Goethite è un comune ferro minerale ossido che ha una formula chimica di FeO (OH). Viene spesso chiamata "limonite" sebbene questo termine sia usato in modo più ampio per descrivere una miscela di vari ossidi e idrossidi di ferro. La Goethite è un minerale importante in vari contesti geologici e ambientali a causa della sua diffusa presenza e del suo ruolo significativo in processi come il ciclo del ferro e la formazione di minerali.

La goethite cristallizza tipicamente nel sistema cristallino ortorombico, formando cristalli prismatici o aghiformi, nonché in forme massicce, botrioidali (globulari), stalattitiche o terrose. Il suo colore può variare dal giallo-marrone al marrone scuro e spesso presenta una caratteristica lucentezza opaca o terrosa. La Goethite è un componente comune di suoli, sedimenti e vari tipi di formazioni rocciose e può anche essere trovata come agenti atmosferici prodotto di altri ricchi di ferro minerali.

Contesto storico e denominazione

Il minerale goethite prende il nome da Johann Wolfgang von Goethe, un erudito tedesco che diede contributi significativi a vari campi tra cui letteratura, filosofia e scienza. Il minerale fu chiamato così in onore di Goethe nel 1806 dal mineralogista tedesco Johann Georg Christian Lehmann.

Goethe non ha mai studiato né contribuito direttamente mineralogia, ma i suoi interessi multidisciplinari e la sua influenza furono tali che Lehmann scelse di intitolare il minerale con il suo nome. Questa pratica di nominare i minerali con il nome di individui di spicco era abbastanza comune nella storia della mineralogia, come un modo per rendere omaggio ai loro contributi o semplicemente per attirare l'attenzione sui minerali appena scoperti.

Il minerale goethite è noto fin dall'antichità e il suo aspetto e le sue proprietà distinti sono stati notati da varie culture. Tuttavia, furono i secoli XVIII e XIX che segnarono un periodo di classificazione e denominazione mineralogica sistematica, portando al riconoscimento formale di minerali come la goethite come specie distinte.

In sintesi, la goethite è un minerale di ossido di ferro con una presenza significativa in vari contesti geologici. Il suo nome è legato allo scrittore tedesco Johann Wolfgang von Goethe per i suoi più ampi contributi alla conoscenza e alla cultura umana, anche se non fu direttamente coinvolto nello studio dei minerali.

Polimorfismo e serie: Trimorfo con feroxyhyte e lepidocrocite.

Associazione: lepidocrocite, ematite, pirite, siderite, pirolusite, manganite, molte altre specie portatrici di ferro e manganese.

Proprietà chimiche della goethite

La Goethite (FeO(OH)) è un minerale complesso di ossido di ferro con una varietà di proprietà chimiche che contribuiscono al suo comportamento in diversi contesti geologici e ambientali. Ecco alcune proprietà chimiche chiave della goethite:

  1. Formula chimica: La formula chimica della goethite è FeO(OH), che indica la sua composizione di ferro (Fe), ossigeno (O) e gruppi ossidrile (OH). Può contenere anche impurità minori e oligoelementi a seconda del suo ambiente di formazione.
  2. Gruppi idrossilici: La Goethite contiene gruppi idrossilici (OH) nella sua struttura chimica. Questi gruppi idrossilici contribuiscono alla sua capacità di adsorbire acqua e altre molecole sulla sua superficie, il che può influenzarne le proprietà come colore, stabilità e reattività.
  3. Stato di ossidazione del ferro: Lo stato di ossidazione del ferro nella goethite è principalmente +3. Questo stato di ossidazione contribuisce al suo colore da bruno-rossastro a giallo-marrone. Anche la presenza del ferro allo stato di ossidazione +3 rende la goethite un componente importante minerale di ferro depositi.
  4. Struttura e cristallografia: La goethite cristallizza nel sistema cristallino ortorombico e tipicamente forma cristalli aghiformi o prismatici. La sua struttura cristallina è costituita da strati di unità di idrossido di ferro ottaedrico intercalati con strati di atomi di ossigeno.
  5. Contenuto d'acqua e idratazione: La Goethite è idrata, il che significa che contiene molecole d'acqua all'interno della sua struttura. Il contenuto di acqua può variare, influenzando le proprietà fisiche e chimiche del minerale. In determinate condizioni possono verificarsi reazioni di idratazione e disidratazione, che influenzano la stabilità del minerale.
  6. Adsorbimento e chimica delle superfici: La superficie ricca di idrossili della goethite le consente di assorbire vari ioni e molecole dalle soluzioni circostanti. Questa proprietà rende la goethite un componente importante dei suoli e dei sedimenti, poiché può assorbire contaminanti, sostanze nutritive e metalli.
  7. Reattività e trasformazione: La Goethite può subire varie trasformazioni e reazioni a seconda del suo ambiente. Ad esempio, può trasformarsi in altri ossidi di ferro, come ad es ematite, in condizioni specifiche come il riscaldamento. Partecipa anche alle reazioni redox che coinvolgono ferro e ossigeno.
  8. Agenti atmosferici e impatto ambientale: La Goethite è un prodotto comune degli agenti atmosferici di altri minerali contenenti ferro, che si forma a seguito del alterazione di minerali precursori in presenza di acqua e ossigeno. La sua stabilità e le interazioni con l'acqua e altri composti svolgono un ruolo nella formazione del suolo e nel ciclo del ferro negli ambienti terrestri.
  9. Associazioni minerali: La Goethite si trova spesso in associazione con altri minerali di ferro, come l'ematite, magnetitee siderite. Può anche verificarsi insieme ad altri minerali come quarzo, minerali argillosie vari solfuri metallici.

In sintesi, le proprietà chimiche della goethite lo rendono un minerale versatile che svolge un ruolo significativo in vari processi geologici e ambientali. Le sue interazioni con l'acqua, altri minerali e composti chimici contribuiscono alle sue caratteristiche uniche e alla sua importanza in campi come la geologia, la mineralogia, la scienza del suolo e la scienza ambientale.

Proprietà fisiche di Goethite

La Goethite è un minerale di ossido di ferro con proprietà fisiche distinte che contribuiscono alla sua identificazione e caratterizzazione. Queste proprietà sono utili per mineralogisti, geologi e scienziati che lavorano in vari campi. Ecco le principali proprietà fisiche della goethite:

  1. Colore: Goethite presenta una gamma di colori, tra cui giallo-marrone, bruno-rossastro e marrone scuro. Il colore è influenzato dalle impurità, dall'idratazione e dalla presenza di altri minerali ad esso associati.
  2. Lustro: La Goethite ha tipicamente una lucentezza opaca o terrosa, spesso appare un po' opaca piuttosto che lucida. Questa lucentezza è il risultato della sua struttura a grana fine o fibrosa.
  3. Striscia: La striatura della goethite è tipicamente giallo-marrone, che è il colore del minerale quando è in polvere. Questa proprietà può essere utile per distinguere la goethite da altri minerali con colori simili.
  4. Durezza: La Goethite ha una durezza compresa tra 5.0 e 5.5 sulla scala Mohs. Può graffiare materiali con durezza inferiore ma può essere graffiato da materiali con durezza maggiore.
  5. Struttura di cristallo: La Goethite cristallizza nel sistema cristallino ortorombico. I suoi cristalli sono spesso di forma prismatica o aghiforme. Può anche formare masse botrioidali (globulari), stalattitiche e terrose.
  6. Scollatura: La Goethite non ha piani di clivaggio distinti, il che significa che non si rompe lungo superfici piane specifiche come fanno i minerali con clivaggio perfetto.
  7. Frattura: La frattura del minerale è tipicamente irregolare o subconcoidale, producendo superfici irregolari o curve quando rotto.
  8. Densità: La densità della goethite varia a seconda di fattori come il contenuto di acqua e le impurità, ma generalmente varia da circa 3.3 a 4.3 g/cm³.
  9. Trasparenza: La Goethite è solitamente opaca, il che significa che la luce non la attraversa. Frammenti o sezioni sottili potrebbero essere traslucidi.
  10. Abitudine: L'abito della goethite si riferisce al suo aspetto e alla sua forma generale. Può presentarsi in varie abitudini tra cui prismatico, aciculare (aghiforme), reniforme (a forma di rene) e stalattitico (formando strutture simili a ghiaccioli).
  11. Peso specifico: Il peso specifico della goethite varia da circa 3.3 a 4.3, indicando la sua densità rispetto all'acqua.
  12. Magnetismo: La Goethite è debolmente magnetica, il che significa che può essere attratta da un forte magnete ma non presenta forti proprietà magnetiche come la magnetite.
  13. Proprietà ottiche: Al microscopio petrografico, la goethite può mostrare una varietà di proprietà ottiche tra cui birifrangenza e pleocroismo, che possono fornire ulteriori informazioni sulla sua struttura cristallina.

