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Parte4:
Foliazioni e
lineazioni
Generalmente le foliazioni secondarie sono descritte
come foliazioni di piano assiale cioè mostrano relazioni
geometriche coerenti con i piani assiali delle pieghe. In
realtà non sono sempre parallele ma formano un
ventaglio (foliation fan) soprattutto nelle litologie più
competenti.
Una foliazione può anche rifrangere
passando da una litologia ad un’altra.
La lineazione d’intersezione tra la
foliazione e la superficie piegata è
parallela all’asse della piega.
Anche l’intersezione tra i clivaggi
(fan) è parallela all’asse della
piega.
Rifrazione del clivaggio
Relazione tra clivaggio e stratificazione
Relazione tra clivaggio e stratificazione
Foliazione e piano XY
La foliazione secondaria è generalmente parallela al piano XY dell’ellissoide della
deformazione finita, tuttavia ci sono delle eccezioni.
Molti sedimenti sono deformati prima che inizi a
formarsi una foliazione tettonica come la
foliazione diagenetica. Quindi allo strain
tettonico si aggiunge uno diagenetico e quindi lo
strain finito sarà la somma dei due ed il piano XY
non sarà parallelo a quello individuato solo dalla
deformazione tettonica.
La foliazione può anche registrare solo
l’ultimo stadio deformativo come nel caso
della foliazione obliqua in miloniti dove la
foliazione si rigenera continuamente per
processi antagonisti di ricristallizazione.
Relazioni di overprinting
Molte microstrutture sono definite dall’orientazione
preferenziale di minerali o elementi del fabric (tessiturali). Tali
microstrutture si dividono in (i) foliazioni; (ii) lineazioni; (iii)
orientazione preferenziale del reticolo cristallino (LPO).
Il termine FOLIAZIONE è usato con un significato generico di
qualsiasi elemento planare (anisotropia planare) che è
presente nella roccia in modo penetrativo.
Foliazione può essere una laminazione sottile in rocce
sedimentarie, una stratificazione composizionale in rocce ignee
o un clivaggio o scistosità in rocce metamorfiche.
Joint (fratture) sono esclusi perché non sono sufficientemente
penetrativi.
La foliazione può essere definita da
(1) una variazione composizionale (a)
(2) o granulometrica (d)
(3) Isorientazione di minerali piatti (b)
(4) appiattiti (c)
(5) o aggregati di granuli (d)
(6) orientazione preferenziale di minerali piatti in una matrice
isotropa (e)
(7) di aggregazioni lenticolari (f)
(8) di microfratture (g)
(9) varie combinazioni delle precedenti (h).
Una LINEAZIONE è definita come qualsiasi
elemento lineare che è presente in una roccia in
modo pervasivo.
Fibre e strie lungo un piano di faglia non sono
lineazioni perché non sono pervasive ma si trovano
solo su una superficie specifica.
Sono possibili solo due lineazioni:
1) Lineazioni di oggetti
2) Lineazioni di tracce
Le lineazioni di oggetti sono definite da
elementi che hanno un volume specifico, le
lineazioni di tracce sono intersezioni di piani
o di micropieghe su piani di foliazione che
non hanno un volume specifico.
Platelet lineation sono definite da minerali
planari come le miche che condividono un
asse e sono intermedi tra i due tipi.
In tre dimensioni molte foliazioni mostrano un elemento lineare associato.
Foliazione e lineazioni possono essere associate in modi diversi, le rocce
(tettoniti) possono essere quindi suddivise in:
1)
2)
3)
Tettonite S, quando c’è solo la foliazione
Tettonite LS quando sono presenti entrambi
Tettonite L quando è presente solo la lineazione
In pratica è possibile osservare in un singolo affioramento una completa
transizione tra questi tipi di rocce deformate. Un esempio è il progressivo
sviluppo di un clivaggio ad alto angolo rispetto alla stratificazione.
In molte aree è possibile osservare lo sviluppo di più
foliazioni che possono essere distinte dalle loro relazioni di
overprinting.
Il loro studio in sezioni sottili insieme all’interpretazione
delle condizioni metamorfiche e deformative, è uno
strumento importante per stabilire l’evoluzione tettonica
di quell’area.
S0
Le foliazioni PRIMARIE sono strutture associate ai processi
che hanno portato alla formazione della roccia, come ad
esempio la stratificazione in una roccia sedimentaria o al
layering composizionale in una roccia ignea.
Una foliazione DIAGENETICA di forma per compattazione
diagenetica.
S1
Le foliazioni SECONDARIE sono generate dopo (nel caso di
sedimenti dopo la litificazione) e risultano da processi
deformativi e metamorfici.
A questo gruppo appartengono il clivaggio, la scistosità e
la foliazione milonitica.
Il riconoscimento della foliazione primaria è molto
importante perché è la prima struttura che si forma da
cui possiamo numerare le altre e quindi stabilire la
cronologia degli eventi deformativi.
