Burnettite

Burnettite
Formula chimica	CaVAlSiO6
Proprietà cristallografiche
Sistema cristallino	monoclino[1]
Parametri di cella	a = 9,80 Å, b = 8,85 Å, c = 5,36 Å, α = 90°, β = 105,62°, γ = 90°[2][3]
Gruppo puntuale	2/m[4]
Gruppo spaziale	C2/c (nº 15)[1]
Proprietà fisiche
Colore	verde[5]
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Il minerale burnettite (simbolo IMA: Bnet[6]) è un inosilicato estremamente raro appartenente al gruppo del pirosseno con la composizione chimica idealizzata CaVAlSiO₆.[4]

Alla data del 2019 la burnettite è stata rilevata solo nel meteorite Allende, dove si presenta come un'inclusione nella melilite dell'inclusione ricca di calcio e alluminio (CAI) A-WP1. È uno dei primi minerali a cristallizzare dalla nebulosa presolare durante la formazione del sistema solare.[3]

Etimologia e storia

Già nel 1984, i pirosseni di calcio ricchi di vanadio nei meteoriti Allende sono stati descritti dai mineralogisti del California Institute of Technology di Pasadena, negli Stati Uniti.[7][8] Questo è stato seguito da ritrovamenti di fassaiti ricche di vanadio, cioè cristalli misti kushiroite-grossmanite-davisite-diopside, nella condrite di Leoville (1992),[5] nel CAI del meteorite Efremovka (2002),[9] nella condrite carbonacea di Ningqiang (2003)[10] e nella condrite carbonacea Murchison CM2;[11] prima del 2013 Chi Ma e John R. Beckett hanno descritto il clinopirosseno di calcio vanadio come un nuovo minerale. L'hanno chiamato burnettite in onore del cosmochimico Donald S. Burnett del California Institute of Technology di Pasadena.[2][3]

Nel 2012 sono stati prodotti e studiati spettroscopicamente diversi pirosseni di vanadio sintetici, tra cui l'equivalente sintetico della burnettite.[12]

Classificazione

Nella classificazione strutturale dell'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA), la burnettite appartiene ai pirosseni di calcio del gruppo dei pirosseni, insieme ad augite, davisite, diopside, esseneite, petedunnite, grossmanite, hedenbergite, johannsenite, kushiroite e tissintite.[2][3]

Poiché la burnettite è stata riconosciuta come minerale indipendente solo nel 2013, non si trova né nell'obsoleta 8ª edizione né nella 9ª edizione della sistematica dei minerali secondo Hugo Strunz, che è stata aggiornata l'ultima volta dall'IMA nel 2024[13]. Anche la Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß e la sistematica dei minerali secondo Dana, che viene utilizzata principalmente nel mondo anglosassone, non elencano la burnettite.

La classificazione Strunz della 9ª edizione è continuata dalla banca dati mineraria "Mindat.org", la burnettite è finora assegnata alla classe dei minerali "silicati e germanati" sulla base della sua composizione chimica.[14]

Chimica

La burnettite con la composizione idealizzata ${\displaystyle \mathrm {^{[M2]}Ca\,^{[M1]}V^{3+}\,^{[T]}(AlSi)O_{6}} }$ è l'analogo del vanadio della kushiroite ${\displaystyle \mathrm {(^{[M2]}Ca\,^{[M1]}Al\,^{[T]}(AlSi)O_{6})} }$, esseneite ${\displaystyle \mathrm {(^{[M2]}Ca\,^{[M1]}Fe^{3+}\,^{[T]}(AlSi)O_{6})} }$ e davisite ${\displaystyle \mathrm {(^{[M2]}Ca\,^{[M1]}Sc^{3+}\,^{[T]}(AlSi)O_{6})} }$, dove ${\displaystyle \mathrm {[M2],[M1]} }$ e ${\displaystyle {\ce {[T]}}}$ sono le posizioni nella struttura del pirosseno.[2][3]

Oltre alla natalyite, la burnettite è il secondo pirosseno vanadio.

