<ref name="needham volume 3 637">Needham, Volume 3, 637.</ref> Comunque, i primi studi scientifici sistematici di minerali e rocce furono sviluppati nell'[[Europa]] post-[[Rinascimento|rinascimentale]].<ref name="needham volume 3 636">Needham, Volume 3, 636.</ref> Lo studio credibile della mineralogia fu fondato sulle basi della [[cristallografia]] e sullo studio [[microscopio|microscopico]] di sezioni di rocce con l'invenzione del [[microscopio]] nel [[XVII secolo]].<ref name="needham volume 3 636"/>

===Europa e Medio Oriente===

[[Image:Aristotle.jpg|thumb|[[Aristotele]] ([[384 a.C.|384]]-[[322 a.C.|322]] a.C.)]]
Gli scrittori dell'[[Antica Grecia]] [[Aristotele]] ([[384 a.C.|384]]-[[322 a.C.|322]] a.C.) e [[Teofrasto]] ([[370 a.C.|370]]-[[285 a.C.|285]] a.C.) furono i primi, nella tradizione occidentale, a scrivere sui minerali e sulle loro proprietà, così come a darne una spiegazione [[metafisica]]. Il [[Filosofia greca|filosofo greco]] Aristotele, nella sua ''[[Meteorologia (Aristotele)|Meteorologia]]'', teorizzò che tutte le sostanze conosciute fossero composte dai quattro elementi acqua, aria, terra e fuoco,  con le proprietà della secchezza, umidità, calore, e freddo.<ref name="bandy i">Bandy, i (Forward).</ref> Il filosofo e [[botanico]] greco Teofrasto nella sua opera ''De Mineralibus'', accettò il punto di vista di Aristotele, e divise i minerali in due categorie: quelli affetti da secchezza e quelli affetti da umidità.<ref name="bandy i"/>

La teoria aristotelica dell'emanazione ed esalazione metafisica (''anathumiaseis'') includeva le prime speculazioni sulle [[scienze della terra]], integrando la mineralogia. Secondo questa teoria, mentre si supponeva che i metalli congelassero per la perdita di umidità, l'esalazione secca di gas (''pneumatodestera'') era la causa materiale efficiente dei minerali trovati nel suolo terrestre.<ref name="needham volume 3 636 637">Needham, Volume 3, 636-637.</ref> Il filosofo postulò queste idee usando l'esempio dell'umidità sulla superficie terrestre (un vapore umido 'potenzialmente come acqua'), metre gli altri erano espulsi dalla [[Terra]] stessa, facendo capo agli attributi di caldo, secco, fumoso, ed altamente combustibile ('potenzialmente come fuoco').<ref name="needham volume 3 636 637"/> La teoria metafisica di Aristotele, sin dai tempi antichi, ha avuto un grande raggio d'influenza su teorie simili formulate più tardi in Europa, come ha notato lo storico Berthelot:

<blockquote>
''La teoria delle esalazioni fu il punto di partenza per le successive idee sulla generazione dei metalli nella terra, che incontriamo con [[Proclo]], e che regnò durante il [[Medioevo]].''<ref name="needham volume 3 637"/>
</blockquote>

Con filosofi come [[Proclo]], la teoria del [[Neoplatonismo]] venne diffusa anche nel mondo [[Islamico]] durante il [[Medioevo]], costituendo anche una base per le idee metafisiche sulla mineralogia nel [[Medio Oriente]] medievale. Gli scienziati islamici medievali che si occuparono di questi temi furono molti, includendo gli scienziati [[persiani]] [[Ibn Sina]] (ابوعلى سينا/پورسينا‎) ([[980]]-[[1037]] d.C.), che rifiutò l'[[alchimia]] e le primitive nozioni della metafisica greca sul fatto che i metalli ed altri elementi potessero essere trasformati in altri.<ref name="needham volume 3 637"/> Comunque, era largamente diffusa nella metafisica del mondo greco antico ed in quello medievale l'idea del lento cambiamento in composizione chimica della [[crosta terrestre]].<ref name="needham volume 3 637"/> In questo contesto si trova anche lo scienziato [[Jabir ibn Hayyan]] ([[721]]-[[815]] d.C.), il primo a portare il metodo sperimentale in alchimia. Aiutato dalla [[matematica]] [[Pitagora|pitagorica]], scoprì il metodo di sintesi per l'[[acido cloridrico]], l'[[acido nitrico]], ed i metodi per la [[distillazione]] e la [[cristallizzazione]] (le ultime due sono state essenziali per la compresione della moderna mineralogia).

