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rocce peralluminose - muscovite

L'uso della muscovite come indicatore di peralluminosità è limitato

• dal fatto che non sempre i cristalli che si rinvengono in una roccia di

origine magmatica è precipitata dal magma stesso, ma possono

essere dovuti a reazioni subsolidus e/o ad alterazione secondaria.

E`possibile distinguere la muscovite primaria da quella secondaria,

• grazie alla combinazione di evidenze tessiturali e chimiche

la muscovite magmatica è più ricca in Ti della secondaria

• La descrizione della muscovite naturale richiede quindi un end-

• member titanifero, che risulta diverso secondo il tipo di sostituzione

=2Al , e l'end-

VI VI

invocata per Ti; la più comune è [(Mg,Fe)+Ti]

(Mg,Fe) Ti [Al Si O ](OH)

member risulta: K 2 2 2 2 6 20 4 20

rocce peralluminose - muscovite

evidenze sperimentali indicano che la cristallizzazione di muscovite dal magma è

• possibile soltanto a P>0.3-0.4 GPa (=profondità >10 km). Questo è in accordo con la

presenza di muscovite in rocce intrusive messe in posto a profondità relativamente

elevate. La muscovite si ritrova però anche in molte intrusioni più superficiali (<5 km) e

inoltre recenti indagini indicano la possibilità di una pur rara presenza di muscovite in

rocce vulcaniche. Tre spiegazioni spossibili:

1.Abbassamento delle temperature di solidus da parte di componenti non considerati

negli esperimenti, principalmente B e F. La fugacità del boro nei graniti peralluminosi

è tamponata dalla reazione [ biotite + muscovite + albite + quarzo + boro =

Kfeldspato + tormalina + ossigeno ]. Quindi un certo abbassamento della Tsolidus si

può avere soltanto in assenza degli elementi femici necessari alla tormalina oppure in

assenza o dopo la consunzione della biotite (con formazione dei concrescimenti

tardivi tra megacristalli di K-feldspato e tormalina). Alti contenuti in F possono

abbassare la Tsolidus; l'eventuale tamponamento di F da parte del topazio può d'altra

parte innalzare di ≈50°C il limite termico superiore di stabilità della muscovite. Infine

il fluoro è in grado di mobilizzare gli alcali, contribuendo all'innalzamento dell'ASI.

2.Innalzamento del limite termico superiore di stabilità della muscovite da parte di

componenti nella muscovite naturale non considerati negli esperimenti classici. I

nuovi dati puntano nella direzione opposta: detti extra componenti tendono a

diminuire la stabilità della muscovite.

3.Muscovite metastabile relitta. Spesso le evidenze tessiturali indicano che la muscovite

non è cristallizzata tardivamente; altri silicati idrati quali biotite e orneblenda

persistono metastabilmente a basse pressioni; cristalli di muscovite senza segni di

breakdown si ritrovano in ignimbriti, in rocce riolitiche e dicchi di provenienza

profonda raffreddati rapidamente 21

rocce peralluminose - granati

derivano il loro nome dal latino, melograno.

• Y Si O .

La formula generale è X

• 3 2 3 12

I granati sono descrivibili come miscele di sei termini puri

• Al Si O

piropo Mg

• 3 2 3 12

Al Si O

almandino Fe

• 3 2 3 12

Al Si O

spessartina Mn

• 3 2 3 12

Al Si O

grossularia Ca

• 3 2 3 12

(Fe ,Ti) Si O

3+

andradite Ca

• 3 2 3 12

Cr Si O

uvarovite Ca

• 3 2 3 12

isomorfismo completo tra piropo, almandino, spessartina (serie della

• piralspite)

isomorfismo completo tra grossularia, andradite, uvarovite (serie della

• ugrandite)

isomorfismo incompleto tra i due gruppi

• alternati a ottaedri YO

La struttura si compone di tetraedri SiO

• 4 6

.

interconnessi con dodecaedri triangolari XO 8 22

rocce peralluminose - granati

I granati peralluminosi (serie della piralspite) possono cristallizzare

• dal magma sia quando questo è peralluminoso nella sua totalità, sia

quando lo diventa localmente per contatto e inclusione di materiali

di tipo pelitico ricchi in Al e, in misura minore, in Mn.

