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147

metamorfismo regionale zona di subduzione

paired metamorphic belts, Japan

• Cinture metamorfiche coeve,

parallele alla fossa di

subduzione in Giappone e

nella regione circumPacifica

• Cintura interna

• Ryoke-Abukuma

• Metamorfismo orogenico di

bassa P/T (tipo Buchan)

• Cintura esterna

• Sanbagawa

• Metamorfismo orogenico di

alta P/T (superiore sia a

Buchan che a Barrovian) 148

metamorfismo regionale zona di subduzione

paired metamorphic belts, circumPacific region 149

metamorfismo di seppellimento

Otago, New Zealand

• grovacche, tufi e lave in un

bacino sedimentario

profondo

• grana fine e materiali

immaturi suscettibili al

metamorfismo

• zone

• Zeolite

• Prehnite-Pumpellyite

• Pumpellyite (-actinolite)

• Chlorite (-clinozoisite)

• Biotite

• Almandine (garnet)

• Oligoclase (l'albite del grado

più basso è sostituita da

plag. più calcico) 150

metamorfismo di contatto

Skiddaw (UK)

• granito intruso in ardesie

• termometamorfismo sovrimpresso

a metamorfismo regionale

orogenico di basso grado

• grado metamorfico crescente

verso l'intrusione

• ardesie

• zona esterna di ardesie

macchiettate

• zona intermedia di ardesie a

andalusite

• zona interna di cornubianiti,

ricristallizzazione spinta,

perdita della foliazione

• granito di Skiddaw 151

metamorfismo di contatto

Crestmore (CA, USA)

• zona a Forsterite

• calcite + clinohumite

• calcite + forsterite

• zona a Monticellite!

• calcite + monticellite

• zona a Vesuviana

• vesuvianite + monticellite

(+ diopside +

wollastonite)

• zona a Granato

• grossularia + diopside +

wollastonite 152

natura progressiva del metamorfismo

il concetto di facies

• Goldschmidt (1911-1912)

• studio di peliti e calcari termometamorfici (Oslo, Norvegia)

• associazione mineralogica di equilibrio dipende anche dalla

composizione della roccia totale (=protolite)

• rocce pelitiche ricche in Al sviluppano minerali ricchi in Al (cordierite, plagioclasio,

granato, polimorfi Al SiO

2 5

• rocce calcaree sviluppano minerali poveri in Al (diopside, wollastonite…)

• Eskola (1914-1915)

• Orijärvi (Finlandia): rocce composizionalmente simili a quelle di

Goldschmidt, hanno alcune associazioni minerali diverse

• quindi, oltre all'influenza del protolite le fasi che si formano sono

condizionate anche dalle condizioni fisiche (P,T)

• date certe condizioni P-T i minerali che si formano dipendono dalla

composizione chimica della roccia

• data a composizione chimica di una roccia, i minerali metamorfici che si

formano dipendono dalle condizioni P-T

• relazione composizione roccia - mineralogia - condizioni P-T 153

caratterizzazione fisica del metamorfismo

facies metamorfiche

• basate principalmente

sulle associazioni di

minerali che si formano da

protoliti mafici

• minori variazioni basate

sulle rocce pelitiche

• i limiti tra le facies

rappresentano le

condizioni P-T in cui

minerali chiave entrano o

escono (per reazione)

cambiando così

l'associazione di equilibrio

• i limiti tra le facies sono

sfumati, graduali 154

caratterizzazione fisica del metamorfismo

serie di facies metamorfiche

• I gradienti metamorfici sono fortemente variabili, e si potrebbero indicare

molti gruppi di facies che si ritrovano in sequenza in terreni metamorfici di

diverso tipo

• Per esempio, Miyashiro

(1961) aveva proposto

cinque serie di facies:

• Contact Facies Series

(very low-P)

• Buchan o Abukuma Facies

Series (low-P regional)

