Davisite
| Davisite | |
|---|---|
| Classificazione Strunz (ed. 10) | 9.DA.15[1] |
| Formula chimica | CaScAlSiO6 |
| Proprietà cristallografiche | |
| Sistema cristallino | monoclino[2] |
| Parametri di cella | (minerale sintetico) a = 9,884(2) Å, b = 8,988(1) Å, c = 5,446(1) Å, α = 90°, β = 105,86(1)°, γ = 90°[3]; 465,39 ų[1] |
| Gruppo puntuale | 2/m[4] |
| Gruppo spaziale | C2/c (nº 15)[2] |
| Proprietà fisiche | |
| Densità calcolata | sintetico: 3,37[3]; naturale: 3,38[5] g/cm³ |
| Colore | da incolore a grigio[5] |
| Opacità | trasparente[6] |
| Diffusione | rara |
| Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale | |
La davisite (simbolo IMA: Dav[7]) è un minerale della classe degli inosilicati estremamente raro del gruppo del pirosseno; possiede la composizione chimica idealizzata CaScAlSiO6.
La davisite è stata trovata solo in pochi meteoriti. È stata tra i primi minerali a cristallizzare dalla nebulosa presolare durante la formazione del sistema solare ed è stata trovata in inclusioni ricche di calcio e alluminio (CAI) di alcuni meteoriti. La località tipo è il meteorite Allende, in cui la davisite si trova insieme alla perovskite e allo spinello.[5]
Etimologia e storia
[modifica | modifica wikitesto]I primi pirosseni di scandio sono stati sintetizzati e descritti nel 1978 da Haruo Ohashi del "National Institute for Researches in Inorganic Material" (NIRIM) di Sakura in Giappone.[8][9][3][10]
La prima descrizione del pirosseno naturale ricco di scandio è stata fornita da Andrew M. Davis dell'Università di Chicago. Nel 1984, descrisse un'insolita inclusione di pirosseno ricco di scandio e zirconio, perovskite ricca di ittrio, spinello e hibonite nelle condriti C3 di Ornan.[11]
Negli anni che seguirono, pochissimi altri pirosseni ricchi di scandio furono trovati, ad esempio nel meteorite Murchison nel 1996,[12] nel CAI del meteorite Efremovka[13] nel 2002, o nei CAI delle condriti carbonacee di Ningqiang nel 2003.[14]
Nel 2009, venticinque anni dopo la prima descrizione di un pirosseno ricco di scandio naturale, la davisite è stata riconosciuta come minerale a sé stante dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA). Chi Ma e George R. Rossman del California Institute of Technology hanno descritto le davisite da un CAI del meteorite Allende e hanno chiamato il nuovo minerale in onore di Andrew M. Davis, il professore di cosmochimica dell'Università di Chicago che ha descritto il primo pirosseno ricco di scandio e calcio nella condrite di Ornans.[5]
La davisite è uno dei soli circa 14 minerali di scandio conosciuti e, insieme alla jervisite, il secondo del gruppo dei pirosseni.[15]
Classificazione
[modifica | modifica wikitesto]Nella classificazione strutturale dell'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA), la davisite appartiene ai pirosseni di calcio del gruppo dei pirosseni, insieme ad augite, burnettite, diopside, esseneite, petedunnite, grossmanite, hedenbergite, johannsenite, kushiroite e tissintite.[5]
Poiché la davisite è stata riconosciuta come minerale indipendente solo nel 2008, non è elencata nell'8ª edizione della sistematica mineraria secondo Strunz, che è obsoleta dal 1977.
Nella Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß, che è stata rivista e aggiornata l'ultima volta nel 2018 e che si basa ancora su questa vecchia sistematica Strunz per rispetto verso i collezionisti privati e le collezioni istituzionali, il minerale è stato assegnato al sistema e nº VIII/F.01-115. In questa sistematica ciò corrisponde alla classe dei "silicati e germanati" e lì alla sottoclasse "Silicati a catena e a bande", dove la davisite insieme a egirina, egirina-augite, augite, diopside, esseneite, grossmanite, hedenbergite, giadeite, jervisite, johannsenite, kanoite, clinoenstatite, clinoferrosilite, cosmocloro, kushiroite, namansilite, natalyite, omfacite, petedunnite, pigeonite, spodumene e tissintite forma il gruppo dei "clinopirosseni" con sistema nº VIII/F.01.[16]
Anche la 9ª edizione della sistematica minerale di Strunz, che è stata aggiornata l'ultima volta dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) nel 2024,[17] classifica la davisite nella classe degli "Inosilicati". Tuttavia, questa è ulteriormente suddivisa in base alla struttura delle catene o bande di silicati, in modo che il minerale sia classificato in base alla sua composizione nella suddivisione "Inosilicati con catene singole di periodo 2, Si2O6; famiglia del pirosseno", dove, insieme ad augite, diopside, esseneite, hedenbergite, johannsenite, kushiroite e petedunnite forma il sistema nº 9.DA.15.[1]
La classificazione dei minerali di Dana, che viene utilizzata principalmente nel mondo anglosassone, colloca la davisite nella classe dei "silicati e germanati" e lì nel dipartimento degli "inosilicati". La si trova insieme ad augite, diopside, esseneite, hedenbergite, johannsenite e petedunnite nel gruppo dei "clinopirosseni C2/c (Ca-clinopirosseni)" con il sistema nº 65.01.03a all'interno della suddivisione "Silicati a catena: Catene semplici non ramificate, W=1 con catene P=2".
