Il presente progetto s'inserisce nell'ambito degli studi Interdisciplinari di tipo mineralogico-cristallochimico e petrologico-sperimentale e persegue tre obiettivi fra loro correlati: 1) definizione della variabilità composizionale nel sistema Li-Ca-Ti-Mn-Fe in ambienti ricchi di H2O; 2) ricostruzione del processo evolutivo di una pegmatite mediante le zonature chimiche di un cristallo singolo di tormalina; 3) determinazione dei diagrammi di stabilità della tormalina in funzione della pressione (P) e temperatura (T).
I minerali studiati saranno cristalli di tormalina non trattati e trattati ad alta temperatura e/o pressione.
Il conseguimento dei tre obiettivi sopra descritti porterà comporta un notevole avanzamento delle conoscenze rispetto allo stato dell'arte, poiché contribuisce a risolvere aspetti, poco investigati finora, del comportamento della tormalina come indicatore dei processi petrogenetici negli ambienti crostali e di mantello superiore in cui il ciclo del boro è coinvolto. In particolare, gli avanzamenti di conoscenza più rilevanti riguardano le relazioni fra l'assetto cristallochimico della tormalina e le sue condizioni di formazione: pressione, temperatura e ambiente geologico.
Il tratto di maggiore innovatività del presente studio è rappresentato dal fatto che esso coniuga problematiche appartenenti a domini culturali adiacenti o del tutto separati (geologia, petrologia, mineralogia e scienze dei materiali), evidenziandone la radice comune (la struttura del cristallo) e la comune soluzione (la distribuzione e la variazione degli ioni nei diversi siti strutturali, nonché la tolleranza della struttura ad ospitarli, come risposta alle variabili ambientali e come sorgente delle diverse proprietà fisiche).
Il raggiungimento degli obiettivi sopra descritti comporterà un notevole grado di avanzamento delle conoscenze rispetto allo stato dell'arte, poiché contribuisce a definire aspetti, finora poco investigati e mai chiariti prima, del comportamento del principale minerale contenente boro nella crosta e nel mantello terrestre. I dati disponibili in letteratura, infatti, presentano lacune o ampi margini d'incertezza dovute ad assenza di tormaline con particolari composizioni (come quelle a Ti e Ca), zonazioni o specifiche giaciture nelle pegmatiti, o poiché basati su estrapolazioni di dati ottenuti a basse pressioni su fasi di composizione a volte poco rappresentativa. Di conseguenza, non è stato finora sufficientemente compreso l'estensione della variabilità composizionale della tormalina, l'effetto di pressione, temperatura e fugacità d'ossigeno sulla distribuzione dei cationi nei siti strutturali della tormalina e le ripercussioni che tutto questo può avere su alcune proprietà fisiche (quali ad esempio il colore).
In particolare, gli avanzamenti di conoscenza più rilevanti riguardano: la definizione del campo di variazioni cristallochimiche a cui è soggetta la tormalina in natura nel sistema Li-Ca-Ti-Mn-Fe (raggiungimento dell'obiettivo n. 1); la definizione della capacità di un cristallo singolo zonato di riflettere l'evoluzione di un'intera pegmatite granitica all'interno della quale esso si è formato per cristallizzazione del fuso pegmatitico (raggiungimento dell'obiettivo n. 2); la possibile definizione del diagramma P-T di stabilità della tormalina (raggiungimento dell'obiettivo n. 3).