L'antica terminologia mineralogica greca si è perpetrata per secoli, con un'ampia diffusione in epoca moderna. Per esempio, la parola [[Lingua greca|greca]] [[asbestos]] (che significa 'inestinguibile', or 'inappagabile'), è utilizzata per gli insoliti minerali che oggi sappiamo contenere strutture [[fibra|fibrose]].<ref name="needham volume 3 656">Needham, Volume 3, 656.</ref> Gli storici antichi [[Strabone]] ([[63]] d.C -[[19]] d.C.) e [[Plinio il Vecchio]] ([[23]]-[[79]] d.C.) scrissero entrambi dell'asbestos, delle sue qualità, e delle sue origini, con la credenza [[ellenistica]] che fosse un tipo di [[vegetale]].<ref name="needham volume 3 656"/> Plinio il Vecchio lo elencò come un vegetale comune in India, mentre lo storico [[Yu Huan]] ([[239]]-[[265]] d.C.) in [[Cina]] elencò questo 'straccio ignifugo' come un prodotto dell'antica [[Roma]] o [[Arabia]] (cinese: [[Daqin]]).<ref name="needham volume 3 656"/> Benchè la documentazione di questi minerali nei tempi antichi non raggiunga quella della moderna classificazione scientifica, esistevano nondimeno ampi scritti di mineralogia. Per esempio, Plinio dedicò 5 interi volumi della sua opera ''[[Naturalis Historia]]'' (77 d.C.) alla classificazione di "terre, metalli, pietre, e gemme".<ref name="ramsdell 164">Ramsdell, 164.</ref> Comunque, prima delle opere che decretarono la definitiva fondazione della mineralogia nel [[XVI secolo]], gli antichi riconobbero non meno di 350 [[minerali]] da elencare e descrivere.<ref name="needham volume 3 646">Needham, Volume 3, 646.</ref>

====Georgius Agricola, 'Padre della Mineralogia'====
[[Image:Georg Agricola.jpg|thumb|200px|[[Georg Agricola]] ([[1494]]-[[1555]])]]
All'inizio del [[XVI secolo]], gli scritti dello scienziato [[tedesco]] Georg Bauer, firmatosi [[Georgius Agricola]] ([[1494]]-[[1555]]) nel suo ''Bermannus, sive de re metallica dialogus'' ([[1530]]) sono considerati essere gli scritti fondanti della mineralogia nel senso moderno del loro studio. Agricola crisse il trattato come un [[fisico]] di città, e facendo esperimenti a [[Jáchymov|Joachimsthal]], che era allora un centro ricco di [[miniere]] e fonderie [[metallurgia|metallurgiche]] industriali. Nel [[1544]], pubblicò il suo lavoro scritto ''De ortu et causis subterraneorum'', che è considerato essere una pietra miliare per la moderna [[geologia]] fisica. Nella sua opera (in maniera molto simile ad Ibn Sina) Agricola criticò fortemente le teorie sostenute dagli antichi filosofi greci come [[Aristotele]]. Il suo lavoro sulla mineralogia e sulla metallurgia continuò con la pubblicazione del ''De veteribus et novis metallis'' nel [[1546]], e culminò nel suo lavoro più conosciuto, il ''[[De re metallica]]'' del [[1556]]. Era un lavoro impressionante in cui venivano esplicate questioni relative all'estrazione, raffinazione, e fusione dei metalli, affiancate da discussioni sulla geologia dei depositi minerali, sulla [[topografia]], sulla costruzione delle miniere e sulla loro [[ventilazione]]. Per i seguenti due secoli questo lavoro scritto è rimasto in [[Europa]] il testo più autorevole sulle miniere.

Agricola sviluppò molte teorie mineralogiche sulla base di esperienze pratiche, inclusa la comprensione del concetto di canali di deposito, formati dalla circolazione delle acque del suolo ('succi') in [[fessura|fessure]] che segue la deposizione delle rocce circostanti.<ref name="needham volume 3 649">Needham, Volume 3, 649.</ref> Come verrà notato sotto, la mineralogia cinese medievale aveva già precedentemente sviluppato questo tipo di concetto.

Per il suo lavoro, Agricola è stato fatto conoscere ai posteri come il "Padre della Mineralogia".

Dopo le fondamentali opere scritte da Agricola, l'opera ''Gemmarum et Lapidum Historia'' di [[Anselmus de Boodt]] ([[1550]]-[[1632]]) di [[Bruges]] è ampiamente riconosciuta dalla comunità scientifica come la prima opera definitiva di mineralogia moderna.<ref name="needham volume 3 646"/> Il [[chimico]] minatore tedesco [[J.F. Henckel]] scrisse il suo ''Flora Saturnisans'' del [[1760]], che fu il primo trattato in Europa a trattare di minerali geobotanici, benchè i cinesi avessero menzionato questi concetti in trattati precedenti del [[1421]] e del [[1664]].<ref name="needham volume 3 678">Needham, Volume 3, 678.</ref> Inoltre, lo scrittore cinese [[Du Wan]] fece chiari riferimenti al rapporto tra precipitazioni e rapporti di erosione nella sua opera ''Yun Lin Shi Pu'' del [[1133]], prima del lavoro di Agricola del [[1546]].<ref name="needham volume 3 604"/>