La composizione della burnettite della località tipo è:[3]

• ${\displaystyle \mathrm {^{[M2]}Ca_{1,04}\,^{[M1]}(V_{0,29}^{3+}Sc_{0,24}^{3+}Ti_{0,13}^{3+}Ti_{0,12}^{4+}Al_{0,09}Mg_{0,08})\,^{[T]}(Si_{1,01}Al_{0,99})O_{6}} }$

C'è probabilmente una completa miscibilità della burnettite con davisite, grossmanite e kushiroite in base alle reazioni di scambio:[3]

• ${\displaystyle \mathrm {^{[M1]}V^{3+}=\,^{[M1]}Sc^{3+}} }$ (davisite)
• ${\displaystyle \mathrm {^{[M1]}V^{3+}=\,^{[M1]}Ti^{3+}} }$ (grossmanite)
• ${\displaystyle \mathrm {^{[M1]}V^{3+}=\,^{[M1]}Al^{3+}} }$ (kushiroite)

Il contenuto di magnesio dovuto alla formazione di cristalli misti con diopside

• ${\displaystyle \mathrm {^{[M1]}V^{3+}+\,^{[T]}Al^{3+}=\,^{[M1]}Mg^{2+}+\,^{[T]}Si^{4+}} }$ (diopside)

e il titanio tetravalente (Ti^4+) possono essere ottenuti mediante sostituzione accoppiata:

• ${\displaystyle \mathrm {^{[M1]}V^{3+}+\,^{[T]}Si^{4+}=\,^{[M1]}Ti^{4+}+\,^{[T]}Al^{3+}} }$

Abito cristallino

La burnettite cristallizza con simmetria monoclina nel gruppo spaziale C2/c (gruppo nº 15) con 4 unità di formula per cella unitaria. I parametri reticolari del cristallo misto naturale sono a = 9,80 Å, b = 8,85 Å, c = 5.36 Å e β = 105,62°.[2][3]

La struttura è quella del clinopirosseno. Il silicio (Si^4+) e l'alluminio (Al^3+) occupano la posizione ${\displaystyle {\ce {T}}}$ tetraedrica circondata da 4 ioni ossigeno, il calcio (Ca^2+) occupa la posizione ottaedrica ${\displaystyle \mathrm {M2} }$ circondata da 6 ossigeni e la posizione ${\displaystyle \mathrm {M1} }$, anch'essa ottaedrica coordinata, è occupata dal vanadio (V^3+).[2][3]

Origine e giacitura

La burnettite è stata finora trovata solo nei meteoriti,[15][16] dove si trova in inclusioni ricche di calcio e alluminio (CAI) ricche di ossidi refrattari di scandio, vanadio, zircone e titanio. I pirosseni ricchi di vanadio sono stati trovati come incrostazioni, per lo più minuscoli aggregati di magnetite ricca di vanadio, scheelite, molibdenite, apatite e granuli di metalli di platino. Questi alieni, formatisi in condizioni ossidanti, esistevano prima della formazione di inclusioni ricche di calcio-alluminio, in cui essi stessi sono stati intrappolati e parzialmente assorbiti in condizioni estremamente riduttive. Il vanadio rilasciato in questo processo è stato incorporato in pirosseni ricchi di scandio-titanio-vanadio.[7][8]

Un altro tipo di presenza di burnettite è costituito da piccole inclusioni di cristalli isolati nella melilite. Per loro, vengono discussi sia una formazione come condensato precoce dalla nebulosa presolare in raffreddamento (prima della melilite), sia la formazione come residuo di una fusione parziale e distillazione di elementi più volatili durante il riscaldamento di un CAI.[10][17]

La località tipo è il meteorite Allende, una condrite carbonacea caduta nei pressi di Parral a Chihuahua, in Messico, l'8 febbraio 1969. La burnettite è stata scoperta qui nel CAI A-WP1, dove si presenta sotto forma di cristalli di pochi micrometri come inclusione isolata nella melilite.[3] Rocce estranee con pirosseni ricchi di vanadio a contatto con i minerali del CAI sono stati trovati anche nel meteorite Allende.[7][8]

Nella condrite CM2 di Murchison, la davisite ricca di vanadio è stata rinvenuta nel CAI "MURI", dove si trova insieme alla thortveitite, alla panguite e allo spinello.[11]

Nel CAI 101.1 del meteorite Efremovka, una condrite carbonacea di tipo CV3, si presenta una davisite ricca di vanadio come incrostazione di perovskite, insieme a spinello e melilite ricca di gehlenite, in cui si trovano inclusioni di Ni-Fe metallico. La storia di queste inclusioni è complessa, a partire dalla condensazione precoce di composti calcio e alluminio ricchi di scandio, zirconio e terre rare, la ri-fusione e l'aggregazione di varie inclusioni e la successiva ossidazione.[9]

Nel CAI NQW1-20 della condrite carbonacea di Ningqiang, la burnettite si trova come inclusione isolata nella gehlenite.[10]