Nelle rocce granitiche peralluminose i granati hanno composizione

• variabile tra almandino e spessartina a bassa pressione e tra

almandino e grossularia a pressioni alte (NB: se grossularia ≥ 1/3 il

granato non è peralluminoso).

Il granato che si può ritrovare in ambiente vulcanico è l'almandino.

• In alcune peridotiti si può trovare piropo.

• 23

rocce peralluminose - polimorfi Al SiO

2 5

La informazioni sulla possibiltà di cristallizzazione dal magma dei vari

• polimorfi di Al SiO variano molto al variare delle condizioni di

2 5

saturazione del magma nelle varie specie volatili e al variare delle

curve di stabilità secondo i diversi studi sperimentali.

Mentre la cristallizzazione di sillimanite appare possibile, la

• cristallizzazione di andalusite richiede l'abbassamento delle T di

solidus. La cristallizzazione di cianite dal magma appare possibile ad

alta P (>6 kb), ma la cianite in ambiente magmatico si ritrova soltanto

in vene e pegmatiti, estranee a una franca cristallizzazione magmatica 24

rocce peralluminose - cordierite

[Al Si O ], ma sono possibili ingressi di vari

La formula ideale è (Mg,Fe)

• 2 4 5 18

extra componenti in quantità limitate

La struttura è composta da anelli di 6 tetraedri ortogonali a z e collegati

• tra loro da catene di anelli di quattro tetraedri parallele a z: si formano

così lunghe cavità parallele a z in grado di ospitare alcali e ossidrili. I

tetraedri contengono Si o Al in disposizione casuale nel polimorfo di alta

temperatura (indialite, esagonale) e ordinata nella cordierite di bassa

temperatura, rombica pseudoesagonale.

Si ritrova cordierite primaria in rocce granitoidi, spesso insieme a

• xenocristalli, indicanti il contributo dell'incorporazione di materiale

metamorfico all'aumento dell'alluminosità del magma.

Riguardo alla presenza di cordierite in rocce vulcaniche permangono

• dubbi sulla eventuale cristallizzazione magmatica; talvolta ha nuclei ricchi

in Fe (xenocristalli) e bordi ricchi in Mg cristallizzati dal magma. La

possibilità di equilibrio col magma è ulteriormente supportata da studi

sulle cordieriti ricche in K cristallizzate ad alta T e P molto bassa e dalla

presenza di fenocristalli in rocce vulcaniche vetrose (Roccastrada), dove la

cordierite ha Mg/(Mg+Fe+Mn)≈0.5; scisti e gneiss contengono cordierite

con Mg/(Mg+Fe+Mn)≈0.7÷0.8. 25

rocce peralluminose - tormalina

E` un gruppo di minerali che consiste sostanzialmente di miscele dei tre

• termini:

dravite Na Mg Al B Si (O,OH) (OH,F)

• 3 6 3 6 30

Al B Si (O,OH) (OH,F)

schorlite Na (Fe,Mn)

• 3 6 3 6 30

elbaite Na (Li,Al) Al B Si (O,OH) (OH,F)

• 3 6 3 6 30

La struttura comprende anelli di sei tetraedri (occupati da Si) sottostanti

• gruppi di tre ottaedri (occupati da Mg, Fe, Mn, Li, Al) circondati da sei ottadri

più piccoli (Al) e dagli atomi di B in coordinazione 3 planare (o in

coordinazione 4 tetraedrica). La simmetria di questa struttura è dunque

trigonale

Il nome tormalina deriva probabilmente dal cingalese turamali, una volta

• usato per indicare lo zircone

La tormalina si trova principalmente in pegmatiti e vene pneumatolitiche, ma

• anche in alcuni graniti, dove è principalmente un termine della serie

schorlite - elbaite

La tormalina è un prodotto della rezione che tampona il boro disciolto nel

• magma

I caratteristici "soli di tormalina" sono derivati da sostituzione in fase

• pneumatolitica su biotite e feldspati, in conseguenza di introduzione di B 26

rocce peralluminose - corindone

La formula è Al O con composizione naturale praticamente

• 2 3

stechiometrica.

