Cristallizzazione all`equilibrio:
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Cristallizzazione all’equilibrio: il minerale che cristallizza resta in contatto con il magma da cui si è formato. X X X Fuso differenziato Fuso basaltico Solido accumulato Olivina Pirosseno Plagioclasio Percentuale di fuso residuo: 100% Temperatura 1300° Fuso Si parte da una massa interamente fusa, a composizione basaltica. Durante il raffreddamento cominceranno a formarsi vari tipi di minerali. Dal momento che questi hanno composizioni diverse dal fuso dal quale cristallizzano, il fuso residuo cambierà continuamente di composizione. Percentuale di fuso residuo: 100% Temperatura 1300° Fuso In un sistema chiuso (senza scambio di materia) la composizione del fuso originario è sempre uguale alla somma della composizione del fuso residuo e dei cristalli formati. Cominciamo la nostra simulazione immaginando di avere un fuso a 1300 °C ad una profondità di 15 kbar (~45-50 km). Percentuale di fuso residuo: 100% Temperatura 1290° Fuso Fuso @ 1300 °C Percentuale di fuso residuo: 100% Temperatura 1280° Fuso La colonna rossa a destra indica la diminuzione della temperatura e la colonna in alto a sinistra indica la percentuale di fuso residuo. Fino a 1280 °C non succede nulla (ossia siamo in condizioni di super-liquidus). Fuso @ 1300 °C A 1270 °C succede qualcosa. Cominciano a comparire i primi cristalli. Percentuale di fuso residuo: 99% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Fuso @ 1300 °C Temperatura 1270° T L Temperatura di Liquidus Percentuale di fuso residuo: 98% Percentuale di solido cristallizzato: 2% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Fuso @ 1300 °C Temperatura 1260° T Notate che la percentuale di solido cristallizzato è complementare alla percentuale di fuso residuo. L Percentuale di fuso residuo: 97% Percentuale di solido cristallizzato: 3% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Fuso @ 1300 °C Temperatura 1250° T L Percentuale di fuso residuo: 95% Percentuale di solido cristallizzato: 5% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Fuso @ 1300 °C Temperatura 1240° T L Percentuale di fuso residuo: 90% Percentuale di solido cristallizzato: 10% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Fuso @ 1300 °C Temperatura 1230° T L Percentuale di fuso residuo: 85% Percentuale di solido cristallizzato: 15% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Temperatura 1220° T L Percentuale di fuso residuo: 80% Percentuale di solido cristallizzato: 20% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Temperatura 1210° T L Percentuale di fuso residuo: 75% Percentuale di solido cristallizzato: 25% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Notate la differenza di colore (composizione) del fuso a 1300 e a 1200 °C) Fuso @ 1300 °C Fuso @ 1200 °C Temperatura 1200° T L Percentuale di fuso residuo: 70% Percentuale di solido cristallizzato: 30% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Fuso @ 1200 °C Temperatura 1190° T L Percentuale di fuso residuo: 65% Percentuale di solido cristallizzato: 35% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Fuso @ 1200 °C Temperatura 1180° T L Percentuale di fuso residuo: 60% Percentuale di solido cristallizzato: 40% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Fuso @ 1200 °C Temperatura 1170° T L Percentuale di fuso residuo: 55% Percentuale di solido cristallizzato: 45% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Fuso @ 1200 °C Temperatura 1160° T L Percentuale di fuso residuo: 50% Percentuale di solido cristallizzato: 50% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Fuso @ 1200 °C Temperatura 1150° T L Percentuale di fuso residuo: 45% Percentuale di solido cristallizzato: 55% Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Fuso @ 1300 °C Fuso @ 1200 °C Temperatura 1140° T L Percentuale di fuso residuo: 40% Percentuale di solido cristallizzato: 60% L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fuso @ 1200 °C - Fuso @ 1300 °C - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Temperatura 1130° T - - Percentuale di fuso residuo: 35% -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - L - - Fuso @ 1200 °C - Fuso @ 1300 °C - - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Temperatura 1120° T - Percentuale di solido cristallizzato: 65% - Percentuale di fuso residuo: 30% Percentuale di solido cristallizzato: 70% -- - - --- - - - - - - - - -- - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fuso @ 1100 °C - - - - - -- - - - -- -- - - - - - - Fuso @ 1200 °C - Fuso @ 1300 °C - - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Temperatura 1100° T L - Percentuale di fuso residuo: 25% Percentuale di solido cristallizzato: 75% --- - - --- - - - - - - - -- - -- - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --- - - - - - - - - - - - -- - Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1200 °C - Fuso @ 1300 °C - - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Temperatura 1090° T L Percentuale di fuso residuo: 20% Percentuale di solido cristallizzato: 80% --- - - --- - - - - - - -- - -- - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --- - - - - - - - - - - -- - - L - - Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1200 °C - Fuso @ 1300 °C - - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Temperatura 1080° T Percentuale di fuso residuo: 18% Percentuale di solido cristallizzato: 82% Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1200 °C - Fuso @ 1300 °C - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Temperatura 1070° T - L Percentuale di fuso residuo: 15% Percentuale di solido cristallizzato: 85% Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1200 °C - Fuso @ 1300 °C - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 1060° T - L Percentuale di fuso residuo: 12% Percentuale di solido cristallizzato: 88% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1300 °C - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 1050° T L Percentuale di fuso residuo: 10% Percentuale di solido cristallizzato: 90% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1300 °C - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 1040° T L Percentuale di fuso residuo: 8% Percentuale di solido cristallizzato: 92% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1300 °C - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 1030° T L Percentuale di fuso residuo: 5% Percentuale di solido cristallizzato: 95% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C - Fuso @ 1300 °C - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 1020° T L Percentuale di fuso residuo: 3% Percentuale di solido cristallizzato: 97% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C Fuso @ 1010 °C - Fuso @ 1300 °C - - Fuso (residuo) Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 1010° T L Percentuale di fuso residuo: 0% Percentuale di solido cristallizzato: 100% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C Fuso @ 1010 °C - Fuso @ 1300 °C L - - Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 1000° T TS Temperatura di Solidus Percentuale di fuso residuo: 0% Percentuale di solido cristallizzato: 100% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C Fuso @ 1010 °C - Fuso @ 1300 °C L - Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 990° T TS Percentuale di fuso residuo: 0% Percentuale di solido cristallizzato: 100% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C Fuso @ 1010 °C - Fuso @ 1300 °C L - Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 980° T TS Percentuale di fuso residuo: 0% Percentuale di solido cristallizzato: 100% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C Fuso @ 1010 °C - Fuso @ 1300 °C L - Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 970° T TS Percentuale di fuso residuo: 0% Percentuale di solido cristallizzato: 100% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C Fuso @ 1010 °C - Fuso @ 1300 °C L - Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 960° T TS Percentuale di fuso residuo: 0% Percentuale di solido cristallizzato: 100% Fuso @ 1200 °C Fuso @ 1100 °C Fuso @ 1010 °C - Fuso @ 1300 °C Al di sotto della temperatura di solidus non succede più nulla. La temperatura diminuisce ma i cristalli non aumentano più di dimensione. L - Cristallo 1 (es. olivina) Cristallo 2 (es. pirosseno) Cristallo 3 (es. plagioclasio) Cristallo 4 (es. magnetite) Temperatura 950° T TS Nella simulazione si parte da un magma