RICERCA ITALIANA     

Le miche: ordinamento cationico, popolazione anionica e loro controllo da parte dei fattori petrologici.

Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Abstract

Questo progetto, fondato sulla condivisione del patrimonio delle conoscenze di cinque Unità di ricerca (UR) con consolidata esperienza nella ricerca sui fillosilicati (UR1: Modena e Reggio Emilia; UR2: Bari, UR3: Milano, UR4: Padova, UR5: Roma Tre) intende provare che: i) le condizioni di cristallizzazione (temperatura, pressione, composizione, attività chimiche, ecc) durante i processi petrologici e geologici, influenzano, al pari di altri minerali delle rocce, la composizione chimica, la struttura, l’ordinamento cationico a lungo e corto raggio, la cristallofisica e la popolazione anionica delle miche; ii) le conoscenze cristallofisiche e cristallochimiche delle miche, unitamente al loro ordinamento cationico sia a lungo sia a corto raggio, sono essenziali per comprendere e prevedere la loro evoluzione e le loro proprietà in diversi contesti petrologici rigorosamente definiti; iii) le conoscenze cristallochimiche e cristallofisiche ed i processi di ordinamento cationico delle miche di ambienti naturali sono essenziali per ricostruire i processi petrogenetici e geologici che le hanno generate o durante i quali si sono riequilibrate.
Un valore aggiunto alle attuali conoscenze delle miche, in relazione alle loro condizioni petrogenetiche di cristallizzazione, sarà apportato dai temi che si intendono affrontare e, cioè: i) azione della pressione, della temperatura, delle attività chimiche, della composizione della mica e delle relazioni tra la mica e le altre fasi in paragenesi, sulla distribuzione dei costituenti chimici principali (Al, Mg, Fe) e delle lacune nei siti ottaedrici delle miche ignee e metamorfiche; ii) il controllo dei limiti delle sostituzioni eterovalenti esercitato dall’ordinamento cationico dei costituenti chimici principali, in aggiunta a quello esercitato dalle caratteristiche petrologiche e geologiche di cristallizzazione; iii) il controllo della popolazione ionica e del legame idrogeno del sito anionico ottaedrico effettuato attraverso l’ordinamento cationico a lungo e corto raggio, in aggiunta all’azione delle condizioni di cristallizzazione; iv) la caratterizzazione dei processi petrologici in cui le miche si sono generate o riequilibrate mediante l’analisi della popolazione e l’ordinamento cationico a lungo e corto raggio in interstrato.
Il raggiungimento dei predetti risultati potrà essere conseguito impiegando campioni rigorosamente selezionati dal punto di vista petrologico che verrà avvalorato attraverso: i) la caratterizzazione cristallochimica delle singole fasi coinvolte nelle reazioni sia in condizioni PT ambientali sia imposte; ii) la formulazione di modelli cristallochimici, geometrici e termodinamici; iii) la definizione e la modellizzazione dei processi di ordinamento a lungo e corto raggio; iv) lo studio sperimentale di miche in condizioni ambientali imposte; v) lo studio dello stato di ossidazione degli elementi di transizione; vi) lo studio del politipismo e della zonatura politipica; vii) lo studio dei processi di ordinamento cationico per diversi assetti politipici, sia in condizioni PT ambientali sia imposte.
L’approccio analitico, che sarà multimetodico, si avvarrà delle competenze delle unità di ricerca partecipanti, come anche delle loro collaborazioni nazionali ed internazionali, nella convinzione che l’applicazione di diverse tecniche, ma soprattutto l’integrazione di diverse competenze relativamente ad uno stesso problema, possa portare un valore aggiunto alla conoscenza cristallochimica e cristallofisica delle miche e dei processi naturali che le hanno generate. Questo approccio potrà risolvere situazioni di attuale ambiguità ed indeterminatezza e portare alla realizzazione di modelli rigorosi per l’interpretazione del comportamento delle miche in ambiti petrologici rigorosamente definiti. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Maria Franca Brigatti Università degli Studi di MODENA e REGGIO EMILIA