• Barrovian Facies Series

(medium-P regional)

• Sanbagawa Facies Series

(high-P, moderate-T)

• Franciscan Facies Series

(high-P, low T) 155

caratterizzazione fisica del metamorfismo

serie di facies metamorfiche

• Serie di facies

ad alto dP/dT

• Serie di facies

a medio dP/dT

• Serie di facies

a basso dP/dT 156

ambientazione geodinamica del metamorfismo

margini convergenti - zone di subduzione

Facies di alta

• pressione

Scisti blu

• Eclogiti

• minerali a basso

• volume molare

facies tipiche delle

• zone di

subduzione

(particolarmente la

parte di bassa T

degli scisti blu), a

alto gradiente dP/

dT 157

ambientazione geodinamica del metamorfismo

margini convergenti - zone di subduzione

• Depressione delle isoterme (introduzione di litosfera “fredda” nel mantello) 158

159

ambientazione geodinamica del metamorfismo

margini convergenti - zone di collisione

Facies di media

• pressione

Scisti verdi +

• Anfiboliti + Granuliti

maggior parte delle

• rocce metamorfiche

affioranti

appartengono a

queste facies

dP/dT corrisponde

• alle geoterme

continentali da

"normali" a

"orogeniche" 160

ambientazione geodinamica del metamorfismo

margini convergenti - zone di collisione 161

ambientazione geodinamica del metamorfismo

metamorfismo di contatto

Facies di bassa

• pressione

Facies delle

• cornubianiti

metamorfismo al

• contatto di

intrusioni ignee 162

ambientazione geodinamica del metamorfismo

metamorfismo di contatto

Facies di bassa

• pressione

Facies delle

• Crestmore (CA,USA)

cornubianiti

metamorfismo al

• contatto di

intrusioni ignee

Skiddaw (UK) 163

ambientazione geodinamica del metamorfismo

margini divergenti

•Facies di basso grado

• Facies zeolitica + Facies a

prehnite-pumpellyite

• a gradi metamorfici molto

bassi, la ricristallizzazione

può essere scarsa, e

l'equilibrio non raggiunto

• gradienti termici piuttosto

elevati con contributo di fluidi

(metamorfismo idrotermale o

di seppellimento) 164

ambientazione geodinamica del metamorfismo

margini divergenti Rogers, Our dynamic Planet,

Cambridge (2008) 165

ambientazione geodinamica del metamorfismo

margini divergenti

acqua di mare ossidi: Fe-Mn metamorfismo

fredda e ossigenata solfuri: Fe-Cu-Zn facies grado

zeoliti bassissimo

lave scisti verdi basso

salamoie riducenti

dicchi alta T anfiboliti medio

gabbri rocce fresche 166

i minerali nelle rocce metamorfiche

regola delle fasi

V = C - F + 2

• regola delle fasi di Gibbs :

• V = gradi di libertà del sistema = numero di parametri intensivi che

possono variare indipendentemente (es.: temperatura, pressione,

composizione di ogni fase)

• C = n. di componenti del sistema = n. MINIMO di specie chimiche

necessarie per descrivere tutte le fasi del sistema

• F = n. di fasi del sistema

regola mineralogica delle fasi di Goldschmidt

• • poiché generalmente V ≥ 2, F ≤ C : in un sistema all'equilibrio il

numero massimo delle fasi è uguale al numero dei componenti


PAGINE

23

PESO

4.51 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Materiale didattico per il corso di Fondamenti di Geologia a cura del Prof. Sergio Rocchi, all'interno del quale sono affrontati i seguenti argomenti: introduzione e definizione del concetto di metamorfismo; fattori e tipologie di metamorfismo; metamorfismo regionale orogenico; i minerali nelle rocce metamorfiche e tipologie di rocce metamorfiche.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in geofisica di esplorazione ed applicata
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fondamenti di geologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pisa - Unipi o del prof Rocchi Sergio.

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