Davisiti ricche di titanio e vanadio sono state descritte anche nel CAI "R3C-01-U1" della condrite RBT-04143 del Roberts Massif in Antartide. Ancora una volta, si tratta di inclusioni isolate di cristalli molto piccoli nella gehlenite.[17]

Note

1. (DE) Burnettite, su mineralienatlas.de. URL consultato il 19 settembre 2024.
2. (EN) P.A. Williams, F. Hatert, M. Pasero e S.J. Mills, IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC). Newsletter 17 (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 77, 2013, pp. 2997–3005. URL consultato il 24 aprile 2023.
3. (EN) Chi Ma e John R. Beckett, Burnettite, CaVAlSiO₆, and paqueite, Ca₃TiSi₂(Al₂Ti)O₁₄, two new minerals from Allende: Clues to the evolution of a V-rich Ca-Al-rich inclusion (PDF), in Lunar and Planetary Science, vol. 47, 2016, pp. 1595. URL consultato il 24 aprile 2023.
4. (EN) Burnettite (PDF), in Handbook of Mineralogy. URL consultato il 19 settembre 2024 (archiviato dall'url originale il 14 agosto 2022).
5. (EN) Catherine L.V. Caillet Komorowski e P.R. Buseck, The "White Angel": A Wollastonite-Bearing Refractory Inclusion in the Leoville Chondrite, in Meteoritics, vol. 27, n. 3, luglio 1992, p. 208.
6. (EN) Laurence N. Warr, IMA–CNMNC approved mineral symbols (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 85, 2021, pp. 291–320, DOI:10.1180/mgm.2021.43. URL consultato il 19 settembre 2024.
7. (EN) J.T. Armstrong, A. El Goresy, G.P. Meeker e G.J. Wasserburg, Willy: A prize noble Ur-Fremdling—Its history and implications for the formation of Fremdlinge and CAI, in Lunar and Planetary Science, vol. 49, n. 4, aprile 1985, pp. 1001-1022, DOI:10.1016/0016-7037(85)90315-1.
8. (EN) A. El Goresy, J.T. Armstrong e G.J. Wasserburg, Allende 5241: Anatomy of a Fremdlinge-Rich CAI, in Lunar and Planetary Science, vol. 15, 1984, pp. 242–243.
9. (EN) Ahmed El Goresy, E. Zinner, S. Matsunami, H. Palme, B. Spettel, Yangting Lin e M.A. Nazarov, Efremovka 101.1: A CAI with ultrarefractory REE patterns and enormous enrichments of Sc, Zr, and Y in Fassaite and Perovskite (PDF), in Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 66, n. 8, 2002, pp. 1459–1491, DOI:10.1016/S0016-7037(01)00854-7. URL consultato il 24 aprile 2023.
10. (EN) Yangting Lin, Makoto Kimura e Daode Wang, Fassaites in compact type A Ca-Al-rich inclusions in the Ningqiang carbonaceous chondrite: Evidence for partial melting in the nebula, in Meteoritics & Planetary Science, vol. 38, n. 3, 2003, pp. 407–417. URL consultato il 24 aprile 2023.
11. (EN) Chi Ma, John R. Beckett, Oliver Tschauner e George R. Rossman, Thortveitite (Sc₂Si₂O₇), the first solar silicate? (PDF), in Meteoritics and Planetary Science, vol. 46, S1, 2011, p. A144. URL consultato il 24 aprile 2023.
12. (EN) Michail N. Taran e Haruo Ohashi, Optical absorption spectroscopy study of three synthetic V^3+-bearing clinopyroxenes, in European Journal of Mineralogy, vol. 24, n. 5, 2012, pp. 823–829, DOI:10.1127/0935-1221/2012/0024-2220.
13. (EN) Malcolm Back et al., The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: May 2024 (PDF), su cnmnc.units.it, IMA/CNMNC, Marco Pasero, maggio 2024. URL consultato il 19 settembre 2024 (archiviato dall'url originale il 6 luglio 2024).
14. (EN) Classification of Burnettite, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 24 aprile 2023.
15. (DE) Burnettite (Occurrences), su mineralienatlas.de. URL consultato il 19 settembre 2024.
16. (EN) Burnettite, su mindat.org. URL consultato il 27 aprile 2024.
17. (EN) Takashi Yoshizaki, Daisuke Nakashima, Tomoki Nakamura, Changkun Park, Naoya Sakamoto, Hatsumi Ishida e Shoichi Itoh, Nebular history of an ultrarefractory phase bearing CAI from a reduced type CV chondrite, in Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 252, 2018, pp. 39–60, DOI:10.1016/j.gca.2019.02.034. URL consultato il 24 aprile 2023.