Obiettivo del Programma di Ricerca

QUADRO SINTETICO DEGLI OBIETTIVI. Nel corso dello svolgimento del progetto PRIN 2004 il gruppo proponente ha raggiunto la consapevolezza che le miche debbono essere studiate con un approccio multimetodico e multidisciplinare. Le conoscenze progressivamente acquisite sulle miche hanno messo in chiara evidenza le diverse forme della loro complessità strutturale (dalle relazioni politipiche, agli aspetti di ordinamento cationico, al loro comportamento in condizioni di temperatura e pressione imposte), aspetti estremamente utili per una loro migliore definizione mineralogica. Nel contempo è apparso che la comprensione dei dettagli mineralogici può essere di utilità per applicazioni in campo petrologico e geologico. Il presente progetto intende, quindi, dimostrare che: i) struttura, politipo, ordinamento cationico, cristallofisica e popolazione anionica delle miche sono influenzate dalle condizioni di cristallizzazione (temperatura, pressione, composizione, attività chimiche, ecc) presenti durante i processi chimico-fisici che le hanno generate; ii) le conoscenze cristallofisiche e cristallochimiche delle miche, unitamente al loro ordinamento cationico, sono essenziali per comprendere e prevedere la loro evoluzione e le loro proprietà in contesti petrologici rigorosamente definiti; iii) la cristallochimica, la cristallofisica ed i processi di ordinamento cationico delle miche valutati sia in condizioni PT ambientali sia imposte, permettono una più accurata analisi dei processi petrologici e geologici durante i quali esse si sono generate o (ri)equilibrate.

STRATEGIA GENERALE. In base alle premesse formulate è nella logica delle cose che il progetto di ricerca proposto si sviluppi, in contesti petrologici rigorosamente definiti, secondo le seguenti linee generali: i) ampliamento delle conoscenze relative agli aspetti strutturali e microstrutturali; ii) individuazione delle caratteristiche cristallochimiche, rilevanti non solo per le scienze mineralogiche, ma anche per la comprensione di processi geologici in senso lato e per le applicazioni in campo industriale; iii) valutazione delle condizioni utili alla ricostruzione della loro evoluzione in condizioni di pressione e temperatura imposte; iv) realizzazione di modelli che mostrino la dipendenza delle caratteristiche cristallografiche dall’ambiente di cristallizzazione; v) proposta di modelli che spieghino possibili relazioni di interdipendenza tra cationi e/o tra cationi ed anioni.