Chimica
[modifica | modifica wikitesto]La davisite con la composizione idealizzata è l'analogo dello scandio (Sc) della kushiroite e dell'esseneite , dove e sono le posizioni nella struttura del pirosseno.[5]
![{\displaystyle \mathrm {^{[M2]}Ca\,^{[M1]}Sc^{3+}\,^{[T]}(AlSi)O_{6}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ca8144aae65461b9829b996443e8b2e8a8e6f273)
![{\displaystyle \mathrm {(^{[M2]}Ca\,^{[M1]}Al\,^{[T]}(AlSi)O_{6})} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b5ff55345af0076ee246f3213062993e15bea525)
![{\displaystyle \mathrm {(^{[M2]}Ca\,^{[M1]}Fe^{3+}\,^{[T]}(AlSi)O_{6})} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/76f36827df92f8e7d8acd7a095976cca21b542fc)
![{\displaystyle \mathrm {[M2],[M1]} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5ccdb5305a346eca383a8984c3955f64d3675c94)
![{\displaystyle {[\mathrm {T} ]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/171e6368f563b480c3d3f9b3261ce1d54172b8f3)
La composizione della davisite della località tipo è:[5]
![{\displaystyle \mathrm {^{[M2]}Ca_{0,989}\,^{[M1]}(Sc_{0,502}^{3+}Mg_{0,165}Ti_{0,152}^{3+}Ti_{0,105}^{4+}Zr_{0,105}^{4+}V_{0,017}Y_{0,012}Fe_{0,010}^{2+}Dy_{0,003}Gd_{0,002}Er_{0,001})\,^{[T]}(Si_{1,028}Al_{0,972})O_{6}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7c8cf612dfcdcfe5fae6e5e6418e451ea7a00ea9)
Il contenuto di magnesio è dovuto alla formazione di cristalli misti con diopside,
- (diopside)
![{\displaystyle \mathrm {^{[M1]}Sc^{3+}+\,^{[T]}Al^{3+}=\,^{[M1]}Mg^{2+}+\,^{[T]}Si^{4+}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/547b2c45452b007eeaba01d3477f560642360847)
e l'incorporazione del titanio nella davisite avviene tramite due regni cristallini misti,[18] corrispondenti alle reazioni di scambio:
- (grossmanite)
- (Al-buffonite)
![{\displaystyle \mathrm {^{[M1]}Sc^{3+}=\,^{[M1]}Ti^{3+}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8b0daddbdd431643e4cce3157b784a59be8a871c)
![{\displaystyle \mathrm {^{[M1]}Sc^{3+}+\,^{[T]}Si^{4+}=\,^{[M1]}Ti^{4+}+\,^{[T]}Al^{3+}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/de8ab67076595cf4886abcae4f67cd8adbd14f6d)
Nella davisite sintetica, il contenuto di Al-buffonite è limitato a circa 34 mol% a 1 bar e 1420 °C.[10]
Inoltre, la davisite forma cristalli misti con Zr-pirosseno, burnettite e kushiroite:
![{\displaystyle \mathrm {^{[M1]}Sc^{3+}+\,^{[T]}Si^{4+}=\,^{[M1]}Zr^{4+}+\,^{[T]}Al^{3+}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/62b3f83edb100c8f83687b44fb2b5df83ba7ed50)
![{\displaystyle \mathrm {^{[M1]}Sc^{3+}=\,^{[M1]}V^{3+}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/60dabc7d3031e33ff1fa0ef3ef16e1f469d2150e)
![{\displaystyle \mathrm {^{[M1]}Sc^{3+}=\,^{[M1]}Al^{3+}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/00186e8163a9c90c446b00ee8f87dd1ec4052cb3)
in cui il contenuto di kushiroite non supera i circa 40 mol% a 1 bar e 1400 °C.[9]
Abito cristallino
[modifica | modifica wikitesto]La davisite cristallizza con simmetria monoclina nel gruppo spaziale C2/c (gruppo nº 15) con 4 unità di formula per cella unitaria. I parametri reticolari del terminale sintetico sono a = 9,884(2) Å, b = 8,988(1)Å, c = 5,446(1)Å e β = 105,86(1)°.[3] Anche gli studi strutturali sulle davisiti naturali sono coerenti con questi valori.[5]
