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LA WAVELLITE DEI MONTI DELLA TOLFA

di
Violetta Menichini
 

INTRODUZIONE

Percorrendo l’Aurelia da Tarquinia a Civitavecchia si scorgono, lontano sulla sinistra, sulle alture dei Monti della Tolfa, l’abitato d’Allumiere e due vistosi fronti di cava che indicano la presenza di un’attività estrattiva che, in realtà, è oggi molto ridotta e limitata a materiali inerti e caolino per i vicini stabilimenti dell’Italcementi di Civitavecchia.

In passato, al contrario, il territorio d’Allumiere è stato a lungo, e massicciamente, sfruttato per l’estrazione di molti minerali: la produzione più importante è stata quella dell’allume, ricavato dall’alunite, estratta in grandissima quantità dalla seconda metà del 1400 sino a circa il 1800, periodo nel quale inizia la lenta decadenza dell’allume tolfetano fino al 1941, anno della chiusura degli stabilimenti (Rinaldi, 1985). Altre produzioni che hanno interessato il territorio d’Allumiere sono state quelle connesse con l’estrazione di solfuri di ferro e piombo; queste produzioni sono state attive sino alla prima metà del 1900.

Questo ricco passato minerario fa sì che Allumiere e Tolfa siano località già note ai collezionisti di minerali per le molte specie di solfuri ma, soprattutto, per i notevoli, e pressoché unici al mondo cristalli d’alunite con spigolo fino ad 1 cm, di colore bianco e rosa.

I collezionisti, e gli studiosi più attenti, sono certamente anche al corrente dell’esistenza, sempre nel territorio d’Allumiere, di una specie mineralogica molto rara in Italia: la wavellite, un fosfato idrato d’alluminio di formula  Al3(OH)3(PO4)2·5H2O.

La presenza di wavellite vicino ad Allumiere, infatti, era stata segnalata la prima volta nel 1879 da Bombicci. Nel 1902, Zambonini analizzò un campione di “prehnite di Manziana”, proveniente da una collezione privata, rivelando che si trattava non di prehnite bensì di wavellite. Vi doveva essere un errore anche nell’attribuzione della località poiché Manziana ed Allumiere distano solo pochi chilometri. La wavellite viene quindi dimenticata fino al 1993 anno in cui il Sig. Dario Di Domenico, curatore della sezione mineralogica del Museo Civico d’Allumiere, ne rinviene alcuni campioni in un piccolo affioramento, non lontano dalla piccola chiesa della Trinità. Le analisi diffrattometriche condotte in quell’anno presso l’Università di Pisa dal Prof. Orlandi P., rivelano trattarsi proprio di wavellite pura (Di Domenico et al., 1993).

La wavellite è un minerale che si presenta quasi sempre in aggregati fibroso-raggiati o sferule; molto rari sono i cristalli isolati o gli aggregati tipo “spray”. Il colore può variare dall’incolore al giallo-verde all’azzurro. Le località dalle quali provengono i campioni più belli, sono l’Arkansas (USA) e le miniere stannifere di Llallagua in Bolivia; in particolare da quest’ultima località provengono anche rari e bei campioni di cristalli isolati.

Le località europee più note per questo minerale sono: Barnstable (Devonshire, Gran Bretagna), in cui la wavellite fu scoperta la prima volta nel 1805; Černovice(Boemia, Rep. Ceca); Freiberg (Sassonia, Germania). Recentemente sono stati rinvenuti bei campioni anche a Palazuelos de las Cuevas (Zamora, Spagna) e, in aggregati gialli o blu, a Mechocice e Wisniowka presso Kielce (Polonia) (AA.VV, 1997).

La wavellite è un minerale molto raro in Italia, quindi la sua presenza, oggi definitivamente confermata nel territorio d’Allumiere, riveste una notevole importanza dal punto di vista scientifico.

Nuovi dati e nuove analisi della wavellite d’Allumiere sono stati effettuati nell’ambito di una tesi sperimentale in Petrografia condotta sulla porzione meridionale del territorio d’Allumiere e Tolfa, nella quale si è dedicata un’appendice a questo raro minerale (Menichini, 2002).

