Aggregati e associazioni

Raramente in natura i cristalli si trovano isolati; spesso si dispongono in aggregati o associazioni regolari o irregolari.

Pensiamo, ad esempio a una roccia: si tratta di un aggregato irregolare di minerali che possono essere di un solo tipo (travertino a sinistra) o di tipi diversi (granodiorite a destra).

Aggregati cristallini

Gli aggregati cristallini sono un insieme di cristalli piccoli, che fra loro non presentano relazioni di orientazione, riuniti in masse che in alcuni casi appaiono amorfe e possono essere omogenei o eterogenei.

Aggregati in forme massive

• Massivo. Appare come una massa solida senza caratteristiche distintive e i cristalli sono privi di facce cristalline (fluorite massiva).
• Granulare. Costituito da singoli granuli di minerali equidimensionali (minio granulare).
• Compatto. Aggregato a grana fine non risolvibile a occhio nudo.
• Saccaroide. Cristalli piccoli simili allo zucchero (gesso e marmo saccaroide).

Marmo saccaroide. Foto G. Balia

Aggregati in forma allungate

• Fibroso. Con cristalli a forma di prismi allungati fibrosi, a stretto contatto, ma separabili (amianto).
• Aciculare o aghiforme. Cristalli allungati a forma di ago (natrolite).
• Bacillare. Cristalli allungati a forma di bastoncino (stibnite).
• Colonnare. Simile a fibroso, prismi allungati di un certo spessore, spesso sviluppati parallelamente (gesso).
• Filiforme o capillare. A forma di capello o filo, molto sottile, lungo, spesso arricciato o ondulato (mesolite).

Cristalli aghiformi di natrolite da Altavilla (VI). Foto P. Rodighiero

Aggregati in forme lamellari

• Tabulare. Cristallo spesso, con aspetto di lastra piatta (feldspato).
• Lamellare o lanceolato. Cristalli molto appiattiti a forma di lamelle (actinolite).
• Foliato o micaceo. Strati molto sottili che si possono facilmente separare in fogli come le pagine di un libro (mica).
• Scaglioso. Si separa in scaglie (brucite).
• Cresta di gallo. Cristalli tabulari ravvicinati (barite).

Muscovite. Foto G. Balia

Aggregati in forme divergenti

• Dendritico. I cristalli si ramificano come i rami di un albero (pirolusite).
• Piumoso. A forma di piccole piume (boulangerite).
• Raggiato, radiale. Cristalli allungati che partono da un punto comune, senza assumere forme stellari (stibnite).
• Stellato. Cristalli che si irradiano da un punto comune, formando sfere o semisfere che danno un aspetto a stella (wavellite).
• Covone di grano. Forma caratteristica simile a un covone (stilbite).

Dendriti di manganese (pirolusite). Foto G. Balia

Aggregati in forme più regolari

• Rosetta. Aggregato di lamelle disposte a forma di rosa (gesso “rosa del deserto”).
• Selliforme. Aggregato di cristalli a facce curve (dolomite).
• Coralloide. Dall'aspetto del corallo (aragonite).
• Oolitico. Aggregazione in piccoli corpi arrotondati simili a uova di pesce (ferro oolitico).
• Pisolitico. Simile al precedente ma delle dimensioni di un pisello (bauxite).
• Reticolato. Aggregato composto da sottili cristalli che formano un motivo a reticolo (quarzo reticolato).
• Amigdaloide. A forma di mandorla (zircone).
• Mammellonare. Protuberanza arrotondate simili a mammelle (malachite).
• Botrioidale. Protuberanze arrotondate, simili alle precedenti, ma più piccole, disposte a grappolo d'uva (pirite).
• Globulare. Superficie costituita da globuli emisferici (celestina).
• Reniforme. Aggregato dall'aspetto di un rene (greenockite).
• Stalattitico. Piccoli cristalli assumono la forma conica o cilindrica, come le stalattiti (calcite).
• A bande. I minerali si dispongono in bande sottili e parallele (malachite).
• Concentrico. Le bande avvolgono un centro (malachite).
• Nodulare. Masserelle separate di forma più o meno sferica con protuberanze irregolari (calcedonio).
• Concrezionato. Di forma approssimativamente sferica o in forme varie, con cristalli raggruppati attorno a un centro (aragonite).
• Elicoidale. Aggregato di cristalli elicoidali a rosa (ematite).
• Spatico. Aggregato cristallino a grana grossa con facile sfaldatura (gesso).

Aragonite coralloide. Foto P. Rodighiero

“Rosa del deserto”. Foto G. Balia

Associazioni cristalline

L'associazione cristallina è il rapporto di accrescimento di due o più cristalli, ognuno rispetto all'altro.
L'associazione può essere regolare o irregolare.