GLI OBIETTIVI. Nel corso degli ultimi anni il crescente interesse nei confronti delle miche è testimoniato dalla recente classificazione proposta dall’ IMA (Rieder et al. 1998) e dai lavori di sintesi sull’argomento (Mottana et al. 2002b; Fleet 2003). Uno dei due volumi vede come parte attiva il gruppo proponente ed in entrambi i testi i risultati ottenuti dal gruppo proponente (finanziati da precedenti progetti MURST), sono ampiamente citati. Anche se in questi anni sono stati ottenuti numerosi risultati, rimane tuttavia ancora molto da indagare. Alcune delle tematiche di attualità possono essere ad esempio individuate nei seguenti punti: i) I principali cationi ottaedrici (Al, Mg, Fe) che caratterizzano le miche ignee e metamorfiche e le lacune sono distribuiti nei siti ottaedrici in funzione di pressione, temperatura, attività chimiche, e delle relazioni tra la mica e le altre fasi in paragenesi. Le conoscenze chimiche sulle miche in vari contesti petrogenetici sono state ben dettagliate dal punto di vista petro-mineralogico e chimico (e.g., Guidotti &amp; Sassi 2002; Peccerillo 2005), ma richiedono una più dettagliata descrizione dei parametri cristallografici-cristallochimici e cristallofisici per una loro più profonda comprensione. Inoltre le relazioni ordine-disordine sia a lungo sia a corto raggio, le diverse sequenze politipiche e le geminazioni possono fornire un valore aggiunto per la comprensione delle cinetiche di reazione durante l’accrescimento del cristallo. ii) L’ordinamento cationico dei costituenti chimici principali nelle specifiche ambientazioni petrologiche e geologiche di cristallizzazione, controlla i limiti di sostituzioni eterovalenti. I modelli petrogenetici debbono acquisire una approfondita consapevolezza dei vincoli topologici che regolano le sostituzioni, per focalizzare l’attenzione solo sui quei siti che mostrano misurabili relazioni causa-effetto nei confronti delle variabili ambientali. iii) L’ordinamento cationico a lungo e corto raggio, oltre che essere un termometro delle condizioni di cristallizzazione, controlla la popolazione del sito anionico ottaedrico. La vasta letteratura relativa alle miche riporta spesso che le sostituzioni ottaedriche, soprattutto quelle eterovalenti, hanno un influsso determinante sulla composizione del sito anionico. Ad esempio è riconosciuto che la variazione della carica di strato prodotta da sostituzioni Ti-oxy o Fe3+-oxy è bilanciata con la deprotonazione del sito anionico. Questo aspetto non può prescindere dalla corretta determinazione chimica dei metalli di transizione, così come dal metodo di calcolo della formula chimica. Se, infatti, non saranno completamente noti lo stato di ossidazione degli elementi di transizione e la composizione del sito anionico, le formule chimiche delle miche continueranno ad avere un margine di incertezza che si propagherà sui modelli geotermobarometrici. Uno degli scopi del progetto sarà, quindi, proporre nuovi schemi di calcolo della formula chimica delle miche per permettere una più oggettiva stima composizionale anche, eventualmente, in assenza di dati strutturali. In aggiunta lo studio terrà in considerazione gli effetti delle variabili intensive sull’ordinamento valutando il comportamento di cristalli sottoposti a cicli “in situ” temperatura-pressione. iv) La popolazione e l’ordinamento cationico a lungo e corto raggio in interstrato possono fornire essenziali indicazioni sui processi petrologici in cui le miche si sono generate o riequilibrate. La coordinazione del sito interstrato varia da 12 a 6 (Rieder et al. 1996) ed è funzione della composizione del sito stesso, delle sostituzioni tetraedriche e della composizione ottaedrica. Il chimismo e l’occupanza dell’interstrato hanno un ruolo effettivo sulle proprietà termoelastiche delle miche (Comodi et al. 2002; Zanazzi &amp; Pavese 2002; Comodi et al. 2004; Pavese et al. 2003), ma il suo contributo è stato spesso trascurato.