Inquadramento geologico

Geologicamente il territorio dei Monti della Tolfa è costituito da una coltre vulcanica pliocenica di circa 40 km2, comprendente gli abitati d’Allumiere e Tolfa, costituita da prodotti di composizione variabile da quarzo-latiti a rioliti. Le rimanenti porzioni del territorio sono costituite da terreni sedimentari fra i quali predominano i terreni appartenenti al complesso del Flysch Tolfetano, d’età dal Cretacico all’Oligocene, tagliati da filoni di rocce ignee chiaramente ascrivibili all’attività vulcanica tolfetana.

Tutta la zona dei Monti della Tolfa è stata interessata da massicci fenomeni d’alterazione di tipo idrotermale legati non solo all’attività vulcanica superficiale, ma anche ad un’attività ignea più profonda che ha innescato una cospicua circolazione di fluidi, accompagnata da trasferimento di calore, che ha favorito la formazione dei già citati giacimenti di solfuri ed alunite e di facies particolari come i felses* calcosilicatici con granati, della varietà grossularia – andradite, affioranti in un’ampia zona posta a circa 1 km a sud degli abitati di Tolfa, Allumiere e La Bianca.

* NOTA A FONDO PAGINA Con questo nome sono comunemente indicate rocce metamorfiche prive di anisotropie strutturali. Si tratta di un nome tradizionale che, però, non fa riferimento né alla genesi della roccia metamorfica, né al grado del metamorfismo.

La wavellite d’Allumiere

La wavellite si trova dispersa in vene all’interno di una roccia vulcanica argillificata contenente piccoli cristalli limpidi di K-feldspato derivanti da fenomeni di feldspatizzazione successivi all’argillificazione: questo testimonia che la roccia è stata investita da fasi d’alterazione successive. In alcune porzioni della medesima roccia, al contrario, sono stati predominanti i processi di silicizzazione e, quindi, l’aspetto che ne risulta è quello di un materiale litoide costituito da fenocristalli argillificati in una pasta di fondo, di colore bianco o beige, molto resistente alla percussione, composta di quarzo e cristobalite.

La roccia, sia nelle porzioni litoidi che in quelle argillificate, è attraversata da un fitto reticolo di sottili fratture marcate da un colore arancio di ossidazione (Fig. 1).


Fig. 1 : Roccia contenente le vene di wavellite; si nota il marcato stato d’argillificazione e le numerose fratture, marcate da aloni d’ossidazione, che la attraversano;  foto V. Menichini.


Fig. 2: Wavellite dei Monti della Tolfa. Aggregati raggiati di cristalli di 0,75 mm, foto S. Fiori.

In alcune di queste fratture si può trovare la rara wavellite in aggregati fibroso-raggiati (Fig. 2)  o sferule il cui diametro può arrivare a 1,5 cm; il colore degli aggregati e delle sferule può variare dall’incolore al bianco al giallino ma si possono osservare anche sfumature verde tenue e azzurro pallido (Fig. 3).



Fig. 3: Wavellite dei Monti della Tolfa. Aggregati fibroso-raggiati e sferule incolori di 15 mm, foto D. Di Domenico.


Fig. 4: Wavellite d’Allumiere. Aggregati fibroso-raggiati di wavellite poggianti su un tappeto di piccoli cristalli di quarzo di neoformazione. NX  100x; foto V. Menichini.

Al microscopio polarizzatore (fig. 4) la wavellite si presenta incolore, molto limpida, con rilievo negativo basso sebbene lungo γ si possa talora osservare rilievo positivo basso. La birifrangenza è alta, sui toni del blu e dell’arancio; il segno ottico è biassico positivo con 2V medio – grande. Dalle sezioni sottili non è stato possibile individuare singoli cristalli, ma soltanto aggregati fibroso raggiati sui quali non sono possibili osservazioni morfologiche dettagliate.