===Cina ed Estremo Oriente===

Nella [[Cina]] antica, la più antica lista letteraria di minerali è databile almeno al [[IV secolo a.C.]], con il libro ''Ji Ni Zi'', in cui sono elencati 24 minerali.<ref name="needham volume 3 643">Needham, Volume 3, 643.</ref> L'idea cinese della mineralogia metafisica risale almeno all'antica dinastia '''Han''' ([[202 a.C.|202]] a.C.-[[220]] d.C.). Dal testo del [[II secolo a.C.]] dell`''Huai Nan Zi'', i cinesi usano termini di [[taoismo]] ideologico per descrivere [[meteorologia]], [[precipitazioni]], i differenti tipi di minerali, la metallurgia e l'alchimia.<ref name="needham volume 3 640">Needham, Volume 3, 640.</ref> Benchè la comprensione di questi concetti ai tempi di Han fosse di natura taoista, le teorie proposte erano simili a quelle formulate da [[Aristotele]] nella sua teoria sulle esalazioni mineralogiche (descritta sopra).<ref name="needham volume 3 640"/> A partire dal [[122 a.C.]], i cinesi avevano perciò formulato la teoria per la metamorfosi dei minerali, benchè alcuni storici come Dubs abbiano notato che la tradizione della dottrina alchemica-mineralogica cinese riporti alla Scuola dei Naturalisti guidata dal filosofo [[Zou Yan]] ([[305 a.C.]]-[[240 a.C.]]).<ref name="needham volume 3 641">Needham, Volume 3, 641.</ref> All'interno dell'ampia categoria di rocce e pietre (shi) e metalli e leghe (jin), dai tempi di Han i cinesi aveano centinaia (se non migliaia) di tipi di pietre e minerali listate, oltre che molte teorie sulla loro formazione.<ref name="needham volume 3 641"/><ref name="needham volume 3 651"/>

Nel [[V secolo]] d.C., il Principe [[Qian Ping Wang]] della [[Dinastia Liu Song]] scrisse nell'enciclopedia ''Tai-ping Yu Lan'' (circa [[444]] d.C, dal libro perso ''Dian Shu'', o ''Gestione di tutte le Tecniche''):

<blockquote>
''Le cose più preziose del mondo sono conservate nella regione più interna di tutte. Per esempio, c'è [[orpimento]]. Dopo cento anni esso cambia in [[realgar]]. Dopo altri cento anni il realgar si trasforma in oro giallo.''<ref name="needham volume 3 638">Needham, Volume 3, 638.</ref>
</blockquote>

Nell'antica [[Cina]] [[medioevo|medievale]], la mineralogia divenne fermamente legata ad osservazioni [[empirismo|empiriche]] in farmaceutica e [[medicina]]. Per esempio, il famoso [[orologiaio]] ed [[ingegnere]] [[meccanica|meccanico]] [[Su Song]] ([[1020]]-[[1101]] d.C.) della [[Dinastia Song]] ([[960]]-[[1279]] d.C.) scrisse di mineralogia e [[farmacologia]] nella sua opera ''Ben Cao Tu Jing'' del [[1070]]. Nel suo scritto, egli creò un approccio sistematico per listare vari minerali differenti ed il loro uso nei miscugli medicinali, come ad esempio tutte le varie forme conosciute di [[mica]] che possono essere usate per curare vari problemi [[digestione|digestivi]].<ref name="needham volume 3 648">Needham, Volume 3, 648.</ref> Su Song fece anche considerazioni sulla frattura [[subconcoidale]] del [[cinabro]] nativo, sui segni di letti di deposito minerale, e fornì descrizioni sulla forma dei minerali.<ref name="needham volume 3 649">Needham, Volume 3, 649.</ref> In maniera simile ai filoni minerali formati dalla circolazione di acqua del suolo menzionata sopra a proposito dello scienziato tedesco Agricola, Su Song fece affermazioni concernenti il [[carbonato di rame]], come aveva già fatto prima ''Ri Hua Ben Cao'' nel [[970]] d.C. con il [[solfato di rame]].<ref name="needham volume 3 649"/>

Lo scienziato della [[Dinastia Yuan]], [[Zhang Si-xiao]] (morto nel [[1332]]) scrisse un innovativo trattato sulla concezione dei depositi di minerali a partire dalla circolazione delle acque nel suolo e nelle fessure delle rocce, due secoli prima che Georgius Agricola giungesse a simili conclusioni.<ref name="needham volume 3 650">Needham, Volume 3, 650.</ref> Nella sua opera ''Suo-Nan Wen Ji'', egli applicò questa teoria nel descrivere la deposizione di minerali per mezzo di [[evaporazione]] di (o per precipitazione da) acque del suolo in filoni di minerali.<ref name="needham volume 3 651">Needham, Volume 3, 651.</ref>

