Guida completa alla classificazione e descrizione delle rocce metamorfiche

- clastica e/o particellare, cristallina o biocostruita;

- granulometria;

- rapporti tra i componenti: presenza o assenza di matrice, tipo di supporto

(questi parametri sono riconoscibili principalmente nelle granulometrie più

grossolane);

- forma dei componenti, sfericità e arrotondamento (solo per le rocce terrigene a

granulometria grossolana).

Roccia a tessitura clastica, granulometria conglomeratica grossolana, a

supporto clastico, con scarsa matrice pelitica. I ciottoli ben arrotondati, a bassa sfericità, sono in prevalenza frammenti di rocce (litici). Conglomerato grossolano.

Roccia a granulometria lutitica, di colore rosso-violaceo in patina ed in

frattura; reagisce a freddo con HC1, lasciando uno scarso residuo insolubile. Calcare marnoso.

Roccia a tessitura cristallina, a granulometria media, di colore biancogrigiastro.

Non reagisce a freddo con HC1. Dolomia cristallina a grana media.

Descrizione delle rocce metamorfiche

Le rocce metamorfiche possono derivare dalla trasformazione chimico - mineralogica e tessiturale di preesistenti rocce ignee, sedimentarie o metamorfiche (protoliti). Tali trasformazioni procedono guidate da variabili fisiche quali la pressione (P, kbar, MPa), la temperatura (T, gradi °C), la presenza ed attività delle fasi fluide e danno origine ad associazioni mineralogiche tipiche dipendenti anche dalla composizione della roccia

"madre" (protolito). Il metamorfismo è cioè un processo che provoca la trasformazione delle associazioni mineralogiche, delle strutture e delle tessiture delle rocce preesistenti, per lo più senza modificare il chimismo complessivo della roccia di partenza. I prodotti delle trasformazioni chimico - mineralogiche (reazioni metamorfiche) che riflettono i cambiamenti metamorfici significativi nelle rocce sono usati per suddividere l'intero

campo di T in cui avviene il metamorfismo in quattro principali campi di grado metamorfico: metamorfismo di grado molto basso, basso, medio, alto. Sulla base delle variazioni dì pressione è possibile effettuare un'ulteriore suddivisione. Non è possibile applicare uno schema di classificazione universale delle rocce metamorfiche utilizzabile per lo studio dei campioni a mano. Per la prima indispensabile suddivisione dei diversi tipi litologici da usare in campagna, i parametri distintivi sono la composizione mineralogica (determinata visivamente sui componenti principali) e la

tessitura. In pratica la terminologia in uso per descrivere e classificare le rocce metamorfiche segue una doppia connotazione (composizionale e tessiturale). Esistono termini che comprendono indicazioni su entrambi i parametri (es. gneiss o micascisto),termini a puro significato composizionale (es. marmo) o termini a puro significato tessiturale (es. fels, scisti).

Oltre alle famiglie di minerali già incontrate a proposito delle rocce ignee e sedimentane, nelle rocce metamorfiche è presente un altro gruppo di minerali tipicamente originati nell'ambito dei processi del metamorfismo.

Minerali nelle rocce metamorfiche

Minerali presenti sia in rocce metamorfiche che in rocce ignee: quarzo, feldspati (plagioclasi + feldspati alcalini), biotite, miche bianche, anfiboli, pirosseni, olivina.

Minerali presenti sia in rocce metamorfiche che in rocce sedimentarie: quarzo, argille, miche, calcite, dolomite.

Minerali tipici delle rocce metamorfiche: granati, silicati di Al (cianite, sillimanite, andalusite), staurolite, clorite, altre miche (es. flogopite), serpentino, talco.

Tessiture delle rocce metamorfiche

Nelle rocce metamorfiche la tessitura in senso lato rappresenta la somma delle relazioni spaziali tra i minerali costituenti (disposizione nella roccia, omogeneità, dimensioni).

La roccia contiene unicamente minerali equidimensionali (cioè di abito non

allungato o lamellare, come il quarzo, i granati ecc.). Oppure ogni tipo di minerale con forma prismatica allungata o tabulare ma disposti tra loro in modo casuale, senza orientazioni preferenziali: tessitura non orientata. Considerando anche il concetto di omogeneità, le tessiture non orientate assumono denominazioni differenti.

La roccia contiene minerali di abito non equidimensionale (allungato o lamellare), tra loro isorientati (orientazione preferenziale dimensionale), arrangiati in allineamenti paralleli o a bande: tessitura orientata. Quando i minerali di abito qualsiasi si raggruppano in piani a differente composizione, definiscono una tessitura planare. All'interno di questi piani essi possono avere un'orientazione preferenziale dimensionale o no. L'alternanza di letti a differente composizione mineralogica (es. quarzo + feldspati e fillosilicati) definisce il layering mineralogico. Quando i minerali di abito prismatico allungato (es. anfiboli) si organizzano in allineamenti (con forme a bastoncino), cioè hanno un'orientazione

preferenziale lineare, definiscono le tessiture lineari. Nel primo caso la tessitura planare si chiama foliazione; nel secondo caso la tessitura lineare si chiama lineazione.