È stato, inoltre, osservato che gli aggregati di wavellite poggiano sempre su un tappeto di piccoli cristalli di quarzo di neoformazione

Su un campione della wavellite d’Allumiere è stata eseguita un’analisi diffrattometrica con lo scopo di determinare i parametri della cella elementare del minerale. I valori ottenuti sono stati trattati con il programma LSUCRI (Least Squares Unit Cell Refinement), un adattamento per PC di Appleman e Evans (1973).

Tabella 1 Dati relativi alla cella elementare della Wavellite.

1) Wavellite di Allumiere (Menichini, 2002)
2) Wavellite da Dana (1951)
3) Wavellite da Nriagu & Moore (1984)

 

a (Å)

b (Å)

c (Å)

a0

b0

c0

Volume (Å3)

1

9,614+0,003

17,349+0,004

6,992+0,002

0,528

1

0,403

1166,2+0,4

2

9,6

17,31

6,98

0,555

1

0,403

1159,91

3

9,6

17,31

6,98

0,555

1

0,403

11159,91

Come si può vedere dai dati di Tabella 1, i risultati ottenuti sono in perfetto accordo con quanto riportato in letteratura.

Genesi

Per quanto riguarda la genesi della wavellite d’Allumiere, e le condizioni che ne hanno favorito la formazione, va premesso che, come risulta dalla letteratura, la wavellite è un minerale secondario, eccezion fatta per i campioni provenienti da Llallagua in Bolivia, per i quali viene supposta una genesi primaria idrotermale (Dana, 1951).

Sebbene, come già detto, sui Monti della Tolfa la circolazione idrotermale sia stata imponente, non vi si può, però, ricondurre la formazione della wavellite, dato che le vulcaniti affioranti in questo territorio non hanno tenori in P2O5 anomali ma si attestano attorno ad un modesto valore medio di 0,30% (Negretti et al., 1966), è quindi improbabile che si possano essere formati convogli idrotermali ricchi in fosforo.

L’ipotesi della genesi secondaria è quindi la più accettabile.

I passaggi che portano alla formazione di alluminofosfati, quali appunto la wavellite, in ambiente supergenico non sono ancora del tutto chiari ma si possono trovare spunti negli studi effettuati su rocce sedimentarie da Altschuler  (1983).

Il meccanismo proposto necessita della presenza di un substrato di minerali argillosi quali esempio la caolinite; di una certa quantità di apatite, che fornisce il P2O5, e di acque di scorrimento superficiali e di falda che favoriscono un’iniziale deposizione di alluminofosfati impuri contenenti alcali e calcio. Successivamente le stesse acque circolanti asporteranno, per lisciviazione, gli alcali e il calcio fino ad arrivare alla formazione di un alluminofosfato puro: la wavellite. La sequenza è schematizzata di seguito:

ACQUE SUPERFICIALI   +   APATITE   +   MINERALI ARGILLOSI
MILLISITE [(Na,K)CaAl6(PO4)4(OH)9·3H2O]   →   CRANDALLITE [CaAl3(PO4)2(OH)5·H2O]    WAVELLITE [Al3(PO4)2(OH)3·5H2O]

Ad Allumiere non sono stati ritrovati i minerali intermedi tra l’apatite e la wavellite, ma il fosfato si rinviene proprio in rocce fortemente alterate e molto ricche in caolinite.

Il minerale si concentra soltanto all’interno di vene e non è affatto disperso nella roccia, cosi come è risultato da analisi diffrattometriche condotte su traverse perpendicolari ad una vena mineralizzata.

Escludendo la presenza di soluzioni circolanti contenenti fosforo d’origine ignea od organica (guano), si può ipotizzare che la wavellite si sia formata nelle fratture della roccia, nelle quali circolava l’acqua, a spese dell’apatite vulcanica e grazie alla presenza di un substrato argilloso derivante dall’argillificazione dei feldspati vulcanici. I feldspati, infatti, si alterano prima dell’apatite e si può quindi pensare che, quando quest’ultima ha iniziato a rilasciare P2O5, fosse già presente un substrato argilloso ricettivo e favorevole alla formazione di alluminofosfati.