In aggiunta alle teorie alchemiche già accennate, scrittori cinesi più tardi come il [[fisico]] della [[Dinastia Ming]] [[Li Shizhen]] ([[1518]]-[[1593]]) mise per iscritto alcune teorie di mineralogia simili a quelle metafisiche di [[Aristotele]], come scrisse nel trattato di [[farmaceutica]] ''Běncǎo Gāngmù'' (本草綱目, ''[[Compendium of Materia Medica]]'', [[1596]]).<ref name="needham volume 3 637"/> Un'altra figura dell'era [[Ming]], il famoso [[geografo]] [[Xu Xiake]] ([[1587]]-[[1641]]) scrisse a proposito di depositi mineralogici e [[micascisto|micascisti]] in un suo trattato.<ref name="needham volume 3 645">Needham, Volume 3, 645.</ref> Comunque, mentre la letteratura europea sulla mineralogia divenne ampia e varia, gli scrittori delle dinastie Ming e [[Dinastia Qing|Qing]] scrissero poco sull'argomento (anche in confronto a ciò che era stato prodotto durante l'era Song). Gli unici altri lavori degli di nota composti in queste due ere sono lo ''Shi Pin'' (''Gerarchia delle Pietre'') di [[Yu Jun]] del [[1617]], e lo ''Guai Shi Lu'' (''Rocce Strane'') di [[Song Luo]] del [[1665]], e il ''Guan Shi Lu'' (''Sull'osservazione delle Rocce'') del [[1668]].<ref name="needham volume 3 645"/> Comunque, una figura degna di nota nella dinastia Song è Shen Kuo.

====Le teorie di Shen Kuo====
[[Image:Shen Kua.JPG|thumb|[[Shen Kuo]] (沈括) ([[1031]]-[[1095]]).]]
L'uomo di stato e scienziato della dinastia medievale cinese [[Dinastia Song|Song]], [[Shen Kuo]] ([[1031]]-[[1095]]) scrisse una sua teoria sulla formazione delle terre, che includeva alcuni aspetti di mineralogia. Nella sua opera ''Meng Xi Bi Tan'' (梦溪笔谈; in inglese ''Dream Pool Essays'', [[1088]]), Shen formulò delle ipotesi sui processi che presiedevano alla formazione delle terre ([[geomorfologia]]); tali teorie erano basate sulle osservazioni di conchiglie [[marine]] [[fossili]] in uno strato geologico delle [[Montagne Taihang]], a centinaia di chilometri di distanza dall' [[Oceano Pacifico]].<ref name="sivin III 23">Sivin, III, 23.</ref> Egli inferì che che la terra si era formata per l'erosione delle montagne e per la deposizione di [[silt]], e descrisse quindi l'[[erosione]], la [[sedimentazione]] ed il sollevamento.<ref name="sivin III 23 24">Sivin, III, 23-24.</ref> In un suo primo lavoro (circa [[1080]]), egli scrisse di un curioso fossile di una creatura apparentemente marina trovata molto nell'entroterra.<ref name="needham volume 3 618">Needham, Volume 3, 618.</ref> È anche interessante notare che il contemporaneo autore dell'opera ''Xi Chi Cong Yu'' attribuì l'idea di particolari luoghi sotto i mari in cui serpenti e granchi venivano pietrificati ad un [[Wang Jinchen]]. Con gli scritti di Shen Kuo sulla scoperta dei fossili, si accompagnò anche un'ipotesi sui [[mutamento climatico|mutamenti climatici]] con il passare del tempo.<ref name="needham volume 3 614">Needham, Volume 3, 614.</ref> Le ragioni di tali supposizioni sono da ricercare nel ritrovamento di centinaia di [[Bambuseae|bamboo]] [[pietrificazione|petrificati]] in una zona a clima secco della [[Cina]] del nord, quando un'enorme valanga sul letto di un fiume li rivelò.<ref name="needham volume 3 614"/> Shen teorizzò che in tempi preistorici, il clima di Yanzhou doveva essere stato molto pivoso ed umido come quello della Cina meridionale, dove i bamboo trovano un clima ideale per la crescita.<ref name="needham volume 3 614"/>

In maniera simile, lo storico [[Joseph Needham]] paragonò le teorie di Shen con quelle dello scienziato [[scozzese]] [[Roderick Murchison]] ([[1792]]-[[1871]]), che ebbe l'ispirazione per diventare geologo dopo aver osservato una provvidenziale valagna. Inoltre, la descrizione di Shen delle deposizioni sedimentarie è precedente rispetto a quella di [[James Hutton]], che scrisse la sua innovativa opera (considerata la pietra miliare della geologia moderna) nel [[1802]].<ref name="needham volume 3 604">Needham, Volume 3, 604</ref> Anche l'influente filosofo [[Zhu Xi]] ([[1130]]-[[1200]]) scrisse su curiosi fenomeni naturali come i fossili, ed aveva letto le opere di Shen Kuo.<ref name="chan 15">Chan, 15.</ref> A confronto, la prima menzione sui fossili nel mondo occidentale si ebbe all'incirca due secoli dopo, con [[Luigi IX]] nel [[1253]], che scoprì fossili di animali marini (come riportato nei registri di Joinville del [[1309]]).<ref name="chan 14">Chan, 14.</ref>

==Mineralogia moderna==

[[Image:Chalcocite.jpg|thumb|200px|[[Calcocite]], un minerale formato da solfuro di [[rame]].]]
Storicamente, la mineralogia è sempre stata in stretta relazione con la [[tassonomia]] dei minerali che formano le rocce; a questo scopo, è nata l'[[Associazione Mineralogica Internazionale]] (IMA), un'organizzazione i cui membri rappresentano i mineralogisti nei propri Paesi. Le sue attività includono l'organizzazione dei nomi dei minerali (attraverso la Commissione per i Nuovi Minerali e per i Nomi dei Minerali), la localizzazione dei minerali conosciuti, ecc. Al 2004, ci sono oltre [[Lista dei minerali (completa)|4,000 specie]] di minerali riconosciute dall'IMA. Di queste, forse 150 possono essere chiamate "comuni," altre 50 sono "occasionali," ed il resto vanno da "rare" ad "estremamente rare."

