Proprietà tipomorfiche di luminescenza delle aragoniti naturali dell’area mineraria di Boccheggiano

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Marco E. Ciriotti
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Proprietà tipomorfiche di luminescenza delle aragoniti naturali dell’area mineraria di Boccheggiano

Messaggio da Marco E. Ciriotti » ven 07 ago, 2015 13:52

Prossima pubblicazione.

Referenza:
Dallegno, A., Mazzoleni, G., Menegazzi, R. (2015): Typomorphic luminescence properties of natural aragonites from Boccheggiano mining area (Southern Tuscany, Italy): correlations between their geochemical signature and spectrophotoluminescence response. (In preparation).

Abstract:
Typomorphic luminescence properties of natural aragonites from Boccheggiano mining area (Southern Tuscany, Italy): correlations between their geochemical signature and spectrophotoluminescence response

Besides being, within the territory of Tuscan Mining Geopark, an excellent field reference for hydrothermal processes and ore deposits geologically linked to the widely known Larderello Geothermal Field, Boccheggiano is one of the most important historical Italian localities for fluorescent minerals, which yielded literally tons of the mistakenly called “strontian aragonite” or “aragostrontianite” (that is, in most cases, calcite with a very special red fluorescence under LW-UV). Aragonite, as a metastable polymorph of CaCO3 is normally transformed into calcite, so it results very rare. But, despite what previously stated in some papers about the locality and the related mineralogy, the two polymorphs do coexist at Boccheggiano (as proved by means of optical microscope analyses coupled with Raman microspectrography). This article is focused just on Boccheggiano aragonites, studied by combining geochemical (multi-element ICP-MS analysis) and spectrophotoluminescence data, whereas a second article on the calcites is in preparation. Aragonites resulted actually Sr-rich but, more important, their content of other chemical elements in specific associations, combined with corresponding variations in morphology (crystal habitus), color in non-excited conditions (under natural white light), and in luminescence behavior, allowed to distinguish them into three different types. Each type is representative of precise and specific conditions in mineral-forming processes within the multi-stage hydrothermal evolution which deposited both the ore and the ‘gangue’ minerals, hence the three types are a clear example of typomorphism of carbonate minerals. This article is focused on the typomorphic photoluminescence properties of aragonite from Boccheggiano, providing the first information with regard. Type III aragonite shows both a specific photoluminescence response excited by SW-256 nm UV (carmine-red) and spectrographic features (a broad-band red luminescence with a minimum emission also in the blue and green band), due to a specific geochemical pattern which renders it as probably unique in the world. It is an azure colored High-Mg aragonite, normally metastable but preserved in geodes within dolostone levels in the lower part of Tuscan sedimentary succession, which remained as micro-environments like a closed chemical system during the multi-stage evolution of hydrothermal processes. The uniqueness of this mineral phase deserves the denomination Boccheggiano-type aragonite and the locality has to be considered as its locus tipicus. The genesis of this aragonite is a key to explain the specific enrichment processes in a precise location of Boccheggiano extensional fault, which yielded the typical association (as trace elements) of Li, Mo, Sn, Zr, Al, V, Fe and LREEs (above all, Ce, Pr, and La), but also Na, Ba, Mg, and Mn, accompanied with a not negligible content of Sr. Such association is clearly related to the overall geochemical ‘signature’ of granitoid petrofacies grouped in the Tuscan Magmatic Province (regarding the deep hydrothermal fluids) with probable mixing processes, partial dilution and exchange with shallower hydrothermal fluids crossing the sulphate-carbonate rocks of the Tuscan sedimentary succession.
spectrophotoluminescence, inductively coupled plasma mass spectroscopy analysis (ICP-MS), Boccheggiano, Larderello Geothermal Field, Tuscan Mining Geopark

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Proprietà tipomorfiche di luminescenza delle aragoniti naturali dell’area mineraria di Boccheggiano (Toscana meridionale, Italia): correlazioni tra il loro pattern geochimico e la risposta di spettrofotoluminescenza

