Lezione7_Classificazione_delle_rocce_plutoniche

Classificazione delle
rocce ignee plutoniche faneritiche
La classificazione delle
Rocce intrusive si basa sul
CRITERIO
MINERALOGICO
La classificazione delle rocce ignee
plutoniche faneritiche è anche detta
Classificazione
di Streckeisen
Streckeisen propose di distinguere nelle
rocce ignee intrusive due gruppi di minerali:
- MINERALI FONDAMENTALI
- MINERALI ACCESSORI
I minerali fondamentali sono quelli che
controllano il processo petrogenetico
che porta alla formazione delle rocce.
Questi minerali vengono utilizzati per la
classificazione.
I minerali fondamentali per la stragrande
maggioranza delle rocce plutoniche della
crosta sono raggruppati in quattro categorie,
mentre i minerali accessori rientrano in un
unico gruppo.
Più del 99% delle rocce ignee plutoniche
affioranti sulla crosta può venire classificato
utilizzando quattro categorie dei minerali
fondamentali, ossia:
Q = Quarzo (ma anche tridimite e cristobalite)
A = Feldspati alcalini inclusa l’albite (da An0 ad An5)
P = Plagioclasi (da An5 ad An100)
F = Feldspatoidi (essenzialmente nefelina).
Solo una piccolissima parte delle rocce ignee
plutoniche affioranti sulla crosta può venire
classificata utilizzando un quinto parametro,
definito:
M
= minerali femici ed altri (olivine, pirosseni,
anfiboli, miche, melilite, minerali opachi, zircone,
apatite, titanite, epidoti, allanite, carbonati, etc.).
Ad eccezione delle rocce in cui M >90,
tutte le rocce sono classificate tramite i
parametri Q, A, P, F che rappresentano
minerali non femici.
Gruppo dei feldspati
I feldspati costituiscono il gruppo più importante dei minerali
costituenti le rocce. Formano circa il 60% della crosta
terrestre.
Ai feldspati può essere assegnata
la formula generale W(ZO2)4 dove
W è un grosso catione (K, Na, Ca)
W
che si dispone negli ampi spazi
esistenti fra l’impalcatura
tridimensionale dei tetraedri Z-O.
Z = Si, Al
Il bilancio di cariche richiede che
si abbia Al in uno o due dei quattro
tetraedri a seconda che il catione
W sia mono- o bivalente.
Classificazione dei feldspati
CaAl2Si2O8
NaAlSi3O8
KAlSi3O8
Plagioclasi
Feldspati
alcalini
Feldspati
Nei feldspati si possono distinguere due serie principali:
Feldspati a K-Na, o FELDSPATI ALCALINI
Feldspati a Na-Ca, o PLAGIOCLASI
Le relazioni esistenti tra le prime due serie sono descritte in
un diagramma ternario che mostra i campi di miscibilità ad alta
temperatura e la nomenclatura dei vari termini composizionali.
(K)
Feldspati
alcalini
Plagioclasi
(Na)
(Ca)
Curva di solvus
Non esistono feldspati con composizioni che
cadono nel campo rosso denominato SOLVUS.
(K)
Feldspati
alcalini
Solvus
Plagioclasi
(Na)
(Ca)
Gruppo dei feldspatoidi
I feldspatoidi sono un gruppo di minerali
comprendente diverse serie di allumosilicati
essenzialmente di sodio, potassio e calcio che hanno,
rispetto ai corrispondenti feldspati, un minor
contenuto in silice.
“Tanta” silice
Silice “normale”
“Poca” silice
Feldspati
+
Quarzo
Feldspati
Feldspatoidi
Gruppo dei feldspatoidi
Molto meno diffusi dei feldspati, i feldspatoidi
possono acquisire (localmente) anche grande
importanza. Si riconoscono due serie principali
(leucite e nefelina, a diverso rapporto Si/Al).
Esempio:
KAlSi3O8
Ortoclasio
- SiO2
NaAlSi3O8 - 2 SiO2
Albite
KAlSi2O6
Leucite
NaAlSiO4
Nefelina
[M <90%]
La roccia deve
contenere
almeno
il 10% dei
minerali QAPF.