La struttura si compone di fogli di ottaedri riempiti da Al per 2/3, e

• disposti a dare una simmetria trigonale.

Si trova principalmente in pegmatiti.

• E` dubbio che i cristalli di corindone dei graniti siano mai stati in

• equilibrio con un liquido silicatico, in quanto lavori sperimentali

O aggiunte alla

indicano che anche modeste quantità di Al 2 3

composizione dell'eutettico granitico fanno aumentare di molto la

T liquidus

altri lavori indicano però che il campo primario di fase del corindone è

• raggiungibile anche in presenza di eccessi di allumina molto bassi.

Nella norma CIPW il corindone è l'unico minerale che testimonia

• l'eventuale eccesso di Al O nella roccia, che però può essere anche

2 3

dovuto ad allontanamento secondario di alcali. 27

rocce peralluminose - altre fasi

Gli spinelli Mg AlO (spinello s.s.) e Mg AlO (hercynite) sono le fasi

• 2 4 2 4

che testimoniano la eventuale peralluminosità in magmi basici e

.

ultrabasici, essendo stabili a bassa attività di SiO 2

La gahnite (ZnAl O ) si rinviene soltanto in pegmatiti.

• 2 4

Mullite e staurolite presentano sovrapposizione tra il proprio campo

• di stabilità e quello liquido + solido dei magmi granitici. Tuttavia

non si conoscono segnalazioni di cristalli di queste fasi nelle rocce

granitoidi. Questo evidenzia due problematiche distinte.

La mullite rischia di essere trascurata per la sua somiglianza con

• la sillimanite (tipica dello stesso tipo di rocce).

E` possibile che non esista sovrapposizione tra il campo di

• stabilità della staurolite naturale e quello liquido + solido dei

magmi naturali nello spazio PTX, dove biotite e granati risultano

invariabilmente favoriti sulla staurolite. 28

rocce metalluminose

assenza delle fasi peculiari delle rocce peralluminose e peralcaline

• presenza di fasi con [Na O+K O] < Al O3 < [CaO+Na O+K O]

• 2 2 2 2 2

I più comuni testimoni di metalluminosità sono quindi i feldspati

• alcalini, i plagioclasi, i feldspatoidi, la biotite (flogopite-annite) e

l'orneblenda.

Nella norma CIPW l'abbondanza di An è proporzionale

• all'alluminosità della roccia. 29

rocce peralcaline

Le fasi con [Na O+K O] > Al O , tipiche e caratterizzanti le rocce

• 2 2 2 3

peralcaline, sono essenzialmente pirosseni e anfiboli

ferromagnesiaci alcalini 30

rocce peralcaline - egirina

I termini egirina e acmite sono usati frequentemente come sinonimi, ma

• si possono fare alcune distinzioni.

Si O , che nelle norma CIPW costituisce il

3+

Acmite è la molecola NaFe

• 2 6

principale testimone della peralcalinità della roccia.

Una distinzione può essere fatta anche in termini strettamente

• petrografici: i cristalli di colore da verde a nero terminati da facce della

forma {111} sono detti egirina, da Aegir, dio marino scandinavo, essendo

il primo ritrovamento avvenuto in Norvegia;

i cristalli marroni terminati dalle forme {221} e {661}, quindi più appuntiti,

• prendono invece il nome di acmite con evidente riferimento al loro abito

(in greco akme = punta).

nomenclatura IMA dei pirosseni pirosseni naturali

• Si O - [Na (Ca,Fe,Mg) ][Fe Al]Si O

3+ 3+

egirina: NaFe

• 2 6 0.8 0.2 2 6

(Ca,Fe,Mg) ][Fe Al]Si O – [Na (Ca,Fe,Mg) ]

3+

egirinaugite: [Na

• 0.8 0.2 2 6 0.2 0.8

Al]Si O

3+

[Fe 2 6 31

rocce peralcaline - egirina

L'egirina cristallizza dai magmi peralcalini, sia sovrasaturi che

• sottosaturi.