In sintesi, le proprietà fisiche della goethite comprendono una serie di caratteristiche che aiutano nella sua identificazione e differenziazione da altri minerali. Queste proprietà sono influenzate da fattori quali la struttura cristallina, la composizione chimica e le condizioni di formazione.

Proprietà ottiche di Goethite

goethite

Le proprietà ottiche dei minerali, inclusa la goethite, forniscono preziose informazioni sulla loro struttura cristallina, composizione e comportamento quando interagiscono con la luce. Ecco le principali proprietà ottiche della goethite:

  1. Colore: Il colore della Goethite può variare ampiamente, dal giallo-marrone al bruno-rossastro e al marrone scuro. Impurità, difetti cristallini e la presenza di altri minerali possono influenzarne il colore.
  2. Trasparenza e opacità: La goethite è tipicamente opaca, il che significa che la luce non può attraversarla. I frammenti sottili potrebbero mostrare una certa traslucenza, ma per la maggior parte la goethite non è trasparente.
  3. Lustro: La goethite ha generalmente una lucentezza opaca o terrosa, il che significa che appare un po' opaca piuttosto che lucida se osservata sotto la luce riflessa.
  4. Indice di rifrazione: L'indice di rifrazione è una misura di quanta luce viene deviata (rifrata) mentre passa dall'aria a un minerale. L'indice di rifrazione di Goethite è relativamente basso, contribuendo al suo aspetto opaco.
  5. Birifrangenza: La Goethite è debolmente birifrangente, il che significa che può mostrare una piccola differenza negli indici di rifrazione se osservata sotto polarizzatori incrociati in un microscopio petrografico. Questa proprietà viene spesso utilizzata per distinguere la goethite da altri minerali con colori simili.
  6. Pleocroismo: Il pleocroismo è la proprietà dei minerali di mostrare colori diversi se osservati da diverse direzioni cristallografiche. La Goethite può mostrare un debole pleocroismo, con colori leggermente diversi se osservata lungo diversi assi cristallini.
  7. Colori di interferenza: Se osservata tra polarizzatori incrociati al microscopio petrografico, la goethite può mostrare colori di interferenza a causa della sua birifrangenza. Questi colori possono fornire informazioni sullo spessore delle sezioni minerali e sulle loro proprietà ottiche.
  8. Gemellaggio: La goethite può mostrare gemellaggi polisintetici, che si verificano quando più sezioni cristalline del minerale sembrano ripetersi lungo determinate direzioni. Ciò può influire sulle sue proprietà ottiche.
  9. Estinzione: L'estinzione si riferisce al fenomeno in cui il colore o la luminosità del minerale sbiadiscono quando viene ruotato sotto polarizzatori incrociati. L'angolo al quale ciò avviene può essere utilizzato per determinare l'orientamento della struttura cristallina del minerale.
  10. Aloni pleocroici: In alcuni casi, attorno ai cristalli di goethite possono formarsi aloni pleocroici, anelli concentrici di diversi colori attorno a inclusioni minerali radioattive, a causa dei danni da radiazioni. Questo fenomeno è principalmente associato al minerale zircone.
  11. Fluorescenza: Sebbene la goethite stessa non sia nota per una forte fluorescenza, alcune impurità o minerali associati potrebbero mostrare fluorescenza in specifiche condizioni di illuminazione.

