L’andalusite è un minerale di silicato ricco di alluminio. L’andalusite è un minerale comune nelle rocce metamorfiche contenenti alluminio. Si forma a temperature e pressioni da basse a medie. È trimorfa con la sillimanite e la cianite. Significa che questi tre minerali hanno la stessa composizione chimica, ma hanno una struttura cristallina diversa e quindi un aspetto abbastanza diverso. La composizione chimica di questi tre minerali è spesso espressa nel modo seguente: Al2SiO5 ma non sempre. A volte è scritto come AlAlOSiO4 o Al2OSiO4 per mostrare che sono ortosilicati.
I cristalli di andalusite sono spesso abbastanza grandi da essere visti a occhio nudo e hanno una caratteristica sezione quadrata. Varietà ricca di Mn dai monti Vosgi, Francia. La larghezza della sezione trasversale del cristallo più grande è di 16 mm.
Gli ortosilicati sono minerali di silicato che possiedono tetraedri isolati di silice (SiO4) nella loro struttura cristallina. Questi tetraedri sono come isole tridimensionali circondate da altri elementi. Altri noti ortosilicati sono lo zircone, l’olivina, il granato, il topazio, la titanite, ecc. Questi sono i minerali meno silicei tra i minerali di silicato e la loro formula chimica è solitamente scritta in modo da mostrare chiaramente i tetraedri di silice isolati come un’importante unità strutturale. Se scriviamo la formula chimica come Al2SiO5, allora mettiamo questi tre silicati artificialmente separati dai loro parenti.
Andalusite, cianite e sillimanite hanno un aspetto abbastanza distinto l’uno dall’altro. I cristalli di andalusite (sono comunemente abbastanza grandi da essere visti) sono allungati e hanno una sezione trasversale quasi quadrata. La kyanite è anche allungata, ma è sfumata e spesso ha un caratteristico colore blu brillante. La sillimanite è di solito a grana fine, anche i cristalli sono allungati, a volte fibrosi (varietà conosciuta come fibrolite).
Andalusite (marrone) in andalusite-sericite scistosa. Kapteeninautio, Finlandia. Larghezza del campione 12 cm.
L’andalusite è di solito rosa, ma anche varietà bianche, grigie, gialle, verdi (grigio verdastro) e viola sono frequenti. La variazione di colore è dovuta principalmente agli elementi cromofori. Il ferro dà la colorazione rosa, il manganese è responsabile della tonalità verdastra1. L’andalusite è di solito relativamente pura, ma può contenere manganese e ferro (entrambi sono cromofori) che sostituiscono l’alluminio nel reticolo. La chiastolite della varietà andalusite contiene inclusioni carbonacee scure che formano una croce lungo le diagonali del prisma. L’andalusite può facilmente alterarsi in sericite (muscovite a grana fine) o in altri silicati in fogli. La varietà chiastolite è particolarmente incline a tale alterazione che inizia dalla superficie di contatto tra l’andalusite e le inclusioni carbonacee1. Altre inclusioni come quarzo, minerali opachi e altri minerali sono anche comuni nei cristalli ma sono piccole, visibili solo con un microscopio. L’andalusite è un minerale fisicamente duro (7,5 sulla scala Mohs), ma può essere inferiore in superficie a causa dell’alterazione4.
Porfiroblasti di chiastolite di varietà andal. (notare le zone scure diagonali) in un’argilla metamorfosata dalla Germania. Il modello cruciforme chiastolitico (visibile quando i cristalli sono tagliati ad angolo retto rispetto all’asse più lungo del prisma) si forma perché il cristallo di andalusite in crescita spinge le impurità da parte mentre cresce. Inizialmente non era in grado di liberarsi da tutti i tipi di inclusioni, ma man mano che i cristalli crescono diventano sempre più chiari1. Larghezza del campione 11 cm.
L’andalusite si trova principalmente nelle rocce metamorfiche. Queste rocce metamorfiche sono ricche di alluminio. I protoliti sono rocce sedimentarie che di conseguenza devono anche contenere molto alluminio. Si tratta di rocce sedimentarie ricche di argilla (scisto, argillite, fango, ecc.). Tutti i minerali di argilla contengono molto alluminio. È il meno denso dei tre polimorfi (andalusite, cianite, sillimanite) ed è quindi stabile a bassa pressione. Se la pressione aumenta, l’andalusite si trasforma in cianite. Se la temperatura aumenta molto più velocemente della pressione, allora la sillimanite è la più stabile delle tre. Tutti loro si presentano in rocce metamorfiche, il che li rende ottimi indicatori delle condizioni metamorfiche durante la loro formazione. L’andalusite non è più stabile se la temperatura sale approssimativamente sopra i 600 °C e la pressione supera i 4 kbar (diagramma qui sotto) che equivale a circa 12…14 km di profondità nella crosta.
L’andalusite è un minerale comune in hornfels. Hornfels è una roccia metamorfica a grana fine formata dal metamorfismo di contatto – roccia sedimentaria cotta accanto all’intrusione di magma caldo. È anche comune in rocce metamorfosate a livello regionale (in relazione a eventi di costruzione di montagne) come l’ardesia e il micascisto e può occasionalmente verificarsi in rocce ignee granitiche. L’andalusite non è particolarmente stabile nell’ambiente atmosferico, ma può essere trovata nella sabbia e nell’arenaria se le rocce metamorfiche di basso e medio grado non sono troppo lontane. L’andalusite e la cianite sono usate come materiale di partenza refrattario. Sono riscaldate per produrre mullite (l’andal. deve essere riscaldata a 1450…1500 °C) che è usata per fare mattoni resistenti alle alte temperature e altri materiali resistenti al fuoco (nelle candele3, per esempio). La sillimanite è raramente usata per questo scopo perché tende ad essere troppo a grana fine, il che rende difficile estrarre la sillimanite dalle rocce e richiede una temperatura più alta per mullitizzare. I depositi commerciali più grandi sono in Sudafrica. I cristalli trasparenti possono servire come pietre preziose. L’andalusite fu descritta per la prima volta in Andalusia (Spagna) e prese il nome da questa regione4.
Campi di stabilità dei silicati di alluminio2. L’andalusite è stabile a bassa pressione e temperatura. 1 kbar equivale a circa 3,5 km di profondità nella crosta continentale.
1. Deer, W. A., Howie, R. A. & Zussman, J. (1996). An Introduction to the Rock-Forming Minerals
2. Nesse, William D. (2011). Introduzione alla mineralogia
3. Klein, C., Hurlbut, C. S. (1993). Manuale di Mineralogia
4. Hurlbut, C. S. (2007). Andalusite. In: McGraw Hill Encyclopedia of Science & Technology