La sezione di mineralogia raccoglie campioni ben rappresentativi di minerali che suscitano sempre un grande stupore e fascino nei visitatori per la loro perfezione geometrica e bellezza, per la varietà e tonalità di colori. La sezione si correla a quella di paleontologia perché permette, dal punto di vista didattico, di affrontare con più organicità l’argomento della storia della Terra dalla sua origine e formazione fino all’esplosione della vita illustrata dai reperti fossili. I minerali offrono,inoltre,l’opportunità di addentrarsi in problemi interessanti relativi alla storia dell’umanità ed in particolare della scienza.

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Prima di addentrarci nello straordinario mondo dei minerali, possiamo iniziare a dire che non sono altro che degli aggregati delle rocce, componenti essenziali della crosta terrestre.
Le rocce sono suddivise in tre gruppi principali: ignee, metamorfiche e sedimentarie e, sono costituite da aggregati di grani di minerali differenti. Gli ambienti di formazione dei minerali sono molti e con caratteristiche differenti.
Le rocce che caratterizzano la crosta terrestre si formano grazie a dei processi ciclici. Il magma, infatti, fuso all'interno della crosta, pian piano sale in superficie formando grandi masse, intrusioni più piccole, o colate di lava e vulcani.

Le rocce ignee (o magmatiche) si formano attraverso il consolidamento del magma. Vengono suddivise in intrusive, quando il consolidamento avviene in profondità nella crosta terrestre (es. granito e pegmatite), ed effusive, quando il consolidamento avviene sulla superficie della crosta (questo accade, ad esempio, negli ambienti vulcanici con la formazione dei basalti).
Le rocce sedimentarie, invece, si formano dall'accumulo di frammenti di rocce preesistenti o di gusci o di scheletri di organismi, o anche dal deposito di sostanze minerali sciolte nelle acque.

Nel caso in cui le rocce ignee o sedimentarie vengano sottoposte a condizioni di temperatura o pressione piuttosto elevate si formano le rocce metamorfiche, processo che porta le rocce preesistenti a subire rilevanti mutamenti fisico-chimici.

Le rocce ignee hanno un aspetto vetroso e cristallino. I cristalli, particolarmente ravvicinati tra loro, possono essere allineati, ma anche distribuiti in modo casuale all'interno della roccia.
In alcune rocce sedimentarie ci sono evidenti stratificazioni. I grani non hanno grande coesione e possono essere staccati molto facilmente.

Altra caratteristica che le distingue dalle rocce ignee e la frequente presenza di fossili.
La roccia metamorfica si distingue in due tipologie differenti, secondo il tipo di metamorfismo subito.
Infatti, può avere una struttura foliata con frequenti ondulazioni, al contrario delle rocce sedimentarie che hanno sempre struttura piana, oppure una struttura con distribuzione cristallina del tutto casuale.

I minerali sono per lo più dei solidi inorganici, fatta eccezione per alcuni in cui si trova un'origine organica (ad esempio I'ambra non è altro che una resina fossile), formati da uno solo o da combinazioni di più elementi chimici.
Partendo dalla constatazione che in natura esistono circa 3000 specie di minerali, è stato necessario studiare un metodo di classificazione che, considerando Ie caratteristiche proprie di ognuno di essi, parte da quelli che presentano una composizione chimica più semplice fino ad arrivare ai minerali con legami chimici molto complessi.

Si giunge in questa modo ad avere nove classi di minerali: Elementi nativi, Solfuri, Alogenuri , Ossidi e Idrossidi, Carbonati, Solfati, Fosfati, Silicati e Sostanze organiche.
Diverse sono le proprietà che caratterizzano i minerali e rendono possibile la loro identificazione.
Per spiegarle in breve possiamo iniziare dal colore, che sicuramente una delle proprietà fisiche più evidenti di un minerale, ma che, in fase d'analisi, non è fondamentale per una precisa identificazione del campione in esame.
Ci sono, infatti, delle specie di minerali, di cui I'esempio più eclatante è probabilmente il quarzo, che presentano diverse colorazioni.

