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Lezione 4
I Tipi di Metamorfismo
Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche
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I tipi di Metamorfismo
1. Sulla base dell’agente metamorfico principale
(P, T, fluidi)
–
–
–
–
Metamorfismo termico (variazioni di T)
Metamorfismo dinamico (P orientata)
Metamorfismo dinamo-termico (PT variano insieme,
ad esempio durante un’orogenesi)
Metasomatismo (fluidi)
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I tipi di Metamorfismo
1. Sulla base dell’agente metamorfico principale
(P, T, fluidi)
–
–
–
–
Metamorfismo termico (variazioni di T)
Metamorfismo dinamico (P orientata)
Metamorfismo dinamo-termico (PT variano insieme,
ad esempio durante un’orogenesi)
Metasomatismo (fluidi)
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I tipi di Metamorfismo
2. Sulla base dell’estensione areale
–
M etam orfism o di con tatto
•
Collegato ad intrusioni magmatiche
–
–
–
–
–
(Pirometamorfismo: tipo speciale di metamorfismo di contatto,
quando l’incassante interagisce con il magma in condizioni
vulcaniche/subvulcaniche)
M e t a m o r fi s m o r e g io n a le
• Orogenico
• Da seppellimento
• Fondo oceanico
(Metamorfismo idrotermale (Coombs 1961), quando fluidi
idrotermali inducono trasformazioni mineralogiche; importanti
per la genesi di giacimenti minerari)
(Metamorfismo di zone di faglia, dovuto al movimento relativo
di due piani di faglia. Le temperature possono essere molto
elevate da indurre fusione parziale -> pseudotachiliti)
(Metamorfismo da impatto (Dietz, 1961), causato dalla
collisione con meteoriti. Lo shock termico e di pressione dura
microsecondi. Formazione
di minerali come stishovite)
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Metamorfismo di contatto
Sill basaltico
aureola
Incassante non metamorfosato
Copyright 2005 by Andrew Alden, geology.about.com,
reproduced under educational fair use."
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Metamorfismo di contatto
• In prossimità di intrusioni magmatiche
a causa dell’energia termica del
magma (T > 1000°C) sulle rocce
incassanti (T < 600-650 °C)
• Le rocce incassanti che mostrano gli
effetti termici del metamorfismo
(trasformazioni mineralogiche)
definiscono l’a
aureola di contatto
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Estensione Aureola di Contatto
• Dipende da molti fattori:
– Massa e Temperatura dell’intrusione
– Profondità dell’intrusione (Tincassante vs Tintrusione)
– Chimismo del fuso magmatico
• Acido (ricco in SiO2, rocce granitoidi)
• Basico (povero in SiO2, basalti/gabbri)
– Composizione delle rocce incassanti
– Modalità di trasporto del calore (solo
conduzione e/o advezione)
– Porosità/Permeabilità dell’incassante
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Estensione Aureola di Contatto
Gabbro di Sondalo - Valtellina
•
•
•
•
•
Carta Geologica 1:100000 Foglio 8 (Ed. 1971)
Il Gabbro copre un’estensione
di c. 40-50 km2
Deriva dall’intrusione di fusi di
mantello intrusi c. 300 Ma in
un basamento
prevalentemente metapelitico
L’aureola di contatto ha
un’estensione dell’ordine del
c e n t in a io d i m e t r i
L’aureola di contatto contiene
m ig m a t it i = >
= 1 km
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Estensione Aureola di Contatto
Adamello
•
•
•
•
•
Carta Geologica 1:100000,
Foglio 20 (ed. 1953)
Il plutone dell’Adamello è
costituito da una serie di
intrusioni granitoidi di età
Oligocenica
Intruso nelle sequenze
carbonatiche delle Alpi
Meridionali (Sudalpino)
L’aureola di contatto ha
un’estensione c. 1 km
Il contatto tra rocce
magmatiche e rocce
carbonatiche è caratterizzato
dalla presenza di skarn =>
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Estensione Aureola di Contatto
• Perché diversa estensione dell’aureola? Perché
un’intrusione basica (Gabbro di Sondalo) forma
un’aureola meno sviluppata di quella al contatto
con l’Adamello?
