Argilla
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Argilla è il termine che definisce un sedimento non litificato estremamente fine (le dimensioni dei granuli sono inferiori a 2 μm micrometri di diametro) costituito principalmente da allumino-silicati idrati appartenenti alla classe dei fillosilicati.
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[modifica] Minerali argillosi e loro classificazione
I minerali costituenti delle argille sono definiti minerali argillosi e sono classificati in quattro gruppi principali,in base alla struttura cristallografica:
a) a due strati T-O (tetraedrico-diottaedrico)
Il rappresentante principale di questo gruppo è la Caolinite di formula chimica (Al)2Si2O5(OH)4, di genesi idrotermale o per alterazione in ambiente acido di feldspati. I maggiori depositi sedimentari sono di ambiente lacustre. Si presenta in aggregati terrosi di colore variabile fra il grigio-giallastro e il grigio-bruno.
b) a tre strati T-O-T (teatredrico-diottaedrico-tetraedrico)
A questo gruppo appartiene la Montmorillonite di formula chimica (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O, un minerale argilloso di colore bianco e grigio-bianco se in aggregati (componente principale dei fanghi di perforazione e scavo chiamati bentoniti), che si forma per alterazione di feldspati in rocce a basso contenuto di silice. La capacità della montmorillonite di espandere il periodo basale (ovvero la distanza fra gli strati) per sostituzione dell'acqua con glicol etilenico e di ridurlo eliminando l'acqua per riscaldamento, la rende particolarmente utile per classificare e misurare la frazione argillosa di un sedimento nelle analisi diffrattometriche a raggi X. A tale gruppo appartiene anche l'Illite, un minerale argilloso potassico chimicamente simile alla mica muscovite.
c) a quattro strati T-O-T - O (tetraedrico-diottaedrico-tetraedrico-triottaedrico)
È il gruppo delle Cloriti, che sono minerali argillosi magnesiaco-ferrosi, di origine prevalentemente metamorfica di basso grado su rocce magmatiche silicatiche o sedimentarie clastiche silicee. Per la loro genesi, le cloriti sono componenti importanti anche di rocce non argillose.
d) a strati misti
Sono minerali "costituiti" da combinazioni complesse (distinte in regolari e irregolari)degli strati dei gruppi precedenti. Sono i minerali argillosi più diffusi nelle rocce sedimentarie e nei terreni e vengono denominati in base ai gruppi costituenti. Abbiamo le illiti-montmorilloniti, le caoliniti-montmorilloniti, illiti-cloriti-montmorilloniti, le cloriti-vermiculiti.
In sintesi, infatti, i silicati hanno come elemento costituente un catione di Silicio (Si) - e Alluminio (Al) che per le dimensioni ioniche può svolgere il ruolo di sostituente, non riconoscibile chimicamente, del Silicio, da cui il termine di allumo-silicati - in coordinazione tetraedrica con quattro atomi di Ossigeno. Questi gruppi anionici, tetraedrici, possono essere isolati oppure collegati fra loro a formare coppie, anelli, nastri, sviluppi bidimensionali (planari) di teatraedri, sviluppi tridimensionali. A ogni conformazione cristallografica corrispondono classi di minerali molto diversi.
I fillosilicati ("silicati a foglia") raggruppano i minerali che presentano uno sviluppo bidimensionale dei tetraedri Silicio-Ossigeno. Si tratta di catene di tetraedri affiancate, unite fra loro, sullo stesso piano, a formare una maglia ad anelli, generalmente di simmetria pseudoesagonale. In tre dimensioni, la struttura cristallografica di un fillosilicato è costituita da piani bidimensionali di teatraedri a maglia ciclica (strati T) sovrapposti a strati ottaedrici (strati O) costituiti da cationi bivalenti e trivalenti, prevalentemente, Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Sodio (Na), Potassio (K), Ferro (Fe) e Alluminio (Al). Gli atomi comuni fra i due strati sono gli ossigeni. Questa classe di silicati è generalmente idrata, con la presenza di ossidrili (OH) che si dispongono al centro degli anelli tetraedrici. I fillosilicati sono una classe molto numerosa con due sottoclassi principali: i minerali argillosi e le miche. In base alla coordinazione fra gli strati T e O, al tipo di strato ottaedrico, derivano le combinazioni che definiscono i quattro gruppi di minerali argillosi.
[modifica] Genesi e proprietà fisico-chimiche delle argille
La genesi dei minerali argillosi nelle rocce è secondaria, per alterazione chimica (in ambiente acido o alcalino) di rocce magmatiche silicee, per deposizione da soluzioni idrotermali, metamorfismo di basso grado (nel caso delle cloriti). La formazione dell'Argille come sedimenti clastici sciolti, come suoli, avviene per dilavamento di rocce contenenti minerali argillosi, con la concentrazione del sedimento fine, a seguito di un lungo trasporto prevalentemente in acqua, in ambienti lacustri, marini, lagunari.