Più recentemente, guidata dai progressi nelle tecniche sperimentali (come la [[diffrazione a neutroni]]) e la disponibilità di potere computazionale (quest'ultimo ha permesso l'elaborazione di simulazioni su scala atomica molto accurate del compostamento dei cristalli), la scienza ha cominciato a prendere in esame problemi più generali relativi alla  [[chimica inorganica]] e alla [[fisica dello stato solido]]. Quest'ultima, comunque incentra il suo studio sulle strutture cristalline comunemente incontrate nei minerali che formano le rocce (come le [[perovskite|perovskiti]], i [[minerali argillosi]] e le [[Tectosilicati|strutture silicatiche]]). In particolare, in questo campo si sono fatti dei grandi passi avanti nella comprensione delle relazioni tra la struttura in scala atomica dei minerali e le loro funzioni; in natura, degli esempi prominenti potrebbero essere accurate misurazioni e previsioni delle proprietà elastiche dei minerali, che hanno portato ad uno sguardo approfondito sul comportamento [[sismologia|seismologico]] di rocce e discontinuità profonde nei sismogrammi del [[mantello terrestre]]. A questo scopo, nel loro concentrarsi sulla connessione tra fenomeni su scala atomica e proprietà macroscopiche, le '''scienze dei minerali''' (come sono ora comunemente conosciute) mostrano forse più sovrapposizione con la [[scienza dei materiali]] di qualsiasi altra disciplina.

=== Mineralogia fisica ===
Nello studio, classificazione e riconoscimento dei  minerali vengono considerate alcune loro proprietà fisiche e chimiche:
* [[Struttura cristallina]] e  [[abito cristallino]] ossia l'aspetto determinato dalle forme cristalline.
* Concrescimenti, [[geminazione|geminazioni]] (associazione non parallela di due o più minerali della stessa specie) e striature<br/>
* [[Lucentezza]], [[colore]] del minerale, colore dello [[striscio]] su di una superficie ruvida bianca e colorazione della [[borace|perla al borace]]
* [[Sfaldatura]] e modalità di fratturazione
* [[Durezza]], usualmente misurata empiricamente con la  [[Scala di Mohs]]
* [[Peso specifico]]<br/>
* [[Magnetismo]] e [[paramagnetismo]]<br/>
* [[Radioattività]]<br/>
* Reazione all'[[acido cloridrico|HCl]]<br/>
* Fusibilità alla [[fiamma]]

=== Mineralogia chimica===
La chimica mineralogica studia la composizione chimica dei minerali allo scopo di identificarli, classificarli, e categorizzarli, anche come mezzo per studiare la maniera di trarre beneficio dalle loro proprietà. Ci sono pochi minerali classificati come elementi in sè, ed tra questi ci sono [[zolfo]], [[rame]], [[argento]] ed [[oro]], in quanto la gran parte dei minerali è costituita da un composto chimico, di complessità variabile.<ref name="ramsdell 165">Ramsdell, 165.</ref> Dal punto di vista della divisione dei minerali partendo dal chimismo, molti sono compresi nel gruppo [[isomorfismo|isomorfo]], e sono basati su analoga composizione chimica e simili forme dei cristalli. Un buon esempio di classificazione isomorfa potrebbe essere quello del gruppo della [[calcite]], che contiene i minerali calcite, [[magnesite]], [[siderite]], [[rodocrosite]] e [[smithsonite]].<ref name="ramsdell 166">Ramsdell, 166.</ref>

===Biomineralogia===
La Biomineralogia è un campo di studi incrociati tra mineralogia, [[paleontologia]], e [[biologia]]. Questa disciplina studia come piante ed animali stabilizzano i minerali tramite controllo biologico, e la sequenza con cui questi minerali vengono sostituiti dopo la deposizione.<ref>Scurfield , G. (1979) "Wood Petrifaction: an aspect of biomineralogy" ''Australian Journal of Botany'' 27(4): pp. 377-390</ref> La biomineralogia fa uso di tecniche ereditate dalla chimica mineralogica, specialmente per gli studi isotopici, per determinare come alcuni aspetti della mineralogia siano rapportabili con forme viventi come animali e piante<ref>Christoffersen, M.R., Balic-Zunic, T., Pehrson, S., Christoffersen, J. (2001) "Kinetics of Growth of Columnar Triclinic Calcium Pyrophosphate Dihydrate Crystals" ''Crystal Growth & Design'' 1(6): pp. 463-466.</ref><ref>Chandrajith, R., Wijewardana, G., Dissanayake, C.B., Abeygunasekara, A. (2006) "Biomineralogy of human urinary calculi (kidney stones) from some geographic regions of Sri Lanka" ''Environmental Geochemistry and Health'' 28(4): pp. 393-399</ref> così come l'originale contenuto in minerali dei fossili.<ref>Lowenstam, Heitz A. (1954) "Environmental relations of modification compositions of certain carbonate secreting marine invertebrates" ''Proceedings of the National Academy of Sciences (USA)'' 40(1): pp. 39-48</ref>

