GENESI
MAGMATICA
Ambienti di formazione
I minerali sono in grado di
memorizzare e quindi
riferire sugli ambienti
geologici in cui si sono
formati
I minerali consentono di
ricostruire gli ambienti chimici e
le condizioni di temperatura e
pressione di regioni della Terra
non accessibili all’uomo.
Genesi dei minerali
I minerali possono cristallizzare in diversi
ambienti minerogenetici caratterizzati da
ben precise condizioni di temperatura,
pressione e ambiente chimico.
I minerali schematicamente presentano tre
principali tipi di genesi: magmatica,
sedimentaria e metamorfica.
Genesi magmatica
Nella genesi magmatica i minerali cristallizzano da
magmi. (M.B. genesi idrotermale da soluzioni,
fumarole da gas)
È suddivisa in genesi magmatica intrusiva e
genesi magmatica effusiva caratterizzate da
condizioni chimico-fisiche diverse.
La solidificazione di un magma non avviene
istantaneamente ma in un lungo intervallo di tempo
che, schematicamente, è suddiviso in 4 periodi:
ortomagmatico, pegmatitico, pneumatolico,
idrotermale.
Magmi
Magmi: masse fuse di composizione generalmente
silicatica allo stato essenzialmente ionico.
Magmi non silicatici sono molto rari es
carbonatici, sulfurei etc
Il magma subisce modificazioni sia all’interno
della camera magmatica sia durante la risalita nei
condotti vulcanici. Quando fuoriesce dalla crosta
terrestre prende il nome di lava.
Lava
Lava, il termine ha origine dal dialetto napoletano
usato per indicare i torrenti di acqua mista a fango.
La lava può presentare temperature oscillanti fra
700° e 1200°C e la viscosità cresce con il
contenuto di silice.
Le lave basaltiche essendo fluide possono
scorrere su superfici poco inclinate e formare
estese colate; le lave sialiche viscose tendono a
formare colate brevi; a volte solidificano anche
all’interno del camino vulcanico
Viscosità dei magmi
Viscosità () caratteristica fisica della lava
definita come la resistenza di un fluido
allo scorrimento e dipende in modo
particolare dalla composizione chimica e
dalla temperatura del fluido. Inverso della
viscosità è la fluidità
Densità dei magmi
La densità () dei liquidi silicatici dipende dalla
composizione chimica, dalla T e P e dal volume
parziale molare delle sostanze presenti nel magma
2,2 gr/cm3 liq. Riolitici; 2,8 gr/cm3 liq. basaltici
Il contrasto di densità fra magma e ambiente
solido circostante è un fattore essenziale nel
controllo dei processi di risalita dei fusi naturali
Fusi silicatici
Gli anioni O2- sono già organizzati in unità
strutturali tetraedriche e sono coordinati
essenzialmente con il silicio.
Si4+, B3+, P5+, Al3+ “costruttori di struttura”
[ZO4]4- si collegano fra loro originando polimeri
più o meno complessi
I cationi metallici sono “modificatori di
struttura” ( K+, Na+, Ca2+, Mg2+ Fe2+, Al3+)
tendono a legarsi con l’ossigeno riducendo il
grado di polimerizzazzione del sistema
Elementi volatili
I gas magmatici hanno una composizione
chimica complessa e variabile.
Sono dominati da H2O a cui si associano
quantità a volte rilevanti di CO2 mentre
meno abbondanti sono HCl, HF, H2S, SO2
SO3, S, gas rari, N2
Genesi magmatica intrusiva
Genesi magmatica intrusiva: è caratterizzata da
lente variazioni della T e P e dalla costante
presenza di elementi volatili.
La cristallizzazione avviene nelle parti profonde
della crosta terrestre. I componenti volatili (H2O,
H2S, HF, CO2, Cl2, F2, etc) sono detti agenti
mineralizzanti, riducono la viscosità del magma e
favoriscono la cristallizzazione.
Si formeranno rocce caratterizzate da minerali in
granuli di dimensioni pressoché uguali formanti
una struttura granulare.
Suddivisione schematica
genesi magmatica intrusiva
Considerando un’ipotetica camera magmatica
come un sistema chiuso, ma non isolato in
quanto perde calore, possiamo individuare 4
stadi:
Stadio ortomagmatico 1200° - 600° C
Stadio pegmatitico 600° - 500°C
Stadio pneumatolitico 500° -375°C
Stadio idrotermale 375°C
Passaggio fra i 4 stadi
Dopo lo stadio ortomagmatico 1200° - 600° C
la frazione liquida diminuisce, il fuso si
riduce del 50% ed aumenta la componente
volatile. Nello stadio pegmatitico si registrano
le pressioni più elevate (cristalli di notevoli
dimensioni). Lo stadio pneumatolitico è
caratterizzato dalla presenza di fluidi allo stato
supercritico.
Fluido 'supercritico'.
Quando un liquido viene riscaldato in un
sistema chiuso, evapora fino a un 'punto
critico' in cui la densità del vapore così
formato e la densità del liquido restante
sono uguali. Al di là di questo punto, il
sistema entra in uno stato indeterminato tra
il liquido e il gassoso, ossia diventa un
fluido 'supercritico'.
Stadio idrotermale
Quando la T scende al di sotto della T critica
dell’acqua, 373°C 1 atm, inizia lo stadio idrotermale in cui
si ha la transizione dell’acqua da gas a liquido.
Le soluzioni acquose, più o meno calde, ospitano gli
elementi che non sono stati frazionati dai minerali
cristallizzati negli stadi precedenti. Tali soluzioni
permeano il reticolo di fratture prodottosi nella massa
intrusiva in seguito al raffreddamento e depositano solfuri
o elementi nativi in funzione della loro solubilità.
Genesi magmatica effusiva
Genesi magmatica effusiva si verifica quando la massa
magmatica riesce ad aprirsi un varco fra le rocce
sovrastanti fino a raggiungere la superficie terrestre.
È caratterizzata da rapide variazioni della T e P e dalla
rapida perdita di volatili.
La cristallizzazione avviene durante la risalita del magma
verso la superficie terrestre.
Le rocce effusive presentano una struttura porfirica
ovvero alcuni grossi cristalli di segregazione intratellurica
in una pasta microcristallina.
il rapido raffreddamento può portare alla formazione di
rocce totalmente vetrose.
Ambiente magmatico
Fumarole presenti ai Campi Flegrei
Condizioni idrotermali
Plutone granitico
Minerali delle rocce magmatiche
Sialici: Quarzo, alcalifeldspati, plagioclasi,
nefelina, leucite, muscovite
Femici: olivina, pirosseni, orneblenda,
biotite
Minerali accesori: magnetite, apatite,
zircone, ilmenite, monazite, spinelli,
granati, titanite, epidoti
Cristallizzazione frazionata