I minerali argillosi hanno caratteristiche fisico-chimiche peculiari, quali la dimensione micrometrica dei cristalli che comportano notevoli capacità di assorbimento d'acqua, scambio ionico e fissazione di cationi. Questo caratteristiche conferiscono al sedimento argilloso una sensibile plasticità se miscelato con acqua e refrattarietà se disidratato, proprietà che hanno permesso lo sviluppo dell'industria laterizia e ceramica.
Le argille, a causa della ridottissima dimensione dei granuli e alla elevata capacità di assorbimento, sono, assieme ai limi/limi argillosi, terreni coesivi, ovvero terreni le cui caratteristiche meccaniche sono determinate dalla coesione fra i granuli (e quindi dallo stato di idratazione) piuttosto che dall'attrito fra gli stessi (che è praticamente ininfluente).
[modifica] Rocce e sedimenti argillosi caratteristici
Argillite: roccia sedimentaria con tessitura clastica a grana finissima che si forma per litificazione di un sedimento argilloso spesso eterogeneo (costituito da minerali argillosi delle varie classi summenzionate). Può contenere una percentuale ridotta di sedimenti fini costituiti da minerali non silicei, quali quarzo, carbonati, ossidi di ferro, evaporiti. Di colore molto variabile (varie tonalità di grigio, quasi nera se organica, rosso bruna, violacea, verde), deriva dai minerali argillosi che la compongono, la facile fissilità in lamine. La genesi è prevalentemente sedimentaria in ambiente marino, lagunare, lacustre.
Varve: una roccia argillosa caratterizzata da una fitta alternanza di strati bicolore, chiari e scuri, e a differente granulometria, sabbioso-limosi i primi, argillosi i secondi. L'alternanza degli strati riflette il differente periodo di deposizione del materiale (nel caso specifico, un sedimento lacustre di trasporto glaciale). I sedimenti più grossolani sono originati nel periodo primaverile-estivo, in seguito all'aumento dell'acqua di fusione del ghiacciaio, quelli piu' fini e scuri, argillosi e ricchi di materiale organico, sono di deposizione invernale.
[modifica] Varietà locali
Caranto: una argilla sovraconsolidata pleistocenica, estremamente compatta, di colore grigio-grigio brunastro con fiammature ocra. È un livello-guida della transizione Pleistocene-Olocene nella laguna di Venezia ed aree circostanti.
Quick Clay (Argilla Veloce, detta anche Argilla di Norvegia): un particolare tipo di argilla marina, tipica dei suoli ghiacciati di Norvegia, Canada e Svezia. Estremamente compatta e anche particolarmente sensibile alla velocità di applicazione di un carico. Se disturbata, caricandola velocemente, subisce un processo quasi istantaneo di perdita di coesione simile alla liquefazione
[modifica] Utilizzo storico e moderno dell'argilla
L'argilla è malleabile quando idratata e puo' quindi essere facilmente lavorata con le mani. Quando è asciutta diventa rigida e quando subisce un intenso riscaldamento, diventa permanentemente solida. Queste proprietà rendono l'argilla, uno dei materiali più economici e largamente usati nella produzione ceramica fin dall'antichità. Le prime testimonianze di utilizzo di questo materiale da parte dell'uomo per creare manufatti risalgono al periodo neolitico, quando i primi oggetti di argilla (ciotole, vasi, ecc.) venivano cotti direttamente sul fuoco. L'argilla, attualmente, oltre che nella ceramica, è usata anche in molti processi industriali, come la preparazione della carta, la produzione di cemento, laterizi, filtri chimici.
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Un altro utilizzo dell'argilla, anch'esso derivato dal passato, è nel campo della medicina alternativa. In particolare viene utilizzata per uso interno, (seguendo particolari accorgimenti ed utilizzando argilla appositamente filtrata e ripulita) per curare disturbi dell'apparato digerente (ad esempio acidità di stomaco), o anche per usi esterni (ad esempio la classica maschera a base di argilla che molte donne mettono sul viso per ripulire la pelle). In ogni caso per utilizzi nel campo della medicina alternativa è fondamentale documentarsi bene presso un esperto perché vi sono anche dei rischi (a volte piuttosto gravi) riconducibili ad una errata modalità di assunzione o derivanti dal'utilizzo di tipologia di argilla non idonea.
[modifica] Bibliografia
- C. Cipriani, C. Garavelli, Carobbi - Mineralogia, II volume - Cristallografia chimica e Mineralogia speciale, USES, 1987
- A. Mottana, R. Crespi, G. Liborio, Minerali e rocce, Mondadori, 1977
[modifica] Voci correlate
[modifica] Collegamenti esterni
- (EN) raccomandazioni AIPEA per la nomenclatura del termine, da American Mineralogist
- (EN) WHO (2005), Bentonite, kaolin, and selected clay minerals, number 231 in ‘Environmental Health Criteria’
- (EN) argilla nell'edilizia
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