=== Mineralogia ottica===
La mineralogia [[ottica]] è una branca della mineralogia che utilizza le sorgenti luminose come mezzo per identificare e classificare i minerali. Tutti i minerali che non fanno parte del [[sistema cristallino]] cubico hanno doppia [[rifrazione]], e quando la luce ordinaria li attraversa, il raggio luminoso viene diviso in due [[raggio (geometria)|raggi]] piani [[Polarizzazione della radiazione elettromagnetica|polarizzati]] che viaggiano a [[velocità]] differenti e vengono [[rifrazione|rifratti]] ad [[angolo|angoli]] differenti. Le sostanze minerali che appartengono al sistema cubico possiedono solo un [[indice di rifrazione]].<ref name="ramsdell 166"/> Sostanze minerali [[sistema cristallino esagonale|esagonali]] e [[sistema cristallino tetragonale|tetragonali]] hanno due indici, mentre quelle [[sistema cristallino ortorombico|ortorombiche]], [[sistema cristallino monoclino|monocline]], e [[sistema cristallino triclino|tricline]] hanno tre indici di rifrazione.<ref name="ramsdell 166"/> Con aggregati di minerali [[opacità|opachi]], l'identificazione è operata analizzando la luce riflessa da un apposito microscopio.<ref name="ramsdell 166"/>

===Struttura cristallina===

{{main|Cristallografia}}
I [[raggi X]] vengono usati per determinare gli arrangiamenti [[atomo|atomici]] dei minerali e quindi per identificarne la classe. Gli arrangiamenti degli atomi definiscono le strutture cristalline dei minerali. Alcuni minerali dalla grana molto fine, come le [[argilla|argille]], comunemente possono essere identificati velocemente proprio dalla loro struttura cristallina. La struttura di un minerale offre anche una maniera precisa per stabilirne l'isomorfismo.<ref name="ramsdell 166"/> Con la conoscenza di arrangiamento e composizione atomica dei minerali, è anche possibile dedurre il perchè un certo minerale abbia delle determinate caratteristiche fisiche<ref name="ramsdell 166"/>, ed è possibile calcolare come queste proprietà cambino con la pressione e la temperatura.

=== Ambienti di formazione ===
I minerali si possono formare in tre ambiti geologici diversi: l'ambito magmatico,  sedimentario e metamorfico.
In ambiente magmatico i minerali si possono cristallizzare in profondità o in superficie, oppure all'interno di vene (pegmatiti) o deposizione pneumatolitica o idrotermale.
In ambiente sedimentario i minerali si formano per deposizione di molecole derivanti dalla combinazione di [[ione|ioni]] disciolti nelle acque o per alterazione di preesistenti minerali. In ambiente metamorfico si formano per riorganizzazione dei minerali presenti a causa della [[pressione]] e della [[temperatura]].

Tra gli altri possibili metodi di formazione sono inclusi:<ref name="ramsdell 166 167">Ramsdell, 166-167.</ref>

*[[sublimazione]] da [[gas]] [[vulcano|vulcanici]];
*deposizione da [[soluzione|soluzioni]] acquose e [[brina|brine]] [[idrotermale|idrotermali]];
*cristallizzazione da [[magma]] [[igneo]] o [[lava]];
*ricristallizzazione per processi [[metamorfismo|metamorfici]] e di [[metasomatismo]]
*cristallizzazione durante la [[diagenesi]] dei sedimenti;
*formazione per [[ossidazione]] e [[corrosione]] di rocce negli ambienti dell'[[atmosfera]] o all'interno del [[suolo]].

===Usi===

I minerali sono essenziali per molte attività umane, basti pensare ai minerali utilizzati per migliorare la [[salute]] e impiegati nel [[fitness]] (come le [[acqua minerale|acque minerali]] o i composti [[vitamina|vitaminici]] commercializzati), sono componenti essenziali di molti prodotti metallici usati in varie [[commodity|commodities]] e [[macchine]], componenti essenziali di importanti materiali come [[calcare]], [[marmo]], [[granito]], [[ghiaia]], [[vetro]], [[intonaco]], [[cemento]], [[platica|plastiche]], ecc.<ref name="ramsdell 167">Ramsdell, 167.</ref> I minerali sono anche usati nei [[fertilizzante|fertilizzanti]] per arricchire i suoli di crescita delle colture [[agricoltura|agricole]].


== Classificazione cristallografica ==
In base alla classi di [[simmetria (mineralogia)|simmetria]], esternamente osservabile come forma dell'abito cristallino, i minerali si possono suddividere in 3 gruppi, suddivisi a loro volta in 7 sistemi e 32 classi.