INNOVAZIONE RISPETTO ALLO STATO DELL’ARTE. L'innovazione conseguente alle ricerche proposte è finalizzata al raggiungimento completo, o anche parziale, degli obiettivi fissati. Un primo aspetto di innovazione è determinato dalla più approfondita comprensione delle proprietà mineralogiche delle miche esaminate in contesti petrologici rigorosamente definiti. Un secondo aspetto di innovazione è relativo ai metodi impiegati. Molte delle ricerche progettate, che saranno svolte in stretta collaborazione tra le varie UR, saranno condotte con l’uso combinato di metodologie sperimentali diverse e complementari: i) diffrattometria di raggi X (cristallo singolo e polveri, anche in condizioni P-T imposte, con sorgenti convenzionali e non); ii) diffrazione di neutroni (ND); iii) spettroscopia su polvere e su cristallo singolo: infrarosso (IR) con sorgente a luce di sincrotrone e convenzionale, Mössbauer, spettroscopia di fotoemissione mediante raggi X (XPS), spettroscopia di assorbimento dei raggi X (XAFS); iv) microscopia elettronica a trasmissione (TEM). Approcci teorici accompagneranno lo studio sperimentale come, ad esempio, applicazione di MEM (Maximum Entropy Method). La presenza di competenze diverse nel gruppo (GEO06, GEO07, GEO08 e GEO09) ne favorirà il positivo sviluppo e, verosimilmente, il pieno successo. Un terzo aspetto di innovazione è legato al passaggio dall'approfondimento delle conoscenze mineralogiche delle miche alla realizzazione di modelli per interpretazioni petrologiche. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Nel corso degli ultimi anni, l’interesse della comunità scientifica nazionale ed internazionale, nei confronti di una dettagliata caratterizzazione cristallochimica delle miche, e dei fillosilicati in genere, ha mostrato una decisa e costante crescita, dopo il primo periodo (1965-80) in cui erano stati pubblicati i due principali studi riassuntivi (Bailey 1984, 1988). I più recenti lavori di sintesi sull’argomento (Mottana et al. 2002b; Fleet 2003) ne sono la prova. In questi volumi, oltre ad una vasta nuova letteratura sperimentale che coinvolge metodologie d’avanguardia non usate fino al 1988, sono proposti nuovi modelli cristallochimici, cristallofisici e petrologici, valevoli per associazioni micacee tanto ignee quanto metamorfiche. Come anticipato, in entrambi i volumi i risultati ottenuti dal gruppo di ricerca proponente, e finanziati da precedenti progetti MURST, sono ampiamente citati. Il gruppo di ricerca proponente ha inoltre promosso incontri internazionali aventi per tema i fillosilicati: i) “Micas 2000” in collaborazione con l’Accademia Nazionale dei Lincei a Roma, Euroclay2003 a Modena, in collaborazione con l’AIPEA, e Micas@Italy a Rimini nel 2005 promosso nell’ambito della verifica Nazionale ed Internazionale dei risultati ottenuti con il progetto PRIN 2002. Durante lo svolgimento dei predetti incontri, sono stati stilati importanti accordi di collaborazione a livello Nazionale ed Internazionale per lo svolgimento delle ricerche del gruppo.
Le principali tappe dello studio delle miche, sono state sintetizzate da Cipriani (2002). Solo negli ultimi vent’anni, però, lo studio di questi fillosilicati ha fatto notevoli progressi grazie sia allo sforzo compiuto per inquadrare la caratterizzazione delle miche in un contesto petrologico rigoroso, sia all’applicazione di nuove tecniche d’indagine - di bulk e su cristallo singolo - ed allo sviluppo di importanti studi teorici che costituiscono un valore aggiunto alla loro definizione. Negli anni più recenti, lo studio cristallochimico e cristallofisico dei fillosilicati, ed in particolare delle miche, ha tratto grande beneficio dall’approccio che comporta l’impiego combinato di tecniche quali: i) determinazioni chimiche in microsonda elettronica (EMP) ed ionica (SIMS) (e.g., Mesto et al. 2006); ii) riprese diffrattometriche sempre più dettagliate basate sui raggi X e sui neutroni e condotte non solo in condizioni ambientali ma anche in condizioni imposte di temperatura e pressione (e.g., Mazzucato et al. 1999; Pavese et al. 2000; Brigatti &amp; Guggenheim 2002; Zanazzi &amp; Pavese 2002; Comodi et al. 2004; Welch et al. 2004); iii) determinazioni spettroscopiche, condotte sia su polveri sia su cristallo singolo, quali: IR (e.g., Beran 2002; Mookherjee et al. 2002; Wunder &amp; Melzer 2002; Boukili 2003; Busigny et al. 2004; Asimow et al. 2006; Scordari et al. 2006), Raman (e.g., Rinaudo et al. 2004), Mössbauer (e.g., Rancourt et al. 2001; Dyar 2002; Evans et al. 2005), XAFS (e.g., Mottana et al. 2002a; Tombolini et al. 2003; Dyar et al. 2002; Cibin et al 2005), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) (e.g., Ebina et al. 1997; Schingaro et al. 2005), NMR (Fechtelkord et al. 2003a; Fechtelkord et al. 2003b; Lee &amp; Stebbins 2003); iv) TEM (Ferraris et al. 2000; Giorgetti et al. 2000; Di Vincenzo et al. 2001; Kogure 2002; Viti et al. 2004; Kogure et al. 2005).
Notevoli risultati sono stati ottenuti anche in campo teorico per interpretare: i) l’origine del politipismo e delle geminazioni delle miche (e.g., Nespolo &amp; Durovic 2002; Nespolo et al. 2004); ii) l’ordinamento cationico tetraedrico ed ottaedrico ottenuto mediante l’applicazione del metodo Monte-Carlo (Palin &amp; Dove 2004, Palin et al. 2004) e mediante il Metodo di Massima Entropia (Merli &amp; Pavese 2006); iii) la dipendenza della topologia dello strato dalla composizione ottaedrica (Brigatti et al. 2003, 2005b); iv) calcoli di equilibrio termodinamico per prevedere le curve di reazione in cui sono coinvolti i diversi tipi di miche (Pavese et al. 2003).
Oltre all’indubbio interesse dei risultati ottenuti in ambito cristallografico-cristallochimico, è necessario considerare sia la loro valenza applicativa sia il loro impatto multidisciplinare. Solo per citare qualche esempio: i) lo stato di ossidazione del ferro nelle miche può essere correlato a particolari processi petrogenetici (Rancourt et al. 2001; Dyar et al. 2002; Cesare et al. 2005; Mesto et al. 2006) e provoca anche un diverso comportamento magnetico delle miche, sotto opportune condizioni, che ne indica possibili applicazioni tecnologiche (Marcelli et al. 2004; Dunlop et al. 2006); ii) i meccanismi di sostituzione che introducono Ti nello strato (e.g., Ti-oxy; Ti-lacuna; Ti-Tschermak) possono fornire importanti informazioni geotermometriche (e.g., Cesare et al. 2003; Henry et al. 2005); iii) l’impacchettamento politipico e gli effetti di zonatura politipica permettono di evidenziare fenomeni connessi alla storia termo-barica della roccia ospite (e.g., Ferraris et al. 2001; Ivaldi et al. 2001; Guidotti &amp; Sassi 2002; Curetti et al. 2006); iv) la composizione del sito anionico è spesso citata per supportare conclusioni relative all’attività dei fluidi durante la cristallizzazione (e.g., Feely &amp; Sharp 1996; Gaeta et al. 2000; Righter et al. 2002; Gagnevin et al. 2004). Questo scenario non può trascurare gli studi di Mineralogia Sperimentale (Fechtelkord et al. 2003a, 2003b; Icenhover &amp; London 1995) per il momento limitati ai soli sistema limite a causa di problemi inerenti la metastabilità.