La struttura è quella del clinopirosseno. Il silicio (Si4+) e l'alluminio (Al3+) occupano la posizione tetraedrica circondata da 4 ioni ossigeno, il calcio (Ca2+) occupa la posizione ottaedrica circondata da 6 ossigeni e la posizione , anch'essa coordinata ottaedrica, è occupata dallo scandio (Sc3+).[3]
Origine e giacitura
[modifica | modifica wikitesto]La davisite è stabile in un'ampia gamma di temperature e pressioni. A 1 bar, la davisite fonde in modo incongruo con ossido di scandio (Sc2O3) e fonde al di sopra di 1530 °C. Ad alte pressioni superiori a 22 kbar, la davisite si degrada in eringaite, un granato ricco di scandio, e ossidi.[8]
La davisite è stata finora trovata solo nei meteoriti,[19][20] dove si trova in inclusioni ricche di calcio e alluminio (CAI). L'elevato arricchimento di elementi rari con alti punti di fusione come lo scandio, lo zirconio e vari metalli delle terre rare consente due meccanismi per la formazione della davisite. Da un lato, la davisite potrebbe essere stata uno dei primi composti a depositarsi a temperature molto elevate durante il raffreddamento della nebulosa presolare. D'altra parte, le davisite può essere un residuo del riscaldamento e della fusione dei CAI, in cui sono evaporati elementi a basso punto di fusione come sodio, magnesio e silicio.
La località tipo è il meteorite Allende, una condrite carbonacea che colpì vicino a Parral a Chihuahua, in Messico, l'8 febbraio 1969. La davisite è stata scoperta qui nei CAI, dove si trova in concomitanza con la perovskite e lo spinello. Si pensa che questo deposito si sia formato dalla condensazione precoce della nebulosa presolare.[5]
Nella condrite C3 di Ornans, la davisite è stata rilevata nel CAI "OSCAR", insolitamente ricco di scandio. OSCAR è costituito prevalentemente da davisite con inclusioni di perovskite, spinello e hibonite, nonché granuli metallici ricchi di molibdeno, osmio e iridio.[11]
Nella condrite CM2 di Murchison, la davisite è stata rinvenuta nel CAI "HIB-11", dove presenta anche inclusioni di perovskite e spinello, oltre a numerose piccole cavità. Il modello di distribuzione delle terre rare e degli isotopi del titanio suggerisce anche la formazione per condensazione precoce nella nebulosa presolare.[12]
Nel CAI 101.1 del meteorite Efremovka, una condrite carbonacea del tipo CV3, la davisite si presenta come un'incrostazione di perovskite, insieme a spinello e melilite ricca di gehlenite, in cui si trovano inclusioni di nichel-ferro metallico. La storia di queste inclusioni è complessa, a partire dalla condensazione precoce di composti calcio-alluminio ricchi di scandio, zirconio e terre rare, la rifusione e l'aggregazione di varie inclusioni e la successiva ossidazione. La davisite si è formata dopo fusione parziale nella reazione della perovskite con un fuso di alluminato di calcio ricco di scandio e zirconio.[13]
Nel CAI NQJ3-5-7 della condrite carbonacea di Ningqiang, la davisite si trova insieme all'hedenbergite come inclusione nella gehlenite.[14]
Nel meteorite Vingarano CV3, il davisite è stato trovato insieme a diopside ricco di scandio, hexaferrum e spinello nella forsterite ameboide. La davisite racchiude qui inclusioni di eringaite e tazheranite, da cui si è formata per reazione con lo spinello o il gas della nebulosa presolare.[21]
Forma in cui si presenta in natura
[modifica | modifica wikitesto]La davisite forma cristalli incolori di pochi micrometri di dimensione.
Note
[modifica | modifica wikitesto]- 1 2 3 (EN) Davisite, su mindat.org. URL consultato il 19 settembre 2024.