Sotto il profilo della colorazione, invece, molto più importante la stria, proprietà che consente di valutare il colore della polvere del campione, che si ottiene generalmente facendo sfregare quest'ultimo su un'adeguata superficie.
La trasparenza si riferisce alla proprietà di un minerale d'essere più o meno attraversato dalla luce (analisi da cui si arriva a determinare se un minerale è trasparente, traslucido o opaco).

La lucentezza indica il grado in cui la luce viene riflessa dalla superficie dei cristalli; i termini con cui questa si descrive sono: vitrea (simile al vetro), resinosa (simula la lucentezza della resina), perlacea (Iucentezza simile all'iridescenza della perla), sericea (tipica dei minerali di aspetto fibroso) e adamantina (assai brillante, simile a quella del diamante).

Fondamentali sono anche i sistemi cristallini, in base ai quali i minerali, infatti, sono suddivisi in sei gruppi a seconda della forma e della simmetria dei cristalli che Ii compongono. Ogni sistema cristallino pub contenere forme diverse, ma tutte devono corrispondere alla simmetria del sistema.

I sei sistemi suddetti sono:
- sistema cubico (o monometrico): i tre assi di simmetria hanno pari lunghezza e sono perpendicolari tra loro;
- sistema tetragonale: anche in questo caso i tre assi sono perpendicolari tra loro, ma uno dei tre ha lunghezza differente e rappresenta l'asse principale;
- sistema esagonale: in questo caso gli assi sono quattro, tre dei quali hanno lunghezza uguale, si intersecano tra loro formando angoli di 120° e appartengono allo stesso piano di simmetria, l'altro asse ha lunghezza differente ed e perpendicolare a tutti gli altri;
- sistema rombico (o ortorombico): presenta tre assi di lunghezza differente, ma tutti perpendicolari tra loro;
- sistema monoclino: come il precedente, presenta tre assi di misura differente, ma in questa caso, due sono perpendicolari tra loro, mentre il terzo assume posizione obliqua;
- sistema triclino: i tre assi hanno tutti lunghezze differenti e non sono perpendicolari tra loro.

Tornando alle proprietà dei minerali, dobbiamo accennare all'abito e agli aggregati che li caratterizzano.
II primo si riferisce all'aspetto che assume il minerale in base allo sviluppo delle forme cristalline che lo compongono.
Sappiamo pero che i minerali sono quasi sempre costituiti da aggregati di cristalli e tra questi i più comuni sono: l'aggregato lamellare (cristalli sottili simili a una lama), aggregato prismatico (composto da cristalli prismatici), aggregato aciculare (cristalli lunghi e sottili), massa compatta (cristalli minuti e privi di una forma definita), massa reniforme (forma simile a un rene).
Altre due caratteristiche fondamentali sono la sfaldatura e la frattura.

Colpendo il minerale con un martello o facendo pressione con un coltello, si ottengono delle lamine di sfaldatura. Questo avviene generalmente lungo i piani di minima coesione che, a seconda dei minerali, assumono direzioni differenti.
La sfaldatura pero non e una proprietà comune a tutti i minerali. Molti, infatti, non si sfaldano in nessuna direzione, ma si suddividono in frammenti irregolari. La frattura, infatti, può essere concoide, cioè con nicchie e convessità arrotondate, oppure scheggiosa, fibrosa, ecc. e, a seconda dei piani di frattura, si può ottenere un criterio di determinazione del campione in esame.

Per concludere, con le proprietà che caratterizzano i minerali, non possiamo tralasciare due proprietà fondamentali quali durezza e peso specifico.
Per calcolare la durezza, ossia la resistenza opposta alla scalfittura, e stata ideata una scala (Ia Scala di Mohs) che, partendo dal valore 1, determinato dalla durezza del talco, arriva fino a 10, valore che determina la durezza massima di un minerale e che corrisponde al diamante.

In questa scala si determina quindi il valore di durezza di dieci minerali che fungono poi da termini di paragone per misurare la durezza dei campioni.
I minerali che presentano durezza maggiore scalfiscono quelli con durezza minore, posti quindi più in basso nella Scala di Mohs.
Infine, il peso specifico e dato dal rapporto numerico tra il peso effettivo del minerale e quello di un analogo volume di acqua alla temperatura di 4 °C.