Associazioni irregolari

Le associazioni irregolari si hanno quando il rapporto di associazione degli individui cristallini è disordinato.

• Geode. È una cavità chiusa, riempita secondariamente, in cui i cristalli si dispongono in una superficie curva riempiendola parzialmente, in accrescimento dalla superficie interna verso il centro. In alcuni casi possono essere a bande, come nell'agata, e i cristalli si sono sviluppati verso il centro.
• Drusa. I cristalli sono disposti irregolarmente o parallelamente su una superficie piana detta matrice. Si origina per fessurazione della roccia.
• Litoclasi. Grandi fessure delle rocce in cui i cristalli possono crescere appoggiati ad una parete ma liberi almeno in una direzione, in modo da sviluppare le facce caratteristiche.

Geode di agata. Foto G. Balia

Associazioni regolari

Esistono associazioni regolari in cui uno stesso minerale o minerali diversi crescono con rapporti definiti da una regola.

• Associazioni parallele. I cristalli della stessa specie sono orientati nella stessa direzione, condividendo più facce in comune, in modo che gli elementi cristallografici corrispondenti risultino paralleli, ma raggiungendo altezze e dimensioni disuguali (quarzo).

Associazione parallela di quarzo e di magnetite

• Geminati. Vedi qui di seguito.
• Epitassie. Si ha l'epitassia quando cristalli di specie diverse crescono uno su un altro - che funge da substrato - secondo orientazioni cristallografiche definite, pertanto presentano entrambi facce parallele. Gli esempi più noti sono ortoclasio (substrato) con albite; staurolite (substrato) con cianite; ematite (substrato) con rutilo. Se i cristalli crescono contemporaneamente, di definisce sintassia.

Rutilo su ematite. Foto di P. Rodighiero

Geminati

I geminati sono un'associazione di due o più cristalli della stessa specie, secondo determinate regole.

Trattandosi di difetti dei cristalli, abbiamo introdotto l'argomento nella pagina corrispondente.

Due cristalli possono essere simmetrici rispetto a un asse o a un piano, che non possono essere elementi di simmetria del minerale, altrimenti avremmo un'associazione parallela.

Nel caso di simmetria rispetto a un asse, i due cristalli si associano in modo che l'uno venga ad assumere la posizione dell'altro con una rotazione di 360°/n (n = 2, 3, 4, 6) intorno all'asse di geminazione. L'asse di geminazione corrisponde a uno spigolo reale o possibile del cristallo e l'operazione di rotazione è definita emitropia (vedi più sotto).

Nel secondo caso un individuo viene ad assumere la posizione dell'altro per riflessione rispetto ad un piano. Il piano di geminazione è perpendicolare all'asse di geminazione e divide il geminato in parti specularmente uguali. Piano di contatto e piano di geminazione possono coincidere, o no.

È possibile inoltre contemporaneamente la geminazione rispetto a un asse e a un piano.

La geminazione può avvenire per contatto su una superficie piana ben definita - piano di geminazione -, quando i due cristalli della stessa specie che compongono il geminato sono affiancati, (geminato a ginocchio del rutilo, geminato a becco di stagno della cassiterite - figure in fondo alla pagina) oppure per compenetrazione, internamente o uno attraverso l'altro (fluorite - figura in fondo alla pagina). In questo caso la superficie di contatto è irregolare e il geminato è definito da un asse di geminazione.

La geminazione può anche essere polisintetica o multipla, in cui i cristalli si uniscono a due a due secondo la stessa legge, per cui individui alterni vengono ad occupare la stessa posizione (disegno dell'albite, sotto, nel sistema triclino). In alcuni casi la geminazione polisintetica può simulare una simmetria maggiore di quella del cristallo (mimesia). Anche le altre forme di geminazione possono aumentare la simmetria del cristallo perché a questa si somma quella di geminazione.

Nel caso in cui i piani di contatto non siano paralleli, si forma un geminato ciclico (rutilo, crisoberillo, nel disegno sotto).

Se l'associazione segue due o più leggi diverse, allora si ha un geminato complesso.
 

Dal punto di vista morfologico possiamo suddividere i geminati in:

• geminati per emitropia normale, in cui il piano di geminazione coincide con il piano di contatto e l'asse di geminazione è perpendicolare al piano;
• geminati per emitropia parallela, in cui l'asse di geminazione è parallelo al piano di contatto perciò il piano di geminazione non coincide con il piano di contatto.

I geminati - che si possono riconoscere per la presenza di angoli rientranti, impossibili nei cristalli singoli - si indicano con il simbolo dell'asse di geminazione o con un nome particolare che può essere il nome del minerale che la presenta più frequentemente, il nome della località nella quale sono stati rinvenuti per la prima volta o il nome dell'oggetto del quale il geminato riproduce la forma.