Si ritrova comunemente in alcali graniti, quarzo sieniti, sieniti e

• nefelin sieniti, dove cristallizza tardivamente, mantellando i

pirosseni precoci senza rapporti di reazione con essi.

L'egirina è anche un costituente comune delle rocce sottoposte a

• processi di fenitizzazione in prossimità di complessi plutonici e

ipoabissali alcalini.

Nelle rocce vulcaniche l'egirina è più rara, probabilmente a causa

• della bassa fugacità di ossigeno in tale ambiente, che favorisce

fayalite.

Occorre anche considerare che, in presenza di S, una bassa attività

• stabilizza noseana piuttosto che egirina; inoltre in questo

di SiO

2 eventualmente alta aiuterebbe la

caso una fugacità di O 2

stabilizzazione del gruppo solfato (noseana) piuttosto che un

solfuro. 32

rocce peralcaline - enigmatite

(Fe,Ti) Si O .

La formula di riferimento è Na

• 2 6 6 20

Il nome deriva dalle iniziali incertezze sulla sua composizione, dovute

• anche a errate interpretazioni strutturali, che volevano l'enigmatite

assimilabile a un anfibolo triclino.

La definizione attuale della struttura indica invece la presenza di catene

• tetraedriche tipo pirosseno con appendici laterali e fogli di ottaedri (Fe e

Ti) e poliedri di coordinazione 8 (Na).

La formula dell'enigmatite in accordo con questa struttura risulta quindi

• Fe TiO [Si O ].

Na 2 5 2 6 18

Le variazioni chimiche sono piuttosto limitate, nonostante l'enigmatite si

• ritrovi in una ampia varietà di rocce plutoniche e vulcaniche e riguardano

+ Ti = 2 Fe .

2+ 4+ 3+

soprattutto la sostituzione Fe

è talvolta detta cossyrite, dall'antico nome di

3+

La varietà più ricca in Fe

• Pantelleria (Cossyra), ma enigmatite e cossyrite sono generalmente usati

come sinonimi, con il primo molto più diffuso del secondo.

L'enigmatite è comune costituente di sieniti a foidi, sieniti e plutoniti

• acide, in quantità da accessorie a >10%.

Nelle vulcaniti peralcaline (comenditi-pantelleriti, trachiti, fonoliti) si

• trova come comune costituente della pasta di fondo e, meno

frequentemente, come fenocristalli 33

rocce peralcaline - riebeckite

Tra gli anfiboli sodici a posizione W vacante (riebeckite,

• magnesioriebekite, glaucofane , ferroglaucofane) esiste miscibilità

completa. Fe 3Fe Si O (OH) .

2+ 3+2

La formula dell'end-member riebeckite è Na

• 2 8 22 2

E` costituente comune delle rocce sovrasature peralcaline quali

• graniti, quarzo sieniti e vulcaniti acide. Si rinviene anche in sieniti e

nefelin sieniti. 34

rocce peralcaline - arfvedsonite

E` un anfibolo sodico con posizione W totalmente occupata. La

• Fe Fe Si O (OH) .

2+4 3+

formula di riferimento è NaNa 2 8 22 2

Può contenere un po' di Ca nella posizione X.

• E` omunemente associato, talvolta in concrescimento parallelo, a

• egirina nelle sieniti peralcaline, sia quarzifere che a nefelina.


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AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze geologiche
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2010-2011

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Laboratorio di petrografia 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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