• I magmi basici sono meno ricchi in componenti
volatili (che poi danno origine ai fluidi) di quelli
acidi
• I fluidi possono infiltrarsi nella roccia incassante e
trasportare calore a grandi distanze
• [ricorda: che il calore è trasportato più
efficacemente per mezzo di
convezione/advezione che conduzione]
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Rocce di Contatto : Skarn
•
•
•
I fluidi trasportano massa
(come componenti
disciolti)
Se rocce a contatto
appartengono a due
sistemi chimici molto
diversi (ad es., carbonati
vs granitoidi), probabilità
che l’aureola di contatto
subisca trasformazioni
allochimiche (il contrario di
isochimico)
Il metamorfismo di
contatto è spesso
associato a processi
metasomatici.
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Marmo
Skarn
Qtz-diorite
Metasomatic zones separating quartz diorite (bottom) from
marble (top).
Winter (2010) An Introduction to Igneous and Metamorphic
Petrology. Prentice Hall.
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Metamorfismo regionale
• Il Metamorfismo regionale interessa una
zona ampia della litosfera. Può essere di
tre tipi:
– Metamorfismo orogenico
– Metamorfismo da seppellimento
– Metamorfismo di fondo oceanico
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Metamorfismo orogenico
•
•
Zone di collisione tra due margini di placca.
A seconda del gradiente geotermico, si possono avere
sequenze di facies
– Ad es., Scisti Verdi -> Anfibolitica -> Granulitica (serie
Barroviana)
•
Le rocce metamorfiche sono quasi sempre deformate
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zone di taglio …)
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Metamorfismo orogenico
•
Scontro tra i margini continentali di India e Eurasia a partire
dal Terziario
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Peliti->Filladi->Micascisti->Gneiss
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Metamorfismo regionale + contatto
“spotted schist”
Collezione didattica DSTGA
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Metamorfismo regionale + contatto
Mica bianca
Andalusite
Biotite
6 mm
“spotted schist”
Collezione didattica DSTGA
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Migmatite (= roccia mista)
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da Atlas of Migmatites
(by Ed Sawyer)
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Migmatite
• Roccia che affiora in aree di medio/alto grado
metamorfico
– Sia in aureole di contatto che in crosta profonda
caratterizzata da metamorfismo regionale
• Struttura eterogenea dalla scala microscopica
alla scala macroscopica
• Costituita da porzioni con mineralogia e
struttura differente (Sawyer, 2008)
• Può essere formata da 4 parti fondamentali:
– Neosoma (= “nuova roccia”)
– Residuum (spesso classificato come melanosoma
perché ricco di minerali scuri)
– Leucosoma (perché formato da materiale quarzosofeldpatico chiaro)
– Paleosoma (= il protolite)
Neosoma
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da Atlas of Migmatites
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Residuum + Leucosoma
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da Atlas of Migmatites
(by Ed Sawyer)
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Paleosoma
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da Atlas of Migmatites
(by Ed Sawyer)
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Metamorfismo di Fondo Oceanico
Crosta oceanica attuale
• Causato da circuiti idrotermali ad alta T
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Metamorfismo di Fondo Oceanico
TRIBUZIO, R. et al. J. Petrology 2004 45:1109-1124
• Si può osservare nelle
ofioliti in AlpiAppennini-Corsica
– Ofioliti: relitti di crosta
oceanica giurassica
• Di solito è associato a
metasomatismo
Index map of the main ophiolitic bodies (black
areas) from the Northern Apennines, Western
Alps and Corsica
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Metamorfismo
di Fondo Oceanico
Reazioni in rocce femiche
Bonassola
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Metamorfismo di Fondo Oceanico
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Reazioni in rocce ultrafemiche
Reazioni di idratazione che trasformano l’olivina e
l’ortopirosseno in serpentino (s
serpentinizzazione)
– (Fe,Mg)2SiO4 + H2O = Mg3Si2O5(OH)4 + Fe3O4
Mt
Ol
Ol
Serp
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4 mm
Serpentinite
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“Oficalcite”
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“Oficalcite”
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Breccia
di serpentinite
cite
Ven
cal
a di
Serpentinite
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