femico (nell’esempio di colore nero) e si arriva ad un magma residuo felsico (nell’esempio di colore grigio chiaro). - Non tutti i minerali cristallizzano contemporaneamente. - Alcuni minerali cristallizzano in un largo intervallo di temperature, mentre altri si formano per intervalli più limitati. - Nei sistemi naturali è sempre presente una fase volatile (soprattutto H2O e CO2). Queste fasi possono essolvere quando superano una data concentrazione nel fuso residuo oppure possono formare fasi idrate (es. miche ed anfiboli) o fasi con CO2 (es. carbonati primari). - Nei sistemi naturali alcune fasi formate ad alte temperature possono venire parzialmente disciolte a temperature e/o a pressioni più basse. - L’intervallo totale di temperatura di questo sistema semplificato è 270 °C. - L’olivina è la prima fase a comparire (fase di liquidus). Si forma da 1270 a 1150 °C. - Il clinopirosseno è la seconda fase a comparire. Si forma da 1220 a 1080 °C. Per un certo intervallo cristallizza insieme all’olivina. - Il plagioclasio è la terza fase a comparire. Si forma da 1130 a 1000 °C. - La magnetite si forma per ultima da 1060 a 1000 °C. -La petrologia sperimentale aiuta a capire la sequenza di cristallizzazione. -Ad esempio, si riscalda molto la roccia fino alla fusione completa e poi si fa raffreddare lentamente il fuso in laboratorio. Il primo cristallo che si forma è olivina, ovvero il minerale di liquidus. -Oppure, si riscalda poco la roccia e si osservano i primi minerali che fondono, plagioclasio e magnetite, ovvero i minerali di solidus - La sequenza temporale di formazione di olivina, clinopirosseno, plagioclasio, e magnetite, NON è sempre la stessa per tutti i fusi basaltici. -L’ordine di cristallizzazione dipende dalla composizione del fuso, dalla pressione e temperatura e dal tipo e quantitativo di volatili presenti nel magma. -L’intervallo temporale della cristallizzazione è estremamente variabile. -In casi estremi si può anche non avere affatto cristallizzazione (ad esempio durante la petrogenesi delle rocce ossidianacee). Struttura porfirica: fenocristalli e pasta di fondo Olivina Clinopirosseno Plagioclasio Magnetite Struttura porfirica seriata: fenocristalli + microfenocristalli + mesostasi Olivina Clinopirosseno Plagioclasio Magnetite Fenocristalli con morfologia euedrale Olivina Clinopirosseno Plagioclasio Magnetite Tessitura isotropa Olivina Clinopirosseno Plagioclasio Magnetite Pasta di fondo con struttura olocristallina (vetro assente) Olivina Clinopirosseno Plagioclasio Magnetite Cristalli (vol. %) Condizioni magmatiche pre-eruttive Condizioni sin-eruttive Eruzione Esempio di tipica sequenza di cristallizzazione di un basalto dell’Islanda (Chevrel et al., 2013, EPSL, 384, 109-120) Temperatura (°C) Proporzioni modali (%) Orneblenda Quarzo Biotite Apatite Magnetite Plagioclasio Spinello Ortopirosseno Clinopirosseno Olivina Liquido residuo Temperatura degli esperimenti (°C) Nandedkar et al., 2014. Contribution to Mineralogy and Petrology, 167:1015 Frazionamento di minerali in magmi generati lungo un arco vulcanico (subduzione) 1600 1500 1400 1300 T (°C) 1 atm (0,1 MPa) 1200 1100 1000 1 GPa (pressione H2O) Di 20 40 60 80 An Il plagioclasio compare più tardi nei magmi di subduzione per effetto della maggiore pressione che favorisce una più alta solubilità di H2O. Un contenuto maggiore di H2O aumenta il campo di stabilità del pirosseno a scapito del plagioclasio. Cristallizzazione frazionata: i minerali di alta temperatura (femici) tendono frazionare principalmente all’inizio della cristallizzazione. Invece, i minerali di bassa temperatura (sialici) tendono a frazionare principalmente alla fine della cristallizzazione. Il frazionamento dei minerali è spesso controllato anche dalle loro diverse densità: olivina ( = 3.3 g/cm3), pirosseno ( = 3.1 g/cm3), plagioclasio ( = 2.6 g/cm3). Basalto = 2.9 g/cm3 Per semplificare il processo di cristallizzazione frazionata, facciamo riferimento solo al fuso residuo e non consideriamo i vari cristalli che si formano durante il raffreddamento del magma. Come visto in precedenza, il fuso residuo cambia di continuo composizione (colore). Per capire la variazione composizionale del fuso, immaginiamo che il magma sia costituito