Classificazione delle rocce metamorfiche

Se la roccia è costituita da minerali di abito non lamellare o aciculare, cioè da cristalli equidimensionali (quarzo, granati, pirosseni, ecc.) di dimensioni mediamente confrontabili, la tessitura non orientata risultante è definita granoblastica (si confronti con la tessitura olocristallina equigranulare delle rocce ignee; la differenza in questo caso risulta principalmente dalla presenza dei minerali tipici del metamorfismo). Una roccia granoblastica non possiede né lineazione né foliazione in quanto composta da minerali equidimensionali che non possono impartire orientazioni preferenziali.

Se la roccia ha grana fine, cioè è costituita da un feltro minuto di minerali distinguibili unicamente al microscopio la tessitura non direzionale è detta cornubianitica (ingl. hornfelsic). Rocce con questa tessitura hanno una tipica frattura scheggiosa ed aspetto uniforme anche con la lente.

Se la roccia contiene alcuni minerali di dimensioni notevolmente maggiori rispetto alla maggior parte degli altri cristalli (porfiroblasti se prodotti dalle trasformazioni metamorfiche, porfiroclasti se preesistenti a queste), la tessitura è porfiroblastica o porfiroclastica (si confronti con le tessiture porfiriche delle rocce ignee). Rocce a tessitura porfiroblastica possono essere foliate o lineate (ad es. quando si trovano porfiroblasti di granati in un litotipo la cui tessitura planare

è definita da letti di mica alternati a livelli quarzoso feldspatici).

Nelle rocce granoblastiche equigranulari si valuta la dimensione media dei

cristalli (diametro); se la roccia è porfiroblastica occorre definire separatamente le dimensioni dei porfiroblasti e dei minerali più minuti. Si usa la seguente scala granulometrica:

- grana fine: cristalli con diametro

- grana media: cristalli con diametro compreso tra 0.1 e 1 mm

- grana grossolana: cristalli con diametro > 1 mm.

Nelle rocce foliate (in cui si riconosce una foliazione), a seconda delle dimensioni dei minerali la tessitura planare assume nomi diversi:

- clivaggio, in rocce a grana minuta (la roccia si apre in piani o fogli sottili e paralleli);

- scistosità, in rocce a grana media (la roccia presenta letti o piani continui, composti prevalentemente da miche);

- bandatura (ingl. banding), in rocce a grana grossolana (la roccia è

costituita da alternanze di letti continui a diversa composizione

mineralogica; layering mineralogico).

La tessitura gneissica si riferisce alle rocce a grana minuta o grossolana foliate o contenenti una proporzione relativamente scarsa di minerali lamellari, talora sparsi, ma isorientati o subparalleli (tessitura orientata).

Un caso particolare di tessitura gneissica, in cui cristalli feldspatici di grandi dimensioni sono circondati da piccoli cristalli di quarzo, miche, feldspati, assumendo l'aspetto di occhi, e' definito tessitura gneissica occhiadina.

Terminologia e classificazione litologica

1) Riconoscere e descrivere la tessitura:

a) orientata o non orientata;

b) granulometria;

c) se la tessitura non è orientata: rocce granoblastiche (fels);

d) se la tessitura è orientata, riconoscere se è lineare, planare o piano - lineare;

e) distinguere il tipo di foliazione (clivaggio, scistosità, banding).

Riconoscere e descrivere la composizione mineralogica, indicando i minerali inordine di abbondanza decrescente;

Definire il nome della litologia. A questo scopo si tiene conto della doppia connotazione mineralogica e tessiturale cui si è già fatto riferimento, scegliendo o un nome a doppia connotazione (mineralogico - tessiturale) o uno a connotatone singola che può essere modificato con l'aggiunta di un termine composizionale o tessiturale a seconda di quale definizione principale si è scelta (es. gneiss, termine tessiturale e

composizionale; marmo a silicati, termine composizionale; scisto cloritico, termine tessiturale modificato da uno composizionale).

A questo livello introduttivo i nomi possono essere scelti orientandosi, attraverso la descrizione mineralogico - tessiturale appena effettuata, nelle seguenti tabelle.

Roccia a struttura cristalloblastica e tessitura planare (layering

mineralogico definito dall'alternanza di letti feldspatici e fillosilicatici) porfiroclastica, a grana medio-grossolana, con porfiroclasti rappresentati da feldspati alcalini, associati a

feldspati, quarzo, biotite. Gneiss occhiadino.

Roccia a tessitura planare, scistosa, composta di quarzo, miche, granato.

Micascisto a granato.

Roccia a tessitura granoblastica, a grana media, composta principalmente

da calcite. Marmo.

Rocce caratterizzate da tessitura scistosa e grana media (minerali

riconoscibili).

Rocce a grana fine, con clivaggio di tipo slaty cleavage.

Fels (cornubianiti)

Rocce a grana variabile, solitamente fini, a tessitura non orientata.

Roccia a tessitura orientata con feldspati > 20% e fillosilicati

Roccia a tessitura orientata, scistosa, con feldspati 50 %.

Roccia scistosa contenente una significativa percentuale di minerali

carbonatici associati a fillosilicati e quarzo.

Ardesia (ing, "slate")

Roccia caratterizzata da slaty cleavage e composta da clorite, opachi, carbonati, quarzo.

Roccia a grana molto fine, caratterizzata da clivaggio, composta in

prevalenza da minerali argillosi e fillosilicati.

L'intero schema di descrizione e classificazione proposto è puramente descrittivo e molto semplificato: non sono stati presi in considerazione i fattori genetici (cioè le reazioni metamorfiche) né i tipi di metamorfismo possibili nei diversi contesti geologici, né le rocce da cui derivano i litotipi metamorfici citati.