Leggi di geminazione

Esaminiamo ora i geminati più importanti nei vari sistemi, ciascuno dei quali segue determinate leggi, riassunte nella sottostante tabella.

Nel sistema cubico la magnetite e la fluorite formano geminati per compenetrazione secondo la legge dello spinello: unione di  due individui ottaedrici o cubici, ruotati di 180°, secondo un asse di geminazione coincidente con uno dei quattro assi ternari del cristallo e il piano di geminazione è parallelo a una delle facce dell'ottaedro (figura in fondo alla pagina); la pirite gemina per compenetrazione a croce di ferro, costituita da due pentagono dodecaedri, l'uno ruotato di 90° rispetto all'altro (figura in fondo alla pagina), con simmetria superiore rispetto ai singoli individui.

Nel sistema esagonale la tridimite forma trigeminati raggiati con aspetto a rosetta. La pirrotina ha piano di geminazione parallelo alla faccia della bipiramide. Nel disegno sotto, un trigeminato secondo {1012}.

Nel sistema trigonale la calcite forma geminati di contatto, anche complessi, secondo le leggi del Brasile, Delfinato, Giappone (alcuni esempi di geminati di calcite nel disegno sotto).

Il quarzo, che possiede forme enantiomorfe* destre e sinistre, può geminare secondo la legge del Brasile quando si unisce un individuo destro con uno sinistro e il piano di geminazione è parallelo alla faccia del prisma (disegno sotto a sinistra); la compenetrazione è tale che il geminato ha l'aspetto del cristallo singolo, con simmetria apparente pseudo esagonale (mimesia). Il quarzo può anche geminare secondo la legge del Delfinato, quando si uniscono parallelamente due individui destri o sinistri con rotazione di 60°, con l'asse ternario come asse di geminazione (disegno sotto al centro). Un geminato di contatto del quarzo si ha secondo la legge del Giappone, quando i due cristalli sono divergenti con un angolo di 84°33' (disegno sotto a destra).

* Si definiscono enantiomorfi cristalli con simmetria speculare, che si sovrappongono solo per riflessione rispetto a un piano; sono emimorfi i cristalli le cui estremità assiali sono diverse.

Nel sistema tetragonale la cassiterite gemina per contatto a becco di stagno (figura in fondo alla pagina) e il piano di geminazione è una faccia di bipiramide; il rutilo forma geminati per contatto ciclici a ginocchio (figura in fondo alla pagina).

Nel sistema rombico l'aragonite, che cristallizza in prismi rombici, forma geminati dove il piano di geminazione è una faccia del prisma rombico {110} (disegno sotto a sinistra), geminati polisintetici, cioè di più individui, (disegno al centro) e geminati di tre cristalli compenetrati, formanti un cristallo ad abito pseudo esagonale (mimesia) con angoli rientranti (disegno a destra).

La staurolite, minerale monoclino ma con angolo β prossimo a 90° e quindi con aspetto di un minerale rombico, forma geminati di compenetrazione a croce greca con piano parallelo alla faccia del prisma (figura in fondo alla pagina) e a croce obliqua con piano parallelo alla faccia della bipiramide (disegno sotto a sinistra) con un braccio che forma un angolo di 60°.

La cerussite forma geminati multipli a stella (disegno sotto a destra).

Nel sistema monoclino il gesso forma geminati per contatto a ferro di lancia (disegno a destra) e coda di rondine (figura in fondo alla pagina). L'ortoclasio può geminare in diverse maniere: per contatto secondo la legge di Baveno (disegno sotto a sinistra) e di Manebach (disegno sotto al centro) e per emitropia parallela secondo la legge di Karlsbad, in cui i cristalli appaiono parzialmente compenetrati e uno ruotato di 180° rispetto all'altro (disegno sotto a destra).

Nel sistema triclino i cristalli si uniscono secondo una faccia che è anche piano di geminazione in modo che ne risulta un'associazione di cristalli ruotati l'uno rispetto all'altro di 180º simulante un unico cristallo monoclino. I plagioclasi possono formare geminati polisintetici di contatto per emitropia normale secondo la legge dell'albite (disegno sotto a sinistra), anche polisintetici con la stessa legge (disegno sotto al centro) o per emitropia parallela secondo la legge del periclino (disegno sotto a destra) o, ancora, geminazioni complesse. Sono evidenti angoli rientrati.

Fluorite a due cubi compenetrati - Pirite geminata a croce di ferro - Staurolite geminata a croce greca - Cassiterite geminata a becco di stagno - Gesso geminato a coda di rondine - Rutilo geminato a ginocchio