=== Gruppo trimetrico ===
[[Sistema triclino]]<br\>
:1 Pediale (asimmetrico)<br\>
:2 Pinacoidale <br\>
[[Sistema monoclino]]<br\>
:3 Domatica<br\>
:4 Sfenoidale<br\>
:5 Prismatica<br\>
[[Sistema rombico]]<br\>
:6 Bisfenoidale rombica<br\>
:7 Piramidale rombica<br\>
:8 Bipiramidale

=== Gruppo dimetrico ===
[[Sistema tetragonale]]<br\>
&nbsp;9 Bisfenoidale tetragonale<br\>
&nbsp;10 Piramidale tetragonale<br\>
&nbsp;11 Scalenoedrica tetragonale<br\>
&nbsp;12 Trapezoedrica tetragonale<br\>
&nbsp;13 Piramidale ditetragonale<br\>
&nbsp;14 Bipiramidale ditetragonale<br\>
&nbsp;15 Bipiramidale tetragonale<br\>
[[Sistema esagonale]]<br\>
&nbsp;16 Piramidale esagonale<br\>
&nbsp;17 Trapezoedrica esagonale<br\>
&nbsp;18 Piramidale diesagonale<br\>
&nbsp;19 Bipiramidale esagonale<br\>
&nbsp;20 Bipiramidale diesagonale<br\>
[[Sistema trigonale]]<br\>
&nbsp;21 Bipiramidale trigonale<br\>
&nbsp;22 Bipiramidale ditrigonale <br\>
&nbsp;23 Piramidale trigonale<br\>
&nbsp;24 Romboedrica<br\>
&nbsp;25 Trapezoedrica trigonale<br\>
&nbsp;26 Piramidale ditrigonale <br\>
&nbsp;27 Scalenoedrica ditrigonale<br\>

=== Gruppo monometrico ===
[[Sistema cubico]]<br\>
&nbsp;28 Pentagono dodecaedrica tetraedrica<br\>
&nbsp;29 Icositetraedrico pentagonale<br\>
&nbsp;30 Esacistetraedrica<br\>
&nbsp;31 Diacisdodecaedrica<br\>
&nbsp;32 Esacisottaedrica

== Classificazione geologica dei minerali ==
I minerali vengono suddivisi in base alla loro composizione chimica ed alla loro struttura. Si dividono quindi in 12 gruppi:
# [[elemento chimico|Elementi]] nativi
# Solfuri e solfosali
# [[ossido|Ossidi]] e [[idrossido|idrossidi]]
# Alogenuri o aloidi
# Carbonati
# Nitrati
# Borati
# Fosfati, arseniati e vanadati
# Solfati (insieme a molibdati, cromati e wolframati)
# Silicati

=== Elementi nativi ===
Si chiamano cosi i minerali formati da un solo elemento. Gli elementi nativi presenti in natura sono 20, suddivisi in 3 categorie:
# metalli
# semimetalli
# non-metalli

I metalli hanno una struttura ad impacchettamento compatto degli atomi. I semimetalli tendono a legare ogni atomo con tre degli atomi vicini, formando così strutture a strati. I non metalli non hanno invece una struttura comune. Esempi di elementi nativi sono: [[diamante]], [[grafite]], [[zolfo]], [[ferro]], [[oro]], [[argento]], [[bismuto]], [[Mercurio (elemento)|mercurio]], [[rame]], [[platino]], ecc...

=== Solfuri e solfosali ===
I solfuri sono una classe di minerali molto importante, che comprende la maggior parte dei minerali metallici. Assieme ai solfuri vengono classificati anche i solfoarseniuri, gli arseniuri e i telluri.

Si presentano opachi, con colore e striscio caratteristici. Possiamo suddividere i solfuri in piccoli gruppi, con strutture simili tra di loro, ma è difficile fare delle geralizzazioni. Esempi di solfuri sono: [[pirite]], [[marcasite]], [[calcopirite]], [[bornite]], [[galena]], [[blenda]], [[antimonite]], [[cinabro]], mentre per gli arseniuri sono: [[realgar]], [[orpimento]].

Con solfosali si intende una categoria di minerali di zolfo non ossidati e diversi strutturalmente dai solfuri. I solfosali possono essere considerati dei solfuri doppi in cui alcuni semimetalli (As, Sb e Bi) sostituiscono i metalli. Esempi di solfosali sono l'[[enargite]] e la [[pirargirite]].

=== Ossidi e idrossidi ===
Con ossidi si intende un gruppo di minerali relativamente densi, duri e refrattari che sono generalmente presenti come fasi accessorie in rocce metamorfiche e ignee e come granuli resistenti all'alterazione nei depositi sedimentari. Gli idrossidi al contrario tendono ad avere densità e durezze inferiori e generalmente si trovano come prodotti secondari o di alterazione.
Esempi di ossidi sono: [[ematite]], [[corindone]], [[rutilo]], [[cassiterite]], [[spinello]], [[magnetite]]. Esempi di idrossidi sono: [[brucite]], [[diasporo]], [[goethite]].

=== Alogenuri ===
Il gruppo degli alogenuri si distingue per la predominanza di ioni alogeni [[elettronegatività|elettronegativi]] [[cloro|Cl]], [[bromo|Br]], [[fluoro|F]] e [[iodio|I]]. Quando si combinano con [[catione|cationi]] debolmente polari si comportano come corpi quasi perfettamente sferici il cui impacchettamento porta ad avere alti gradi di simmetria nell'abito cristallino. Esempi di alogenuri sono: [[salgemma]], [[fluorite]], [[silvite]], [[carnallite]], ecc...