solo da 2 componenti chimici: Si (palline bianche) e Mg (palline rosse). Durante il raffreddamento si forma un minerale composto solo da Mg (palline rosse). Il minerale si separa completamente dal fuso residuo (es. a causa della maggiore densità del minerale rispetto alla densità del magma). Quindi, a partire da un sistema composto da 2 componenti chimici (palline rosse e bianche), in seguito ad un processo di allontanamento selettivo (rimozione o frazionamento delle sole palline rosse) si ottiene un fuso residuo con composizione diversa da quella di partenza. Solido frazionato (cristalli) Fuso residuo La composizione di un magma si evolve per cristallizzazione frazionata. % del minerale in volume u Pl R. ACIDE SiO2 (peso %) INTERMEDIE BASICHE n o t V e ich n a c ul ULTRABASICHE e h ic 11 9 Na2O+K 2O 13 Fonolite Tefrifonolite Fonotefrite Foidite 7 Tefrite/ Basanite Trachi- Trachite Trachi- Trachidacite andesite trachiandesite basaltica Riolite basalto 5 Dacite Andesite Basalto Basaltica 3 Picrobasalt 1 37 41 45 49 53 a n i l a c l a b u S e i Ser Andesite 57 61 SiO2 65 69 73 77 Invece delle palline rosse e bianche partiamo da un fuso di colore rosa che rappresenta una certa composizione X del magma Il magma inizia a raffreddarsi e cristallizzano dei minerali di colore rosso che corrisponde ad una certa composizione Y dei cristalli Durante il frazionamento (allontanamento) dei minerali, il colore (composizione) del fuso residuo varia in modo complementare rispetto alla composizione del solido cristallizzato. Al disotto dei vulcani, il fuso che si trova nella camera magmatica principale, si può separare dalla massa di magma. Fuso 100% Temp. 1290 °C Il magma estratto viene allocato in una camera magmatica più piccola che si chiama camera secondaria. In condizioni di super-liquidus, la massa principale di magma non varia di composizione ma viene solo ridotta in volume. Il magma ha sempre composizione “1”. 1 Fuso 99,99% 1 Temp. 1290 °C La temperatura continua a diminuire. Tuttavia, la cristallizzazione frazionata non è ancora iniziata. 1 Fuso 99% 1 Temp. 1270 °C La temperatura continua a diminuire. Tuttavia, la cristallizzazione frazionata non è ancora iniziata. 1 Fuso 98% 1 Temp. 1260 °C La temperatura continua a diminuire. Inizia la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 Fuso 97% Temp. 1250 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 Fuso 95% Temp. 1240 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 Fuso 90% Temp. 1230 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 Fuso 85% Temp. 1220 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 Fuso 80% Temp. 1210 °C Dopo 100 °C di raffreddamento, il fuso residuo ha composizione “2” e un ulteriore quantitativo di magma viene isolato. 1 Fuso 75% 2 Temp. 1200 °C A 1200 °C, esiste un magma residuo differenziato di composizione “2” nella camera magmatica principale e due magmi di composizione “1” e “2” nelle camere magmatiche secondarie. 1 2 Fuso 75% 2 Temp. 1200 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 70% Temp. 1190 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 65% Temp. 1180 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 60% Temp. 1170 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 55% Temp. 1160 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 50% Temp. 1150 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 45% Temp. 1140 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 40% Temp. 1130 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 35% Temp. 1120 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 Fuso 30% Temp. 1110 °C A 1100 °C, esiste un magma residuo differenziato di composizione “3” nella camera magmatica principale e tre magmi di composizione “1”, “2” e “3” nelle camere magmatiche secondarie. 1 2 3 Fuso 25% 3 (simile in composizione al magma nel contenitore n. 3) Temp. 1100 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 20% Temp. 1090 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 18% Temp. 1080 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 15% Temp. 1070 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 12% Temp. 1060 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 10% Temp. 1050 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 8% Temp. 1040 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 5% Temp. 1030 °C La temperatura continua a diminuire. Procede la cristallizzazione frazionata e il magma cambia di composizione (e quindi di colore). 