In sintesi, le proprietà ottiche della goethite sono essenziali per identificare e caratterizzare il minerale, soprattutto quando si utilizzano tecniche come la microscopia a luce polarizzata. Queste proprietà possono offrire approfondimenti sulla cristallografia, sulla composizione e sulla potenziale storia delle alterazioni della goethite.

Evento e formazione

La Goethite è un minerale di ossido di ferro diffuso che si trova in una varietà di contesti geologici e ambientali. La sua formazione è strettamente legata a processi che coinvolgono l'erosione, l'alterazione e la precipitazione di materiali ricchi di ferro. Ecco alcuni eventi comuni e processi di formazione della goethite:

  1. Agenti atmosferici dei minerali ricchi di ferro: La Goethite si forma spesso come prodotto degli agenti atmosferici di altri minerali contenenti ferro, come ad esempio pirite (solfuro di ferro), magnetite (ossido di ferro) e siderite (carbonato di ferro). Questi minerali possono subire ossidazione e idrolisi in presenza di acqua e ossigeno, portando alla formazione di goethite.
  2. Depositi idrotermali: La Goethite può precipitare da soluzioni idrotermali nelle vene e nelle fratture interne rocce. Fluidi idrotermali ricchi di ferro e altri elementi possono depositare la goethite mentre si raffreddano e interagiscono con le rocce ospiti.
  3. Minerale di ferro della palude: In ambienti paludosi o paludosi, la goethite può accumularsi sotto forma di "minerale di ferro di palude". Le acque ricche di ferro reagiscono con la materia organica e, quando il ferro precipita, forma depositi di goethite. Nel corso del tempo, questi depositi possono accumularsi e diventare fonti di ferro economicamente significative.
  4. Suoli lateritici: Nelle regioni tropicali e subtropicali con precipitazioni elevate, la goethite può accumularsi nei terreni lateritici. Questi terreni si formano attraverso la lisciviazione di altri minerali e la concentrazione di ferro e alluminio ossidi, inclusa la goethite. I terreni lateritici sono spesso rossi o bruno-rossastri a causa della presenza di ossidi di ferro.
  5. Rocce sedimentarie: La Goethite può essere presente nelle rocce sedimentarie, comprese formazioni ricche di ferro come formazioni di ferro fasciato (BIF). Queste rocce sono costituite da strati alternati di minerali ricchi di ferro e Cherte forniscono importanti indizi sugli ambienti antichi e sulla storia della Terra.
  6. Ossidazione dei minerali di ferro: L'ossidazione dei minerali di ferro in vari contesti geologici, come l'ossidazione delle acque sotterranee che interagiscono con le rocce contenenti ferro, può portare alla formazione del goethite. Questo processo è spesso accompagnato da cambiamenti nel pH e nella disponibilità di ossigeno.
  7. Residui e rifiuti di miniera: La Goethite può formarsi negli sterili delle miniere e nei materiali di scarto derivanti da attività minerarie in cui sono presenti minerali contenenti ferro. Queste formazioni secondarie possono avere un impatto sull'ambiente locale e sulla qualità dell'acqua a causa del loro potenziale di rilascio di metalli e altre sostanze.
  8. Precipitazioni biogene: L’attività microbica, in particolare quella dei batteri ferro-ossidanti, può svolgere un ruolo nel favorire la precipitazione della goethite. Questi batteri catalizzano l'ossidazione del ferro, portando alla formazione di ossidi di ferro, inclusa la goethite.
  9. Depositi in grotta: In alcuni ambienti rupestri, la goethite può precipitare dall'acqua ricca di minerali mentre gocciola o scorre attraverso la grotta. Ciò può provocare formazioni uniche come stalattiti e stalagmiti fatte di goethite.