=== Carbonati ===
I carbonati sono accomunati dal complesso anionico (CO<sub>3</sub>)<sup>2-</sup>. I carbonati anidri si dividono in tre gruppi strutturalmente diversi: il gruppo della [[calcite]], il gruppo dell'[[aragonite]], e il gruppo della [[dolomite]]. Oltre a questi gruppi esistono anche dei carbonati monoclini, con la presenza del gruppo (OH). Alcuni esempi di carbonati sono: calcite, [[aragonite]], dolomite, [[magnesite]], [[siderite]], [[rodocrosite]], [[smithsonite]], [[cerussite]], [[malachite]], [[azzurrite]].

=== Nitrati ===
Questo gruppo è strutturalmente simile al gruppo dei carbonati, in quanto il gruppo (NO<sub>3</sub>)<sup>-</sup> è molto simile al gruppo (CO<sub>3</sub>)<sup>2-</sup>. A causa della maggior forza di legame tra [[azoto|N]] e [[ossigeno|O]], rispetto al legame [[carbonio|C]] e O, i nitrati resistono maggiormente agli [[acido|acidi]]. Esempi di nitrati sono: [[salnitro]], [[nitratina]].

=== Borati ===
All'interno del gruppo dei borati le unità (BO<sub>3</sub>) possono polimerizzare in catene, gruppi e strati. Esempi di brorati sono: [[colemanite]], [[borace]].

=== Fosfati, Arseniati e Vanadati ===
I fosfati contengono il gruppo anionico (PO<sub>4</sub>)<sup>3-</sup>.
Esempi di fosfati sono: [[apatite]], [[piromorfite]].<br/>
Negli arseniati un elemento metallico si combina con i radicali arseniati (AsO<sub>4</sub>)<sup>3-</sup><br/>
es. [[adamite]], [[eritrite]], [[olivenite]], ecc...<br/>
Nei vanadati al metallo si aggiunge il radicale (VO<sub>4</sup>)<sup>3-</sup><br/>
es.[[vanadinite]], [[carnotite]], [[volborthite]], ecc...

=== Solfati ===
L'unità fondamentale dei solfati è il gruppo (SO<sub>4</sub>)<sup>2-</sup>.
Esempi di solfati sono: [[baritina]], [[celestina]], [[anglesite]], [[anidrite]], [[gesso]].

=== Silicati ===
I silicati sono i minerali più importanti, in quanto costituiscono la maggior parte della [[crosta terrestre]]. Sono contraddistinti dalla presenza del gruppo (SiO<sub>4</sub>). Si dividono in:
#[[nesosilicati]] con gruppi di (SiO<sub>4</sub>)<sup>4-</sup>
#[[sorosilicato|sorosilicati]] con gruppi di (Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>)<sup>6-</sup>
#[[ciclosilicati]] con gruppi di (Si<sub>6</sub>O<sub>18</sub>)<sup>12-</sup>
#[[inosilicato|inosilicati]] singoli con gruppi di (Si<sub>2</sub>O<sub>6</sub>)<sup>4-</sup>
#inosilicati doppi con gruppi (Si<sub>4</sub>O<sub>11</sub>)<sup>6-</sup>
#[[fillosilicato|fillosilicati]] con gruppi (Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>)<sup>2-</sup>
#[[tectosilicato|tectosilicati]] con gruppi (SiO<sub>2</sub>)
Esempi di silicati sono: [[olivina]], [[emimorfite]], [[berillo]], [[pirosseno]], [[anfibolo]], [[mica]], [[quarzo]].

== Voci correlate ==
* [[Friedrich Mohs]]
* [[Scala di Mohs]]
* [[Elenco dei minerali]]
* [[Microscopio polarizzatore]]

==Note==
{{reflist|3}}

==Bibliografia==
*Bandy, Mark Chance and Jean A. Bandy (1955). ''De Natura Fossilium''. New York: George Banta Publishing Company.
*Chan, Alan Kam-leung and Gregory K. Clancey, Hui-Chieh Loy (2002).'' Historical Perspectives on East Asian Science, Technology and Medicine''. Singapore: Singapore University Press ISBN 9971692597 
*Needham, Joseph (1986). ''Science and Civilization in China: Volume 3''. Taipei: Caves Books, Ltd.
*Ramsdell, Lewis S. (1963). ''Encyclopedia Americana: International Edition: Volume 19''. New York: Americana Corporation.
*Sivin, Nathan (1995). ''Science in Ancient China''. Brookfield, Vermont: VARIORUM, Ashgate Publishing.

== Collegamenti esterni ==
*[http://wwwobs.univ-bpclermont.fr/ima/ International Mineralogical Association]
*{{en}} [http://www.farlang.com/gemstones/agricola_textbook_of_mineralogy/page_001 Georg Agricola: ''"De Natura Fossilium"''/Textbook of Mineralogy] [[Georg Agricola]]
*{{en}} [http://www.mineralogie.uni-wuerzburg.de/links.html Links for Mineralogists]

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