Normalizzare
SEMPRE al 100%
Q
Quarzolite
90
90
Granitoide
ricco in Qz
60
60
Granito
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sienite a
Feldspati
alcalini
Granodiorite
Sieno- Monzogranito granito
20
A
5
10
10
Sienite a
Feldspati
Alcalini con
foidi
Doppio Triangolo di
Streckeisen
Qz-Gabbro/
Qz-Diorite/
Qz-Anorthosite
20
Diorite/
Gabbro/
Anorthosite
QzQzQzSienite Monzonite Monzodiorite
5
Sienite 35Monzonite 65 Monzodiorite
90
Sienite
Monzodiorite
Monzonite
con foidi
con foidi
con foidi
10
Monzosienite Monzodiorite
a nefelina
a nefelina
Diorite/Gabbro
P
con foidi
60
60
Foidolite
(Nefelinite)
F
C
0% A
100%
A
A
B
C 100% C
A
0% C
B
C
A
B
C
A
B
C
10% C
A
B
C
A = 30%
B = 20 %
C = 50 %
Totale = 100%
A
B
Bisogna normalizzare
(riportare) a 100
la somma dei
parametri che
ci interessano.
A=20/50*100=40%
B=20/50*100=40%
C=10/50*100=20%
20% C
A
C
50%
A = 20%
B = 20 %
C = 10 %
D = 30 %
X
E = 20 %
X
B
Bisogna normalizzare
(riportare) a 100
la somma dei
parametri che
ci interessano.
A=20/20*100=100%
B=0/20*100=0%
C=0/20*100=0%
A
C
20%
B
A = 20%
B=0%
C=0%
D = 50 %
X
E = 30 %
X
Q
Doppio triangolo
di Streckeisen:
[M <90%]
Triangolo
superiore (QAP)
Quarzolite
90
90
Granitoide
ricco in Qz
60
60
Granito
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sienite a
Feldspati
alcalini
Granodiorite
Sieno- Monzogranito granito
20
A
5
10
10
Sienite a
Feldspati
Alcalini con
foidi
Qz-Gabbro/
Qz-Diorite/
Qz-Anorthosite
20
Diorite/
Gabbro/
Anorthosite
QzQzQzSienite Monzonite Monzodiorite
5
Sienite 35Monzonite 65 Monzodiorite
90
Sienite
Monzodiorite
Monzonite
con foidi
con foidi
con foidi
10
Monzosienite Monzodiorite
a nefelina
a nefelina
Diorite/Gabbro
Gran parte delle rocce ignee
plutoniche presenti nella crosta
rientra in questo triangolo.
P
con foidi
60
60
Foidolite
(Nefelinite)
F
Costituenti della
roccia:
20% Ortoclasio
10% Andesina
30% Augite
10% Magnetite
20% Quarzo
10% Mica
Totale 100%
Si prendono in
considerazione solo:
Ortoclasio (A)
Andesina (P)
Quarzo (Q)
Qz-Sienite
a Feldspati 20
alcalini
Sienite a
Feldspati alcalini
A
5
10
Q
Quarzolite
90
90
Granitoide
ricco in Qz
60
A = 20 %
P = 10 %
Q = 20 %
Tot. = 50 %
Normalizzare a 100:
A = 100*20/50 = 40
P = 100*10/50 = 20
Q = 100*20/50 = 40
60
Granito
Granodiorite
Sienogranito
Monzogranito
20 Qz-Diorite/
Qz-Gabbro/
Qz-Anorthosite
5Diorite/Gabbro/
65 Monzodiorite 90
Anorthosite
Qz-Sienite Qz-Monzonite
Sienite
35 Monzonite
QzMonzodiorite
P
Costituenti della roccia
10% Ilmenite
10% Granato
5% Apatite
30% Andesina
30% Anfibolo
15% Quarzo
Totale 100%
Si prendono in
considerazione solo:
Andesina (P)
Quarzo (Q)
P = 30 %
Q = 15 %
Tot. = 45 %
Q
Quarzolite
90
90
Normalizzare a 100:
P = 100*30/45 = 66.6
Q = 100*15/45 = 33.3
Granitoide
ricco in Qz
60
60
Granito
Granodiorite
Qz-Sienite
a Feldspati 20
alcalini
Sienite a
Feldspati alcalini
A
5
10
Sienogranito
Monzogranito
20 Qz-Diorite/
Qz-Gabbro/
Qz-Anorthosite
5Diorite/Gabbro/
65 Monzodiorite 90
Anorthosite
Qz-Sienite Qz-Monzonite
Sienite
35 Monzonite
QzMonzodiorite
P
Minerali fondamentali
Sono quelli la cui presenza (o assenza) fa
cambiare completamente il nome di una roccia
Granito
- K-Feldspato =
K-Feldspato
Quarzo
Plagioclasio