In sintesi, la goethite si forma attraverso una varietà di processi atmosferici, alterazioni e precipitazioni che coinvolgono minerali e soluzioni ricchi di ferro. La sua presenza abbraccia un'ampia gamma di ambienti geologici, dai suoli alterati e dalle rocce sedimentarie alle vene idrotermali e alle formazioni di grotte. Comprendere la formazione della goethite contribuisce alla nostra conoscenza della geologia della Terra e dei processi che modellano la sua superficie.

Usi e applicazioni di Goethite

La Goethite, come minerale di ossido di ferro, ha varie applicazioni pratiche e usi in diversi campi grazie alle sue proprietà uniche. Anche se potrebbe non essere così ampiamente utilizzato come altri minerali, le sue caratteristiche lo rendono prezioso in diversi contesti:

  1. Pigmenti e coloranti: La gamma di colori naturali di Goethite, che comprende tonalità giallo-marrone, bruno-rossastro e marrone scuro, l'ha resa storicamente importante come pigmento naturale e colorante nell'arte e nella ceramica. Il suo utilizzo risale a secoli fa per colorare ceramiche, dipinti e altre opere d'arte.
  2. Produzione di minerale di ferro e acciaio: Sebbene non sia una fonte primaria di ferro, la goethite può essere presente nel ferro depositi di minerali e contribuisce al contenuto complessivo di ferro. Il minerale di ferro con un contenuto significativo di goethite può essere lavorato per estrarre il ferro e utilizzato nella produzione di acciaio e altri prodotti a base di ferro.
  3. Catalisi: Le nanoparticelle di Goethite si sono mostrate promettenti come catalizzatori in varie reazioni chimiche. La loro elevata area superficiale e reattività li rendono utili per catalizzare reazioni di ossidazione e riduzione nei processi industriali.
  4. Bonifiche Ambientali: Le proprietà di adsorbimento della goethite possono essere utilizzate per rimuovere i contaminanti dall'acqua e dal suolo. La superficie di Goethite può assorbire metalli pesanti, composti organici e altri inquinanti, rendendola potenzialmente utile negli sforzi di pulizia ambientale.
  5. Archeologia e Geocronologia: La Goethite può formarsi nel tempo su manufatti e formazioni geologiche. La sua presenza sui reperti archeologici può fornire informazioni sull'età e sulla storia di tali manufatti. In geologia, i rivestimenti di goethite su rocce e minerali possono essere utilizzati per scopi di datazione relativa.
  6. Studi di cristallografia e mineralogia: La struttura cristallina e le proprietà ottiche della Goethite la rendono preziosa per studi scientifici di cristallografia, mineralogia e scienze della Terra. I ricercatori sfruttano le sue caratteristiche per conoscere le condizioni in cui si forma e il suo ruolo in vari processi geologici.
  7. Collezionismo di gemme e minerali: Pur non essendo un tradizionale pietra preziosa, le abitudini e i colori cristallini unici della goethite lo rendono un minerale attraente per collezionisti e appassionati interessati agli esemplari minerali e alle arti lapidarie.
  8. Istruzione e ricerca: La goethite è comunemente usata in contesti educativi per dimostrare agli studenti l'identificazione dei minerali e le proprietà ottiche. Serve come esempio pratico per insegnare i concetti di mineralogia.
  9. Scienza dei materiali: Lo studio delle proprietà della goethite contribuisce alla più ampia comprensione della scienza dei materiali, compreso il comportamento degli ossidi di ferro e le interazioni tra i minerali e il loro ambiente.
  10. Ricerca scientifica: La presenza di Goethite in ambienti naturali fornisce agli scienziati informazioni sulla storia geologica della Terra, sulle condizioni ambientali passate e sui processi di formazione dei minerali.

Anche se la goethite potrebbe non avere applicazioni industriali così ampie come altri minerali, le sue caratteristiche e il suo comportamento la rendono preziosa in contesti specifici, in particolare nei campi dell’arte, della scienza e dell’industria dove le sue proprietà uniche possono essere sfruttate per vari scopi.