Lo sviluppo di una foliazione secondaria è associato ad un
processo duttile, tuttavia anche un processo fragile può
portare alla formazione di una foliazione secondaria come
ad esempio la foliazione in una cataclasite.
S0 (stratificazione), S1, S2, ……
Foliazione primaria
In rocce di bassissimo grado metamorfico, che non sono molto deformate, il riconoscimento della stratificazione è molto
semplice come la preservazione di strutture sedimentarie. Nel caso di deformazioni molto spinte e di un metamorfismo di
più alto grado, il riconoscimento di strutture primarie è molto difficile.
La stratificazione dei sedimenti generalmente nasce da processi discontinui che causano notevoli variazioni dello
spessore, mentre la foliazione secondaria nasce da processi più continui ed omogenei che producono strutture regolari a
forte simmetria. Ecco alcuni criteri per distinguere i due tipi di foliazioni:
Foliazione diagenetica
Questa è chiamata anche foliazione parallela alla stratificazione (bedding-parallel foliation) ed è comunemente
osservata in sedimenti pelitici di bassissimo grado. Essa è definita dall’orientamento dei granuli di mica con bordi
consumati e nasce dalla compattazione.
Classificazione morfologica della foliazione secondaria
I termini clivaggio e scistosità si riferiscono a foliazioni secondarie, il primo per rocce fini il
secondo per rocce a granulometria grossolana (visibile ad occhio nudo)
La foliazione può essere continua o spaziata, nel primo caso gli elementi del fabric sono
omogeneamente distribuiti nella roccia, nel secondo caso no.
Nel caso di una foliazione spaziata possiamo identificare due due tipi di domini:
1) Domini di clivaggio (ricchi di miche)
2) Microlitoni (ricchi di quarzo)
Foliazione continua
È una foliazione caratterizzata dalla distribuzione omogenea di minerali piatti (o appiattiti). Rocce fini come slates
possono mostrare un clivaggio continuo in sezione sottile ma visti al SEM possono mostrare una foliazione spaziata.
Tuttavia la classificazione è fatta usando un microscopio ottico. A seconda della granulometria possiamo avere una
scistosità continua o un clivaggio continuo (o slate cleavage) .
Clivaggio continuo
Scistosità continua
Foliazione spaziata
Ci sono due tipi di domini: i domini di clivaggio (o M-domini, ricchi di miche) e i microlitoni (o Q-domini, ricchi di
quarzo).
Clivaggio di crenulazione
Clivaggio di crenulazione discreto
Meccanismi di formazione della foliazione secondaria
Rotazione meccanica di granuli tabulari o allungati:
durante la deformazione omogenea duttile un insieme di piani
orientati casualmente ruota in modo tale che la loro
orientazione media è parallela al piano XY dell’ellisoide della
deformazione finita.
Se è presente una foliazione precedente la nuova foliazione
non corrisponderà al piano XY!!!!!
Pressure solution e solution transfert:
questi processi possono generare granuli non equidimensionali, superfici scure di materiale insolubile lungo
superfici di dissoluzione (stiloliti). La solution transfert è molto importante nella formazione della foliazione spaziata
soprattutto per le foliazioni giovani che si sovrappongono a quelle vecchie.
Deformazione cristalloplastica:
Nel caso di cristalli equidimensionali deformati la foliazione
sarà parallela al piano XY
Ricristallizazzione dinamica e orientazione di nuovi granuli e subgrain:
Piccoli frammenti di mica vecchia o nuclei senza dislocazioni possono crescere in reticoli cristallini danneggiati con
una nuova orientazione preferenziale che contribuisce alla formazione della foliazione secondaria.
Processi di recovery possono aiutare al formazione della foliazione
Ricristallizazzione statica e crescita mimetica:
Anche dopo la deformazione la foliazione può essere cambiata attraverso questi due processi
Crescita orientata secondo il campo di stress
micropiegamento
Evoluzione della foliazione, trasposizione
T
In molte rocce deformate l’orientazione
dei cristalli non è distribuita in modo
casuale ma disposta in un modo
sistematico. Tali rocce hanno una
orientazione preferenziale del reticolo
cristallino (lattice-preferred orientation
LPO). Nel caso di minerali piatti come
miche o allungati come gli anfiboli
questa orientazione preferenziale è
facilmente riconoscibile come
foliazione o lineazione rispettivamente.
Mentre per minerali come il quarzo o la
calcite il riconoscimento è più difficile.
Nel caso del quarzo basta inserire la
lamina di gesso a nicol incrociati e
ruotare il tavolino e vedere come i
granuli isorientati mostrano lo stesso
colore (blu o giallo). In altri minerali
con più alta birifrangenza sono
necessarie tecniche più complesse per
osservare la LPO.
Diagramma di Flinn che mostra la relazione
tra le distribuzioni stereografiche degli assi c a
a del quarzo e il tipo di strain