Dalla lettura di questa bibliografia emerge che lo studio delle miche ha raggiunto ottimi livelli qualitativi, è accurato ed estensivo, ma necessita ancora di approfondimenti relativi sia agli aspetti metodologici sia a quelli interpretativi. Si può riflettere, infatti, sui seguenti aspetti: i) Lo studio dei politipi a fini petrogenetici riguarda prevalentemente le miche diottaedriche (e.g., Sassi et al. 1994 Merriman et al. 1995; Guidotti &amp; Sassi 2002; Peacor et al. 2002; Do Campo &amp; Nieto 2003), molto più limitato è lo studio relativo alle miche triottaedriche . Le miche presentano, inoltre, complesse geminazioni costituite dall’unione di cristalli con composizione chimica uguale o diversa (rispettivamente “allotwin” e per “epitassia”, Nespolo et al. 1999). Questi ultimi aspetti che potrebbero essere significativi per definire le cinetiche di cristallizzazione non sono stati mai stati estensivamente applicati. ii) Le analisi chimiche delle miche, soprattutto di ambiente metamorfico, mostrano solitamente una non completa occupanza del sito interstrato. Questa particolarità trova anche riscontro in una minore densità elettronica, rilevata per questo sito dagli studi cristallografici. Le ipotesi che sono state formulate per spiegare questi effetti prevedono, generalmente, la presenza di lacune, H3O+ o NH4, difficilmente rilevabili, o non rilevabili da analisi in microsonda (Arkai 2002; Arkai et al. 2004, Hovis et al. 2004). È da sottolineare, tuttavia, che il significato petrogenetico suggerito dalla presenza di lacune e/o NH4 è completamente diverso. Nel primo caso, infatti, deve essere ipotizzata una sostituzione tipo pirofillite legata, cioè, a processi di illitizzazione. Nel secondo caso, studi sperimentali hanno dimostrato che il coefficiente di partizione NH4/K tra mica e fluidi salini è indicativo per stabilire la storia della disidratazione della roccia metamorfica. Inoltre, nelle miche di alto grado metamorfico, la presenza di lacune sembra poco probabile mentre si ritiene che NH4 sia ancora presente e che la mica possa essere considerata uno dei principali “veicolatori” di N nel mantello (Bos et al. 1988; Poter et al. 2004). iii) Il chimismo e l’occupanza del sito interstrato hanno un ruolo non marginale sulle proprietà termoelastiche della mica e quindi sulla sua equazione di stato (Comodi et al. 2002; Zanazzi &amp; Pavese 2002; Pavese et al. 2003; Comodi et al. 2004). Anche per questo motivo, la definizione delle specie presenti in interstrato e del loro ordinamento può portare ad un miglior dettaglio delle informazioni geotermobarometriche. iv) Le diverse popolazioni di interstrato e le eventuali lacune, oltre a ragioni genetiche sono anche determinate da motivi cristallochimici. Questa affermazione necessita riflessione ed approfondimento in quanto la formazione di lacune e/o la sostituzione di altri cationi a K può essere favorita da processi di ordinamento cationico ottaedrico, da un diverso rapporto Si/Al nei siti tetraedrici, o dal chimismo del sito anionico. Inoltre la diversa occupanza e composizione dell’interstrato può però essere solo “apparente”, in quanto legata ad effetti di interlaminazione di diverse specie micacee. v) I campioni di mica triottaedrici della serie flogopite-annite indicano una variabile sostituzione di F e Cl ad OH nel sito anionico ottaedrico e la presenza di complesse sostituzioni omo- ed etero-valenti, che vengono bilanciate mediante meccanismi di sostituzione diversi (Schingaro et al. 2001; Benincasa et al. 2003; Brigatti et al. 2003; Brigatti et al. 2005a, 2005b; Schingaro et al. 2005). La presenza, o dominanza, di un meccanismo sugli altri sembra essere spesso legata a condizioni genetiche (Vieillard 1995; Guidotti et al. 2000). Ad esempio le sostituzioni tipo “oxy” (e.g., Ti-oxy; Fe3+-oxy) possono fornire informazioni geotermometriche per rocce metapelitiche (Comodi et al. 2002, 2004; Henry et al. 2005). Altre, analoghe informazioni per rocce ignee possono essere ricavate dal sito anionico, ad esempio in base al coefficiente di partizione fH2O/fHF tra biotite ed apatite (Sallet 2000).
Tutti questi aspetti relativi alle miche, che come delineato possono avere un notevole impatto sulle interpretazioni petrogenetiche, se affrontati in modo semplificato e, cioè, utilizzando la sola composizione chimica, sono influenzati da un margine d’incertezza che può essere estremamente ampio. Per questa ragione, i più quotati geotermometri sono realizzati considerando la variazione composizionale dell’ottaedro, più controllabile e, quindi ritenuta più realistica. Ad esempio il geotermometro biotite-granato oltre a seguire un approccio semplificato (considera, infatti solo Mg, Fe ed Al quali cationi ottaedrici) non tiene conto né dello stato di ossidazione degli elementi e neppure dell’ordinamento cationico. Il significato delle sostituzioni eterovalenti è solo quello di apportare lievi correttivi (e.g., Holdway 2000). Oltre allo stato di ossidazione degli elementi ed al significato cristallochimico delle diverse sostituzioni eterovalenti, nei calcoli geotermobarometrici non sono presi in considerazione i processi di ordinamento cationico, né a lungo né a corto raggio. Il fatto che i calcoli focalizzino prevalentemente l’attenzione sull’ottaedro implicitamente assumono che questo foglio sia completamente rappresentativo della cristallochimica della mica in quanto regola la topologia dell’intero strato. Queste assunzioni, molto semplicistiche, non considerano neppure le variazioni volumetriche che vengono introdotte quando si realizzano sostituzioni tipo “oxy” e la variazione di carica locale che subiscono gli ossigeni basali tetraedrici quando agisce una sostituzione tipo Tschermak.
Quanto sopra descritto delinea in modo sintetico il quadro delle conoscenze generali sulle miche. Il panorama nazionale su cui, da come sopra rilevabile, ha notevolmente inciso l’attività delle unità proponenti, per gli ultimi anni può essere così sintetizzato:

A MODENA E REGGIO EMILIA (UR1) da anni si effettuano ricerche di carattere cristallografico su fillosilicati che hanno permesso di definire in dettaglio la cristallochimica delle miche. L’UR1 ha realizzato una banca dati cristallografica contenente i dati relativi a numerosi campioni di mica (per la maggior parte triottaedriche) e collabora attivamente con le altre UR, in particolare con l’UR5 di (Roma Tre) con cui è attiva da tempo una collaborazione finalizzata a mettere in relazione l’ordinamento a lungo raggio, derivato dagli studi a cristallo singolo, con l’ordinamento a corto raggio, sempre ottenuto su cristallo singolo mediante spettroscopia EXAFS e XANES. Un quadro riassuntivo dei lavori prodotti e dei modelli generali ottenuti è riportato in Brigatti &amp; Guggenheim (2002) e Brigatti et al. (2003, 2005b).

A BARI (UR2) lo studio cristallochimico delle miche si è rivolto principalmente alle specie triottaedriche ed ha privilegiato un approccio multi-analitico cristallografico tradizionale e spettroscopico, in particolare mediante spettroscopia XPS e Mössbauer (Schingaro et al. 2001, 2005). Rilevanti risultati sono stati ottenuti per la definizione dello stato di ossidazione degli elementi di transizione e del loro ordinamento cationico (Mesto et al. 2006).

