Appunti di Petrografia

CATEGORIE DI ROCK TERMS

In parallelo alla classificazione basata suglistructural root name, la SCMR

ha esaminato la pletora di termini esistenti nella nomenclatura

metamorfica categorizzandoli in tre contenitori:

- recommended terms

- restricted terms

- unnecessary terms

I recommended specific names variano da termini molto usati e

ormai stabilizzati nel linguaggio scientifico (ad esempio anfibolite,

eclogite, marmo, ecc.) a termini cge descrivono rocce poco comuni (ad

esempio arterite, mesocataclasite, ecc.).

Questi termini possono essere ampiamente usati in sostituzione dei

structural root name, ad esempio: marmo al posto di calcite

granofels.

Studiamo il flow chart passo dopo passo: 92

STEP 1

La roccia metamorfica presenta una evidente meso- o microstruttura

metamorfica ? Oppure è ancora evidente la struttura del protolite

sedimentario, magmatico?

Nel caso di risposta positiva, la struttura del protolite è ancora evidente →

la SCMR consiglia l’uso del Protolith-based name + prefisso meta.

Esempi: metagranito, metabasalto, metarenite, metagabbro, ecc.

STEP 2

E’ il caso di usare uno specific name per le seguenti ragioni:

a) La roccia è costituita per oltre il 75% da una specie mineralogica

modale; In questo caso si pone il suffisso «ite» al nome del minerale presente

oltre il 75%. Ad esempio: biotitite, garnetite, ecc 93

b) La roccia incontra uno dei «specific name» ad esempio: anfibolite,

eclogite, marmo, ecc. In questo caso, anche se non esiste una regola ben

precisa, è preferibile utilizzare il termine specifico, se questo però è di uso

comune. Ad esempio, è preferibile utilizzare il termine fillade al posto di

muscovite-clorite schist.

c) Nel caso in cui il processo genetico (cioè, dire il processo metamorfico

che ha prodotto la roccia) è noto oppure se si desidera enfatizzare o

fornire informazioni sul processo genetico la SCMR consiglia nomi

specifici. Esempio: milonite, migmatite, ecc

STEP 3

La roccia presenta scistosità?

NO →Granofelsic structure

SI → esaminare l’anisotropia

assenza di scistosità:

• Utilizzare i minerali come prefisso per il granofels.

• Esempio: diopside-olivine granofel 94

Uso dei minerali come prefissi

I termini scisto, gneiss e granofels possono essere aggettivati con nomi di

minerali; la SCMR indica alcune linee guida per anteporre al root name i

nomi dei minerali: I major mineral constituents vanno anteposti al root name

in ordine di abbondanza crescente; ad esempio biotite-quartzplagioclase

gneiss, indica uno gneiss con più plagioclasio che quarzo e più quarzo che

biotite. I minerali la cui presenza è implicita nella definizione, gli essential

constituents, non vengono utilizzati come prefissi. I minor constituent vanno

anteposti al nome della roccia con il termine – bearing; ad esempio rutile-

ilmenite-bearing biotite-quartz-plagioclase gneiss. Per la stessa regola

suddetta l’ilmenite è più abbondante del rutilo.

La presenza dei minor constituent non è obbligatoria, ma è raccomandata

quando essi rappresentano critical mineral constituents, cioè fasi la cui

presenza è importante per indicare particolari condizioni di metamorfismo.

Quando un minerale non è presente in tutta la compagine rocciosa si può

utilizzare il simbolo ± posto alla fine dell’elenco dei minerali, ad esempio:

biotite-quartz-plagioclase ± muscovite gneiss. Dal momento che i root name

sono esclusivamente strutturali, la SCMR non pone limiti al numero dei

minerali da utilizzare come prefissi. E’ possibile utilizzare le abbreviazioni

secondo le indicazioni di Siivola & Schmidt (2007).

Termini come acido, basico, ultrabasico ecc., denotano una connotazione

chimica, così come i termini felsico, mafico, ultramafico sono indicativi

della presenza di minerali flessici o mafici.

La SCMR sconsiglia l’uso di termini come metaflesite, metamafite ecc.,

piuttosto suggerisce di utilizzare una terminologia composta, ad esempio:

mafic metamorphic rock, felsic metamorprhic rock.

Vecchi termini ancora in uso

• Meta-: prefisso che associato ad una roccia sia magmatica che sedimentaria

indica l’avvenuta trasformazione metamorfica

• Orto- : prefisso usato per indicare una provenienza da prodotti magmatici

(sia intrusivi che effusivi): esempio: orto-gneiss.

• Para- : prefisso usato per indicare una provenienza da un protolito

sedimentario

• Fels : termine usato per indicare una roccia del tutto priva di anisotropie

planari 95

METAMORFISMO DI ROCCE PELITICHE

Usiamo sempre il metamorfismo barroviano, ovvero quello che considera un

gradiente geotermico medio (30°C/Km). Consideriamo un protolite pelitico.

La sua composizione mineralogica è composta da una componente autigena

(che si forma in loco, soprattutto per idrolisi) e da una parte detritica che

dona il bacino (non è prevedibile).

FACIES SUB-GREENSCHIST (Zeolite/Prehnite-Pumpellyte)

Questa facies comprende le rocce che subiscono una temperatura dai 100°C

ai 300°C circa. Tale condizioni si trovano in ambiente anchimetamorfico,

ovvero quella zona di transizione tra il sedimentario e il primo processo di

metamorfismo. In tale luogo, i fillosilicati argillosi (Montmorillonite,

Illite…) non sono ben cristallizzati, quindi tendono ad essere raffinati e

decomposti dalla circolazione di fluidi e dall’aumento di T.