Luoghi di distribuzione e di estrazione

La Goethite, essendo un comune minerale di ossido di ferro, si trova in vari ambienti geologici in tutto il mondo. La sua diffusa presenza lo rende una componente significativa di suoli, sedimenti e alcuni depositi di minerale di ferro. Ecco alcune regioni e paesi importanti in cui si trova la goethite:

  1. Australia: L'Australia è un importante produttore di minerale di ferro e la goethite si trova spesso come componente dei depositi di minerale di ferro in vari stati, tra cui l'Australia occidentale, il Queensland e l'Australia meridionale.
  2. Brasile: Il Brasile è un altro importante produttore di minerale di ferro e la goethite è presente in alcuni giacimenti di minerale di ferro del paese, in particolare nella regione di Carajás.
  3. Stati Uniti: La Goethite si trova in vari stati degli Stati Uniti, tra cui Michigan, Minnesota e Missouri. Queste regioni sono note per i loro giacimenti di minerale di ferro e le attività minerarie.
  4. India: L'India è uno dei maggiori produttori di minerale di ferro al mondo e la goethite può essere trovata nei suoi giacimenti di minerale di ferro in stati come Odisha, Karnataka e Goa.
  5. Russia: La Goethite è presente in vari giacimenti di minerale di ferro in Russia, contribuendo alla significativa produzione di minerale di ferro del paese.
  6. Cina: La Cina è un importante consumatore e produttore di minerale di ferro e la goethite può essere trovata nei depositi di minerale di ferro in varie province del paese.
  7. Sud Africa: La Goethite si trova in alcuni giacimenti di minerale di ferro in Sud Africa, che è anche un importante produttore di minerale di ferro.
  8. Canada: La Goethite può essere trovata nei giacimenti di minerale di ferro in Canada, in particolare in regioni come Labrador e Quebec.
  9. Svezia: La Svezia è nota per la produzione di minerale di ferro e la goethite è presente in alcuni giacimenti di minerale di ferro del paese.
  10. Cile: La Goethite può essere trovata nei giacimenti di minerale di ferro in Cile, che ne è un notevole produttore rame come pure.
  11. Regno Unito: La Goethite è stata trovata in varie località del Regno Unito, spesso associata in passato ad attività di estrazione del minerale di ferro.
  12. Altri paesi: La Goethite può essere trovata nei depositi di minerale di ferro e in altri ambienti geologici in molti altri paesi in tutto il mondo, contribuendo alla sua distribuzione globale.

È importante notare che la goethite è spesso presente insieme ad altri minerali di ossido di ferro, come l'ematite e la magnetite, nei depositi di minerale di ferro. La distribuzione specifica e l'estrazione della goethite possono variare in base alle caratteristiche geologiche di ciascuna regione e alla natura dei depositi di minerale di ferro presenti.

Esteso; alcune località per buoni cristalli includono:

  • da Siegen, Renania settentrionale-Vestfalia, e vicino a Giessen, Assia, Germania. A Prıbram, Repubblica Ceca.
  • Cristalli eccezionali dalla miniera di Restormel, Lanlivery; la miniera di Botallack, St. Just; e altrove in Cornovaglia, in Inghilterra.
  • Da Chaillac, Indre-et-Loire, Francia.
  • Negli USA, dal distretto di Pikes Peak e Florissant, El Paso Co., Colorado; un minerale minerale nel distretto del Lago Superiore, come nella miniera di Jackson, Negaunee, e nella miniera Superiore, Marquette, Marquette Co., Michigan.

Referenze

  • Bonewitz, R. (2012). Rocce e minerali. 2a ed. Londra: pubblicazione DK.
  • Manuale di mineralogia.org. (2019). Manuale di Mineralogia. [online] Disponibile su: http://www.handbookofmineralogy.org [Consultato il 4 marzo 2019].
  • Mindat.org. (2019). Goethite: Informazioni sui minerali, dati e località.. [online] Disponibile su: https://www.mindat.org/min-727.html [Consultato il 4 marzo 2019].