1 2 3 Fuso 3% Temp. 1020 °C A 1010 °C, esiste un magma residuo differenziato di composizione “4” nella camera magmatica principale e quattro magmi di composizione “1”, “2”, “3” e “4” nelle camere magmatiche secondarie. 1 2 3 4 Fuso 1% 4 Temp. 1010 °C Alla temperatura di solidus (1000 °C) del fuso originario: 1. Esiste un magma della stessa composizione “1” del magma originale. 2. Esistono altri tre tipi di magmi, a composizione chimica diversa, “2”, “3”, e “4”. 1 2 3 4 Fuso 0% X Temp. 1000 °C Questi magmi potranno cristallizzare all’equilibrio e originare quattro tipi diversi di rocce ignee. 1 2 3 4 Fuso 0% Es. Basalto Es. Andesite Es. Dacite Es. Riolite X Temp. 1000 °C Oppure magmi potranno ricominciare con la cristallizzare frazionata e originare nuovi fusi residuali che formeranno un gran numero di rocce ignee diverse. 1 2 3 4 Fuso 0% X Temp. 1000 °C IN CONCLUSIONE: Il processo di cristallizzazione frazionata può portare alla formazione di rocce ignee a diversa composizione chimica e mineralogica partendo da un unico magma genitore. 1 2 3 4 Fuso 0% X Temp. 1000 °C Formazione di una serie magmatica (in questo caso serie subalcalina). 15 Fonolite 13 Tefrifonolite 11 9 Foidite 7 5 3 3 Trachidacite Riolite Dacite Andesite Basalto Basaltica Andesite Picrobasalto 37 2 Trachiandesite Trachiandesite Tefrite Basanite Trachi-basaltica basalto 1 1 Fonotefrite Trachite 41 45 4 49 53 57 Fuso 0% 61 65 X 69 73 77 Temp. 1000 °C Cristallizzazione frazionata in natura Magma Genitore Camera magmatica principale Inizia la cristallizzazione frazionata. Il magma genitore comincia a cambiare composizione. Magma Genitore Camera magmatica principale Inizia la cristallizzazione. Il magma genitore comincia a cambiare composizione. Una parte del magma si isola in camere magmatiche secondarie. Camera magmatica secondaria Camera magmatica secondaria Magma Genitore Camera magmatica principale Una parte del magma in queste camere secondarie può venire eruttata e dare origine ad un nuovo tipo di roccia. Camera magmatica secondaria Camera magmatica secondaria Magma Genitore Camera magmatica principale Si possono formare altre camere magmatiche più superficiali dove i magmi possono continuare ad evolvere e formare nuovi tipi di rocce. Camera magmatica secondaria Camera magmatica secondaria Camera magmatica secondaria Magma Genitore Camera magmatica principale Camera magmatica secondaria Si possono formare camere secondarie ancora più superficiali da cui si originano rocce ancora più differenziate. Camera magmatica secondaria Camera magmatica secondaria Camera magmatica secondaria Può verifirarsi un nuovo arrivo in superficie di magma genitore. La camera principale potrebbe anche essere stata riempita con l’arrivo di nuovo magma profondo. Magma Genitore Camera magmatica principale Vista in pianta di un complesso vulcanico costituito da rocce ignee che derivano le une dalle altre per cristallizzazione frazionata. Tutte le rocce hanno un unico magma genitore. Questa sequenza di rocce si chiama SERIE MAGMATICA Fonolite 13 Tefrifonolite 11 % Na 2O+K 2 O 9 Fonotefrite Foidite Trachiandesite Tefrite Basanite Trachi- basaltica basalto 7 5 3 Basalto Trachite Trachidacite Trachiandesite Riolite Dacite Andesite Basaltica Andesite Picrobasalto 1 37 41 45 49 53 57 % SiO 2 61 65 69 73 77 La cristallizzazione frazionata in natura può avvenire per: Accumulo di cristalli a diversi livelli della camera magmatica per effetto di un contrasto di densità. Plagioclasio = 2.6 g/cm3 Basalto = 2.9 g/cm3 Olivina = 3.3 g/cm3 La cristallizzazione frazionata in natura può avvenire per: Accumulo di cristalli a partire dall’esterno verso l’interno della camera magmatica per effetto di un contrasto di temperatura. Roccia incassante T = 300 °C Basalto T = 1250 °C La cristallizzazione frazionata in natura può avvenire per: Separazione del fuso per compattazione di un MUSH CRISTALLINO (una zona della camera magmatica dove ci sono tanti cristalli in contatto tra loro).