A MILANO (UR3) sono stati studiati gli aspetti strutturali di campioni 2M e 3T di fengite mediante diffrazione dei raggi X e dei neutroni, anche ad alta temperatura e pressione per determinare equazioni di stato P-V e P-V-T (Catti et al. 1989, 1994; Ivaldi et al. 2001; Pavese 2002, Pavese et al 2003), è stato sviluppato un modello di stabilità relativa tra politipi (Curetti et al. 2006) ed è stata valutata la validità della metodologia basata su MEM (Maximum Entropy Method) per procedere alla ricostruzione delle densità elettronica partendo da fattori di struttura calcolati per via quantistica, minimizzando in questo modo l’errore sperimentale nella valutazione dell’ordinamento cationico (Merli &amp; Pavese 2006).

A PADOVA (UR4) esiste una lunghissima tradizione di studi su miche di rocce metamorfiche che hanno prodotto considerevoli risultati d'interesse petrologico relativi a: i) ruolo geotermometrico delle sostituzioni muscovite-paragonite (Blencoe et al. 1994; Guidotti et al. 1994a,b; Sassi et al. 1994); ii) ruolo geobarometrico delle sostituzioni muscovite-phengite (Sassi &amp; Scolari 1974; Guidotti &amp; Sassi 1976, 1986, 1998, 2002; Kisch et al. 2006); iii) politipismo delle muscoviti metamorfiche (Sassi et al. 1994); iv) i meccanismi di sostituzione riguardanti il Ti in biotiti metamorfiche di alta temperatura (Cesare et al. 2003; Sassi et al. 2004); v) il ruolo delle caratteristiche cristallochimiche e cristallofisiche di miche chiare e cloriti nella formazione dello “slaty cleavage” (Guidotti et al. 2005). È in atto una collaborazione con l’UR1 (Modena e Reggio Emilia) e l’UR5 (Roma Tre) per valutare se è possibile una ricalibrazione del geotermometro biotite-granato valutando l’influenza dell’ordinamento cationico a lungo e corto raggio sui calcoli geotermobarometrici.

A ROMA TRE (UR5) i fillosilicati di- e tri-ottaedrici sono stati studiati mediante indagini spettroscopiche, in particolare XANES (Mottana et al. 1997; Mottana et al. 2002a; Tombolini et al. 2002, 2003;Cibin et al. 2005). L’ordinamento a corto raggio dei cationi ottaedrici è stato determinato sia sul bulk sia su cristallo singolo per verificare gli effetti di polarizzazione sugli spettri. Sono state effettuate indagini spettroscopiche in FTIR (Fourier Transform Infra Red), in parte da sorgente convenzionale ed in parte da radiazione di Sincrotrone; inoltre l’UR5 completa gli studi spettroscopici con studi in microdiffrazione di raggi X.

Da quanto sopra riportato, si deduce chiaramente che l'insieme delle UR di questo progetto costituisce un’aggregazione multidisciplinare, con evidente carattere di complementarietà e sussidiarietà. Questa aggregazione è rappresentativa della maggior parte della ricerca italiana nel settore delle miche. Va detto, infine, che questo stringato panorama della ricerca svolta in Italia sulle miche non sarebbe completo se non fossero ricordati anche i brillanti risultati conseguiti a Perugia e quelli sui fillosilicati realizzati a Siena. <<<