- 1 2 (DE) Davisite, su mineralienatlas.de. URL consultato il 19 settembre 2024.
- 1 2 3 4 5 (EN) Haruo Ohashi e Nobuo Ii, Structure of calcium scandium aluminum silicate (CaScAlSiO6)-pyroxene (PDF), in Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists, vol. 73, 1978, pp. 267-273. URL consultato il 29 giugno 2023.
- ↑ (EN) Davisite Mineral Data, su webmineral.com. URL consultato il 19 settembre 2024.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (EN) Chi Ma e George R. Rossman, Davisite, CaScAlSiO6, a new pyroxene from the Allende meteorite (PDF), in American Mineralogist, vol. 94, 2009, pp. 845-848, DOI:10.2138/am.2009.3209. URL consultato il 29 giugno 2023.
- ↑ (EN) Davisite (PDF), su handbookofmineralogy.org. URL consultato il 19 settembre 2024.
- ↑ (EN) Laurence N. Warr, IMA–CNMNC approved mineral symbols (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 85, 2021, pp. 291-320, DOI:10.1180/mgm.2021.43. URL consultato il 19 settembre 2024.
- 1 2 (EN) Haruo Ohashi, Studies on CaScAlSiO6-pyroxene, in Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists, vol. 73, 1978, pp. 58-61. URL consultato il 29 giugno 2023.
- 1 2 3 (EN) Haruo Ohashi, Solubility of CaAl2SiO6 in CaScAlSiO6-pyroxene, in Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists, vol. 73, 1978, pp. 191-196. URL consultato il 29 giugno 2023.
- 1 2 (EN) Haruo Ohashi e Masami Sekita, Raman spectroscopic study of clinopyroxenes in the join CaScAlSiO6–CaTiAl2O6, in Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists, vol. 78, 1983, pp. 239-245. URL consultato il 29 giugno 2023.
- 1 2 (EN) A.M. Davis, A scandalously refractory inclusion in Ornans, in Meteoritics, vol. 19, 1984, p. 214.
- 1 2 (EN) Steven B. Simon, Andrew M. Davis e Lawrence Grossman, A unique ultrarefractory inclusion from the Murchison meteorite, in Meteoritics & Planelay Science, vol. 31, 1996, pp. 106-115, DOI:10.1111/j.1945-5100.1996.tb02060.x.
- 1 2 (EN) A. el Goresy, E. Zinner, S. Matsunami, H. Palme, B. Spettel, Y. Lin e M. Nazarov, Efremovka 101.1: A CAI with ultrarefractory REE patterns and enormous enrichments of Sc, Zr, and Y in Fassaite and Perovskite (PDF), in Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 66, n. 8, 2002, pp. 1459-1491. URL consultato il 29 giugno 2023 (archiviato dall'url originale il 18 febbraio 2019).
- 1 2 (EN) Yangting Lin, Makoto Kimura e Daode Wang, Fassaites in compact type A Ca-Al-rich inclusions in the Ningqiang carbonaceous chondrite: Evidence for partial melting in the nebula, in Meteoritics & Planetary Science, vol. 38, n. 3, 2003, pp. 407-417, DOI:10.1111/j.1945-5100.2003.tb00276.x.
- ↑ (EN) David Barthelmy, Mineral Species containing Scandium, su webmineral.com. URL consultato il 29 giugno 2023.
- ↑ (DE) Stefan Weiß, Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018, 7ª ed., Monaco, Weise, 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
- ↑ (EN) Malcolm Back et al., The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: May 2024 (PDF), su cnmnc.units.it, IMA/CNMNC, Marco Pasero, maggio 2024. URL consultato il 19 settembre 2024 (archiviato dall'url originale il 6 luglio 2024).
- 1 2 (EN) Chi Ma, John R. Beckett e George R. Rossman, Grossmanite, Davisite, and Kushiroite: Three Newly-approved Diopside-Group Clinopyroxenes in CAIs (PDF), in Lunar and Planetary Science Conference, vol. 41, 2010. URL consultato il 29 giugno 2023.
- ↑ (DE) Davisite (Occurrences), su mineralienatlas.de. URL consultato il 2 maggio 2024.
- ↑ (EN) Localities for Davisite, su mindat.org. URL consultato il 19 settembre 2024.
- ↑ (EN) Chi Ma, Discovery of meteoritic eringaite, Ca3(Sc,Y,Ti)2Si3O12, the first solar garnet? (PDF), in 75th Annual Meteoritical Society Meeting (2012), 2012. URL consultato il 29 giugno 2023.
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) Davisite Mineral Data, su webmineral.com.