Riassunto
Oltre a essere, all’interno del territorio del Tuscan Mining Geopark, un eccellente laboratorio naturale per lo studio dei processi idrotermali e delle mineralizzazioni connesse al ben noto campo geotermico di Larderello, Boccheggiano è una delle più importanti località storiche italiane per i minerali fluorescenti, che ha prodotto tonnellate del minerale erroneamente chiamato “stronzio-aragonite” o “aragostronzianite” (in molti casi, calcite con una particolare fluorescenza in rosso sotto UV a onda lunga). Come polimorfo instabile del carbonato di calcio, l’aragonite è generalmente trasformata in calcite e quindi risulta molto rara. Ma, a differenza di quanto pubblicato, a Boccheggiano i due polimorfi coesistono (come dimostrano analisi ottiche microscopiche abbinate a microspettrografia Raman). Questo articolo è dedicato solo alle aragoniti, studiate combinando geochimica (analisi multielementare ICP-MS) e spettrofotoluminescenza, mentre un secondo articolo sulle calciti è in preparazione. Le aragoniti sono effettivamente ricche in stronzio ma, ben più importante, il loro contenuto in elementi chimici in ben precise associazioni, combinato con variazioni corrispondenti nella morfologia (abito cristallino), colore in condizioni non eccitate (sotto luce bianca senza componente UV) e comportamento di fotoluminescenza, consente di distinguerle in tre tipi. Ogni tipo è rappresentativo di ben precise condizioni chimico-fisiche di formazione dei minerali, nell’ambito dell’evoluzione multi-fase dei processi idrotermali che hanno depositato sia la mineralizzazione, sia i minerali “di ganga”. I tre tipi costituiscono quindi un chiaro esempio di tipomorfismo dei minerali. Questo articolo descrive le caratteristiche tipomorfiche di fotoluminescenza delle aragoniti di Boccheggiano, fornendo i primi dati in merito. L’aragonite di Tipo III presenta sia una particolare e specifica risposta di fotoluminescenza, quando eccitata da UV a onda corta (256 nm), sia caratteristiche spettrografiche (luminescenza con ampia banda rossa e minima emissione anche nelle bande del blu e del verde), dovute a un ben preciso pattern geochimico, che la rendono molto probabilmente unica al mondo. Si tratta di una High-Mg aragonite di colore celeste, fase altrimenti metastabile preservata in geodi entro i livelli dolomitici nella parte basale della Serie Toscana, come micro-ambienti che si sono mantenuti come sistema chiuso durante l’evoluzione dei processi idrotermali. In base alla sua unicità, questa fase minerale merita la denominazione di Boccheggiano-Type aragonite e la località va considerata come locus tipicus. La genesi di questa aragonite è una chiave di lettura per spiegare particolari processi geochimici di concentrazione di elementi, in una ben precisa posizione lungo la faglia estensionale di Boccheggiano, che ha prodotto una tipica associazione di Li, Mo, Sn, Zr, Al, V, Fe e LREEs (soprattutto Ce, Pr e La), ma anche Na, Ba, Mg e Mn, accompagnati da una non trascurabile quantità di Sr. Tale associazione è evidentemente connessa alla signature geochimica delle petrofacies granitoidi della Provincia Magmatica Toscana (per quanto riguarda i fluidi idrotermali di origine profonda), con probabili processi di mescolamento, parziale diluizione e scambio chimico con fluidi più superficiali che hanno attraversato le rocce a solfati e carbonati della successione sedimentaria della Serie Toscana.
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Re: Proprietà tipomorfiche di luminescenza delle aragoniti naturali dell’area mineraria di Boccheggiano

Messaggio da pepsfiles » dom 20 gen, 2019 18:39

Salve, qualcuno ha notizia di questa pubblicazione? Cercando su internet non ho trovato nulla nè sulle aragoniti, nè tanto meno sulla calcite.

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Marco E. Ciriotti
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Re: Proprietà tipomorfiche di luminescenza delle aragoniti naturali dell’area mineraria di Boccheggiano

Messaggio da Marco E. Ciriotti » lun 21 gen, 2019 11:47

Penso che la pubblicazione ancora non ci sia...
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