Min. Femici
Q
90
90
Granitoide
ricco in Qz
60
60
Granito
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sieno- Monzogranito granito
20
A
Quarzo
Plagioclasio
Min. Femici
Quarzolite
Ricordate:
K-Feldspato = A
(Alcali Feldspati)
Sienite a
Feldspati
alcalini
Tonalite
5
10
Granodiorite
Qz-Gabbro/
Qz-Diorite/
Qz-Anorthosite
20
Diorite/
Gabbro/
Anorthosite
QzQzQzMonzonite
Sienite
Monzodiorite
5
Sienite 35Monzonite 65 Monzodiorite
90
P
Minerali fondamentali
Sono quelli la cui presenza (o assenza) fa
cambiare completamente il nome di una roccia
Granito
K-Feldspato
Quarzo
Plagioclasio
Min. Femici
- K-Feldspato =
Tonalite
Quarzo
Plagioclasio
Min. Femici
Minerali Accessori
Sono quelli la cui presenza (o assenza) non è necessaria per definire
il tipo di roccia
Sienite
K-Feldspato
Plagioclasio
Min. Femici
Opachi
Apatite
- Apatite =
Sienite
K-Feldspato
Plagioclasio
Min. Femici
Opachi
Q
Quarzolite
[M <90%]
In questo caso
i minerali
accessori sono
Tutti i minerali
tranne Q-A-P-F
90
90
Granitoide
ricco in Qz
60
60
Granito
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sienite a
Feldspati
alcalini
Granodiorite
Sieno- Monzogranito granito
20
A
5
10
10
Sienite a
Feldspati
Alcalini con
foidi
Qz-Gabbro/
Qz-Diorite/
Qz-Anorthosite
20
Diorite/
Gabbro/
Anorthosite
QzQzQzSienite Monzonite Monzodiorite
5
Sienite 35Monzonite 65 Monzodiorite
90
Sienite
Monzodiorite
Monzonite
con foidi
con foidi
con foidi
10
Monzosienite Monzodiorite
a nefelina
a nefelina
Diorite/Gabbro
P
con foidi
60
60
Foidolite
(Nefelinite)
F
Attenzione al significato delle
linee che bordano i campi…
C
Nei triangoli di Streckeisen Q
le linee rosse ed azzurre non
Quarzolite
sono parallele ad un lato 90
90
ma dipartono dal vertice
Q verso la base.
Granitoide
ricco in Qz
Lungo queste linee il
A
rapporto A:P resta 60
60
costante (quello che
varia è il contenuto
Granito
Granoin Q ed il contenuto
diorite
assoluto in A e P
SienoMonzoQz-Sienite
a Feldspati 20
alcalini
Sienite a
Feldspati alcalini
A
5
10
granito
B
granito
20 Qz-Diorite/
Qz-Gabbro/
Qz-Anorthosite
5Diorite/Gabbro/
65 Monzodiorite 90
Anorthosite
Qz-Sienite Qz-Monzonite
Sienite
35 Monzonite
QzMonzodiorite
P
Q
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sienite a
Feldspati
alcalini
Immaginiamo di avere
una roccia con 100
cristalli tutti delle
stesse dimensioni
Granito
Granodiorite
Sienogranito
Qz-Diorite
Qz-Gabbro
Qz-Anorthosite
Monzogranito
20
20
QzQz-Sienite Qz-Monzonite Monzodiorite
5
A
Diorite
Gabbro
Anorthosite
5
Sienite
10
Monzodiorite
Monzonite
35
65
90
Qual è la composizione del pallino verde?
Quanti cristalli di Q?
0
Cristalli di P = 65/(65+35) = 65
Cristalli di A = 35/(65+35) = 35
P
Q
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sienite a
Feldspati
alcalini
Granito
Immaginiamo di avere
una roccia con 100
cristalli tutti delle
stesse dimensioni
Granodiorite
Sienogranito
Qz-Diorite
Qz-Gabbro
Qz-Anorthosite
Monzogranito
20
20
QzQz-Sienite Qz-Monzonite Monzodiorite
5
A
Diorite
Gabbro
Anorthosite
5
Sienite
10
Monzonite
35
Monzodiorite
65
90
P
Qual è la composizione del pallino verde?
5 cristalli di Q e la restante parte (95 cristalli) di A+P
Quanti cristalli di A e quanti di P?