Il prodotto metamorfico è lo SLATE = Illite, Quarzo e Clorite.

Nel metamorfismo la grana dei minerali aumenta. Nello slate la temperatura

è ancora troppo bassa e la grana argillosa è aumentata di poco, rendendo

impossibile lo studio con un microscopio ottico. Lo slate è il primissimo

stadio di metamorfismo di una pelite. È tipico che mostri una struttura a

pencil per il clivaggio che diventa sempre più fitto. In tal caso viene

chiamato slate clivage. La struttura inizia a diventare scistosa.

GREENSCHIST FACIES

Gli scisti in questa facies presentano dei minerali più avanzati. Quello

fondamentale è la muscovite, che deriva dalla ricristallizzazione metamorfica

dell’Illite. Dall’anchizona qui arriviamo al basso grado metamorfico e

compare la lustrous surface. Le rocce tipiche di questa facies sono le filladi

(scisto a muscovite-clorite).

PARAGENESI GENERALE:

• clorite + muscovite + quarzo + albite ± biotite ± granato

LOW AMPHIBOLITIC FACIES

I minerali indice di questa facies sono la staurolite e la biotite, le quali

derivano dalla reazione metamorfica tra la clorite e la muscovite. È l’inizio 96

del medio grado metamorfico. Aumentando la biotite a discapito della

clorite, incrementa la cristallinità della roccia. Se la clorite è poco ferrifera

difficilmente si forma staurolite, piuttosto si ha l’incremento della biotite.

clorite + muscovite → staurolite + biotite + quarzo + H2O

In condizioni di bassa P invece della staurolite si forma la cordierite dalla

seguente reazione:

clorite + muscovite + quarzo → cordierite + biotite + Al2SiO5 + H2O

In questa facies si formano i micascisti, classificato come scisto a muscovite-

biotite.

Bassa P

• Cordierite + Andalusite/Sillimanite + Biotite + Muscovite + Quarzo +

Plagioclasio

Alta P

• Staurolite + Cianite/Sillimanite + Biotite + Muscovite + Quarzo +

Plagioclasio

HIGH AMPHIBOLITE FACIES (Alto grado metamorfico)

L’inizio dell’alto grado metamorfico è segnato dalle seguenti reazioni:

a) per PH2O < 3.5 Kb dalla scomparsa della muscovite

• muscovite + quarzo → Sillimanite + K-feldspato + H2O

Ed è qui che inizia la comparsa della sillimanite, il polimorfo di alta

temperatura dell’andalusite. La scomparsa della muscovite e la comparsa del

feldspato alcalino determina un abbassamento dell’anisotropia, creando la

gneissosità. 97

b) per PH2O > 3.5 Kb dall’anatessi delle rocce metapelitiche

muscovite + quarzo + albite + H2O → sillimanite + granitic melt

Si formano le migmatiti:

- Melanosoma: porzione scura con caratteristiche strutturali di roccia

metamorfica, denominata anche restite. Una roccia gneissica

interessante sono le Kinzigiti (gneiss restitici) e rappresentano la base

della crosta terrestre.

- Leucosoma: fuso granitico con struttura subolocristallina

- Paleosoma: metamorfiti non affette da migmatizzazione

FACIES GRANULITICA (Alto grado metamorfico)

A gradi ancora più alti le rocce pelitiche sviluppano la seguente

paragenesi:

• Biotite + sillimanite + quarzo → K-feldspato + cordierite (+ granato)

+ liquido

I minerali mafici perdono completamente l’acqua per le altissime

temperature. Si formano minerali come i pirosseni e il granato.

Per temperature ancora più alte:

• cordierite + granato → ortopirosseno + sillimanite

• ortopirosseno + sillimanite → saffirina + quarzo

Questa rappresenta la paragenesi di più alta temperatura ritrovata in

rocce pelitiche. 98

ANATESSI CROSTALE E GENESI DEI GRANITI

All’interno dei comuni intervalli di P e T tipici delle facies HT

anfibolitica e granulitica la maggior parte di rocce crostali si trova in

condizioni favorevoli per una fusione parziale. I fusi prodotti possono o

restare all’interno delle rocce creando delle migmatiti, oppure possono

fuggire creando dei plutoni/batoliti granitici. Il criterio che stabilisce la

quantità minima affinché il fuso fugga è stabilito dalla RCMP

(Reologically critic melt percentage). Alcuni autori stabiliscono che per

i magmi granitici tale valore è compreso tra il 20 e il 35%.

A 665°C inizia sia il breakdown della muscovite che la prima fusione

granitica, però si forma una piccola quantità di fuso creando una

migmatite. Ms + Qtz + Pl = Kfs + Als + Grt/Crd + L

A 850°C abbiamo il breakdown della biotite, si forma un fuso che si

somma al precedente e si supera il limite RCMP, dando al fuso la

possibilità di fuggire creando dei plutoni granitici nei livelli superiori

della crosta.

I graniti sono le uniche rocce ad avere duplice origine, magmatica e

metamorfica: o si formano con la differenziazione magmatica o con la

fusione parziale di rocce metapelitiche.

C-type Granite: prodotti da fusione parziale di sorgente crostale

M-type Granite: prodotti da fusione parziale di sorgente mantellica e

differenziazione magmatica

METAMORFISMO DI ROCCE BASICHE

Consideriamo ora i protoliti basici (rocce intrusive/effusive basiche e

ceneri di composizione basica).

SUB-GREENSCHIST FACIES

Se gli effetti deformativi non sono stati molto intensi, la struttura ignea

viene conservata anche se ha già dei segni d