Il fatto che l’apatite nella roccia vulcanica di partenza fosse solo una fase accessoria giustifica il fatto che questo minerale si trovi in quantità apprezzabile soltanto dal punto di vista scientifico collezionistico ma che costituisca solo una piccola quantità della roccia includente.

Conclusioni

La presenza di wavellite è quindi confermata nel territorio d’Allumiere. Data l’estensione di facies caolinizzate che possono costituire un ideale supporto per la formazione della wavellite secondo il meccanismo ipotizzato e la difficoltà di riconoscimento del minerale entro grandi volumi di vulcaniti alterate di colore biancastro, è presumibile che nell’area dei Monti della Tolfa possano esistere anche altre località nelle quali si siano verificate le condizioni idonee alla formazione di wavellite.

Nota.  Si ricorda che sul territorio d’Allumiere il prelievo di minerali, fossili e rocce è tutelato; occorre fare riferimento al Museo Civico “A. Klitsche de La Grange” per la richiesta di visite guidate e permessi:

Museo Civico A. Klitsche de La Grange

Piazza della Repubblica  2900051
Allumiere (Roma)
tel. 0766 967793

Ringraziamenti

Si ringraziano: il Prof. G. Lombardi, relatore della tesi dalla quale questo articolo è tratto, il Prof. O. Grubessi, per i preziosi consigli, la Prof. A. Maras per la collaborazione, il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Roma “La Sapienza” per aver messo a disposizione le apparecchiature analitiche e il tecnico sig. Salvatore Fiori per la cortese e fattiva collaborazione.

Doverosi e sentiti ringraziamenti vanno al sig. D. Di Domenico e alla sig.ra F. Vinci per i loro preziosi consigli e insegnamenti e per la loro amicizia.

 
 




Bibliografia essenziale

AA. VV. (1997),  Collezionare Minerali, Hobby & Work Italiana Editrice, II, 489-490.

ALTSCHULER Z.S. (1973), The weathering of phosphate deposits. Geochemical and environmental aspects. In:

GRIFFITH E.J., BEETON A., SPENCER J.M. & MITCHEL D.T., Environmental Phosphorous handbook, Wiley, New York, 33-96.

APPLEMAN D.E., EVANS H.T.Jr. (1973), Job 9214: Indexing and least squares refinement of powder diffraction data. U.S. Departement of Commerce NTIS Document P.B. 216181.

BOMBICCI L., (1879-1880), Analisi della wavellite recentemente scoperta alla Tolfa, presso le Allumiere. Rend. Acc. delle Scienze di Bologna

DANA J.D. & DANA E.S. (1951), The System of Mineralogy, vol. II, 7ma edizione, John Wiley & Sons, inc. New York.

DI DOMENICO V., VINCI F., ORLANDI P. & STOPPANI F.S. (1993), Nuovo ritrovamento di wavellite nel Lazio. Rivista Mineralogica Italiana, 3, 191-193.

DOELTER C. et al. (1918), Handbuch der Mineralchemie, Verlag von Theodor Steinkopff, Dresden und Leipzig.

MENCIHINI V. (2002), Petrografia delle ipoabissaliti del magmatismo Tolfetano (Lazio), Dip. Sc. Terra, Univ. degli Studi di Roma “La Sapienza”, Tesi di Laurea.

NEGRETTI G.C., LOMBARDI G. & MORBIDELLI L. (1966), Studio geopetrografico del complesso vulcanico Tolfetano-Cerite. Le manifestazioni vulcaniche acide del settore Civitavecchiese-Tolfetano, Istituto di Petrografia Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, Roma, pp.172.

NRIAGU J.O., MOORE P.B. et al. (1984) – Phosphate Minerals. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

RINALDI R. (1985), Le Allumiere. Dalla nascita del comune (1826) al 1944, Stampato in proprio dall’autore presso la tipografia “La Litografica” di Civitavecchia.

ZAMBONINI F., (1902), Wavellite di Manziana, Atti R. Acc. dei Lincei, Roma, 9,1, sem. serie 5, fasc. 3

 
 
 
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