(95*65)/100 = 61,7 cristalli di P 61,7/(61,7+33,3)*100 =
65
(95*35)/100 = 33,3 cristalli di A
Q
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sienite a
Feldspati
alcalini
Granito
Immaginiamo di avere
una roccia con 100
cristalli tutti delle
stesse dimensioni
Granodiorite
Sienogranito
Qz-Diorite
Qz-Gabbro
Qz-Anorthosite
Monzogranito
20
20
QzQz-Sienite Qz-Monzonite Monzodiorite
5
A
Diorite
Gabbro
Anorthosite
5
Sienite
10
Monzonite
35
Monzodiorite
65
90
P
Qual è la composizione del pallino verde?
20 cristalli di Q e la restante parte (80) di A+P
Quanti cristalli di A e quanti di P?
52/(52+28)*100 =
(80*65)/100 = 52 cristalli di P
65
(80*35)/100 = 28 cristalli di A
Q
Qz-Sienite
a Feldspati
alcalini
Sienite a
Feldspati
alcalini
Granito
50
Immaginiamo di avere
una roccia con 100
cristalli tutti delle
stesse
dimensioni
50
Granodiorite
Sienogranito
Qz-Diorite
Qz-Gabbro
Qz-Anorthosite
Monzogranito
20
20
QzQz-Sienite Qz-Monzonite Monzodiorite
5
A
Diorite
Gabbro
Anorthosite
5
Sienite
10
Monzonite
35
Monzodiorite
65
90
P
Qual è la composizione del pallino verde?
50 cristalli di Q e la restante parte (50) di A+P
Quanti cristalli di A e quanti di P?
(50*65)/100 = ~33 cristalli di P ~33/(~33+~17)*100 =
~65
(50*35)/100 = ~17 cristalli di A
Che tipo di Plagioclasio?
La % di anortite nei
Q I plagioclasi dei gabbri
plagioclasi
sono più calcici (%An
diminuisce dai
in genere >50), poi
gabbri alle
tonaliti (%An 30-50)
Granitoide
ricco in Qz
e graniti/sieniti
dioriti/tonaliti/
(%An 10-40)
monzoniti fino ai
Granito
graniti/sieniti
Granodiorite
Qz-Sienite
a Feldspati 20
alcalini
Sienite a
Feldspati alcalini
A
5
10
Sienogranito
Monzogranito
20 Qz-Diorite/
Qz-Gabbro/
Qz-Anorthosite
5Diorite/Gabbro/
Monzodiorite
65
90
Anorthosite
Qz-Sienite Qz-Monzonite
QzMonzodiorite
Diminuzione
%An
35 Monzonite
Sienite
P
Per riassumere, la classificazione di
Streckeisen fornisce la possibilità di
indicare un nome di base ad una roccia.
A questo nome di base si possono aggiungere suffissi
o prefissi di tipo:
- Mineralogico (es. Granito a biotite)
- Microstrutturale (es. Granito porfirico)
- Chimico (es. Granito ricco in Sr)
- Genetico (es. Granito anatettico crostale)
- Tettonico (es. Granito sin-collisionale)
I graniti (o, meglio, le rocce granitoidi,
ossia quelle simili ai graniti) formano la
maggior parte delle rocce ignee
plutoniche continentali.
Le ipotesi sull’origine dei graniti possono
essere raggruppate in due modelli
principali:
1.Origine in seguito a fusione parziale di un
protolito (roccia di partenza) ricco in Si ed
Al e povero in Mg e Fe (es. rocce crostali
sedimentarie come argille o areniti).
2.Origine in seguito a cristallizzazione
frazionata estrema a partire da un fuso
basaltico (parleremo meglio in dettaglio di
questo argomento più in là nel corso).
Sulla base dell’indice di saturazione in
allumina (ASI) e l’indice peralcalino (IP) le
rocce granitoidi (e tutte le rocce felsiche
in generale) possono essere distinte in:
Graniti peralluminosi
Graniti peralcalini
(Al >Na+K+Ca) (Tanto Al).
(Al <Na+K) (Poco Al).
Graniti metalluminosi (Al >Na+K; Al <Na+K+Ca) -----------(Medio contenuto in Al).
ASI (Alumina Saturation Index) = Al/(Na+K+Ca)
IP (Indice Peralcalino), anche conosciuto come AI (Agpaitic
Index) = Al/(Na/K)
IMPORTANTE: gli indici ASI e IP possono
essere applicati a tutte le composizioni di
rocce ignee, non solo ai graniti!
