Il sistema quadratico: zircone, rutilo e cristalli a base quadrata

← Torna a: Mineralogia per principianti

Un cubo allungato o schiacciato

Immagini un cubo che viene allungato in una sola direzione: ottiene un mattone a base quadrata. È l'immagine del sistema quadratico (o tetragonale). Due assi orizzontali, a e b, hanno la stessa lunghezza; il terzo, c, verticale, ha una lunghezza diversa. I tre assi restano perpendicolari.

La vera firma del sistema è un asse di simmetria d'ordine 4: ruotando il cristallo di un quarto di giro attorno all'asse c, esso risulta identico a se stesso. È questo che dà ai cristalli la loro sezione quadrata.

I valori da ricordare

Grandezza	Valore
Lunghezze degli assi	a = b ≠ c
Angoli tra gli assi	90°, 90°, 90°
Simmetria minima	1 asse quaternario (ordine 4)
Classi di simmetria	7
Reticoli di Bravais	2: primitivo (P) e centrato (I)

Il rapporto c/a varia da un minerale all'altro. Calcolato sui parametri di cella pubblicati, vale circa 0,64 per il rutilo (a = 4,594 Å, c = 2,959 Å) e circa 0,91 per lo zircone (a = 6,607 Å, c = 5,982 Å). L'ångström (Å) vale un decimiliardesimo di metro. Questi rapporti descrivono la cella, non la forma del cristallo visibile: il rutilo, pur avendo l'asse c corto, forma per lo più cristalli allungati lungo c, perché la crescita non segue semplicemente le proporzioni della cella.

Forme e abito

I cristalli quadratici si riconoscono spesso dalla loro sezione quadrata. Le forme principali sono:

• Il prisma quadratico: quattro facce laterali perpendicolari due a due, come una barretta quadrata (zircone, vesuvianite, rutilo).
• La bipiramide quadratica: due piramidi a base quadrata accostate, che ricordano un ottaedro « schiacciato » o « allungato » (zircone, wulfenite in cristalli aguzzi, scheelite).
• Il pinacoide: una faccia piana in cima, perpendicolare a c; dà cristalli a tavolette quadrate (wulfenite, apofillite).
• Lo sfenoide: una forma a cuneo che dà alla calcopirite l'aspetto di piccoli tetraedri deformati.

Questa somiglianza con il sistema cubico spiega perché l'apofillite, dai cristalli quasi cubici, abbia a lungo tratto in inganno. Un esame in luce polarizzata o una misura degli angoli risolve il dubbio.

Minerali da conoscere

Minerale	Formula semplificata	Durezza di Mohs	Densità	Osservazione
Zircone	ZrSiO4	da 6,5 a 7,5	da 4,6 a 4,7	Lucentezza adamantina; i grani più antichi noti hanno circa 4,4 miliardi di anni
Rutilo	TiO2	da 6 a 6,5	da 4,2 a 4,3	Aghi dorati nel quarzo
Cassiterite	SnO2	da 6 a 7	da 6,8 a 7,1	Principale minerale dello stagno, molto denso
Vesuvianite (idocrasio)	silicato di calcio, magnesio e alluminio	6,5	da 3,3 a 3,4	Verde o bruno, prismi striati
Calcopirite	CuFeS2	da 3,5 a 4	da 4,1 a 4,3	Giallo ottone iridescente, minerale di rame
Apofillite	silicato idrato di potassio e calcio	da 4,5 a 5	da 2,3 a 2,4	Cristalli trasparenti, lucentezza madreperlacea sulla faccia superiore
Wulfenite	PbMoO4	da 2,5 a 3	da 6,5 a 7	Tavolette arancioni, contiene piombo

Lo zircone è un caso particolare da ricordare: può contenere un po' di uranio e torio, la cui radioattività danneggia poco a poco la sua struttura. Uno zircone molto antico può diventare « metamittico », cioè quasi amorfo, con densità e durezza più basse. È anche grazie a lui che si datano le rocce: un granello di zircone delle colline di Jack Hills, nell'Australia occidentale, è stato datato a circa 4,404 miliardi di anni (studio pubblicato nel 2001), il che ne fa il materiale terrestre datato più antico. Vedere le nostre pagine zircone, idocrasio e apofillite.

Ottica: un cristallo uniassico

In un cristallo quadratico la luce ha una velocità particolare lungo l'asse c e un'altra lungo le direzioni perpendicolari. Il cristallo è uniassico: possiede una sola direzione (l'asse ottico) in cui la doppia rifrazione scompare. In tutte le altre, un raggio si divide in due. Ciò produce un dicroismo (due colori possibili a seconda dell'angolo di osservazione) nei cristalli colorati, e una forte doppia rifrazione nello zircone, che fa apparire raddoppiato lo spigolo posteriore di una faccetta quando lo si guarda con una lente. Vedere colore e pleocroismo.

Geminati a ginocchio e trappole

Il rutilo e la cassiterite formano dei geminati « a ginocchio »: due cristalli accostati, piegati come un ginocchio. Il rutilo forma anche stelle a sei o otto punte per geminazioni ripetute. Queste figure sono naturali e non segnalano un'imitazione.

Le trappole comuni: una « pietra » venduta come zircone in gioielleria è talvolta in realtà zirconia cubica (ZrO2 di sintesi, cubica e non quadratica, densità da circa 5,6 a 6). E gli aghi dorati in un quarzo sono inclusioni di rutilo, non cristalli di quarzo. In caso di dubbio su un pezzo di valore, un certificato di laboratorio è l'unica risposta affidabile; vedere i marchi e i certificati.

Precauzione per la wulfenite: contiene piombo e molibdeno. Si lavi le mani dopo averla maneggiata, non la porti alla bocca e non la levighi.

Domande frequenti

Da leggere anche

I significati citati appartengono alla tradizione e al simbolismo. Non sono né promesse di risultati né consigli medici. Torna a Mineralogia per principianti.