Al/(Na+K)
3
Campo NON
Peralluminoso
e NON
Peralcalino:
Campo
Peralluminoso
(Al > Alcali+Ca)
2 Metalluminoso
Campo NON Peralcalino
(Al > Alcali)
1
Campo Peralcalino
(Alcali > Al)
0,5
1
1,5
Al/(Ca+Na+K)
2
2
Campo
Peralluminoso
Campo
Metalluminoso
Al/(Na+K)
3
1
Campo Peralcalino
0,5
1
1,5
Al/(Ca+Na+K)
2
Roccia 3
SiO2
63,86
67,95
61,19
TiO2
0,57
0,58
0,69
Al2O3
17,17
15,88
16,84
Fe2O3tot
3,89
4,43
5,47
MnO
0,06
0,07
0,18
MgO
2,72
1,72
0,04
CaO
5,49
3,87
1,28
Na2O
4,20
2,00
9,10
K 2O
1,84
3,07
5,18
P2O5
0,20
0,42
0,02
Totale
100,00
100,00
100,00
Massa Mol. Al2O3 = 101,96
Massa Mol. Na2O = 61,98
Massa Mol. K2O = 94,20
Massa Mol. CaO = 56,08
3
2
Campo Peralluminoso
Campo
Metalluminoso
Roccia 1 Roccia 2
Al/(Na+K)
Ossido
1
Campo Peralcalino
Metall. Perall. Peralc.
0,5
1
1,5
Al/(Ca+Na+K)
2
Esiste anche la “Classificazione
Alfabetica” delle rocce granitoidi:
Graniti Tipo M (M = Mantello. Legati a fusione parziale di
rocce ignee pre-esistenti);
Graniti Tipo I (I = Igneo. Legati a cristallizzazione
frazionata di fusi più primitivi);
Graniti Tipo S
(S = Sedimentario. Legati a fusione
parziale di protoliti sedimentari); …In realtà questi non sono veri
graniti, ma rocce metamorfiche
Graniti Tipo C (C = Charnockitici. Con ortopirosseno);
Graniti Tipo A (A = Alcalino, Anidro, Anorogenico).
Se in una roccia il contenuto dei minerali
M è superiore al 90% non si può usare il
doppio triangolo di Streckeisen.
Oltre il 99,5% della Terra è
costituito da rocce ignee con M >90%.
Solo nella crosta (0,5% del volume della
Terra) le rocce con M >90% sono molto rare.
L’intero Mantello Terrestre è composto da
rocce con M > 90%. Per questo tipo di rocce è
necessario un altro tipo di classificazione.
Classificazione delle rocce ignee
faneritiche ultrafemiche [M >90%]
Olivina
Il mantello superiore
Dunite
90
è composto da
Peridotiti (>90%) e
Pirosseniti (<10%)
40
Peridotiti
Lherzolite
Websterite ad olivina
10
Ortopirossenite
Ortopirosseno 10
Pirosseniti
Websterite
Clinopirossenite
Clinopirosseno
Olivina
Come si chiama una
Dunite
roccia composta da: 90
50% Ol
20% Opx 90%
20% Cpx
10% SpX 40
Peridotiti
Lherzolite
Websterite ad olivina
10
Ortopirossenite
Ortopirosseno 10
Pirosseniti
Websterite
Clinopirossenite
Clinopirosseno
Olivina
Come si chiama una
Dunite
roccia composta da: 90
62% Ol
30% Opx 95%
3% Cpx
5% Gt X
40
Peridotiti
Lherzolite
Websterite ad olivina
10
Ortopirossenite
Ortopirosseno 10
Pirosseniti
Websterite
Clinopirossenite
Clinopirosseno
Minerali Fondamentali:
Olivina
Ortopirosseno
Clinopirosseno
Olivina
Dunite
90
Peridotiti
40
Lherzolite
Websterite ad olivina
Ortopirossenite
Ortopirosseno10
Websterite
Olivina = (Mg,Fe)2SiO4
Ortopirosseno = (Mg,Fe)2Si2O6
Clinopirosseno = Ca(Mg,Fe)Si2O6
Pirosseniti
10
Clinopirossenite Clinopirosseno
Mg2SiO4
Forsterite
Fe2SiO4
Fayalite
Mg2Si2O6
Enstatite
Fe2Si2O6
Ferrosilite
Ca(Mg)Si2O6
Diopside
Ca(Fe)Si2O6
Hedembergite
Olivine
Opx
Cpx
Nei minerali delle rocce di mantello gli atomi contenuti
in parentesi sono essenzialmente Mg
(ogni 10 atomi 9 sono di Mg ed 1 di Fe).
~Forsterite – ~Enstatite - ~Diopside