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Lezione 4 I Tipi di Metamorfismo Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 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) Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 2 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) Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 3 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) Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 4 Metamorfismo di contatto Sill basaltico aureola Incassante non metamorfosato Copyright 2005 by Andrew Alden, geology.about.com, reproduced under educational fair use." Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 5 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 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 6 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 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 7 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 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 8 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 => Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 9 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] Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 10 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. 11 Marmo Skarn Qtz-diorite Metasomatic zones separating quartz diorite (bottom) from marble (top). Winter (2010) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 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 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 12 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 Petrografia AA 2012-2013 (foliazioni, lineazioni, zone di taglio …) Rocce Metamorfiche [email protected] 13 Metamorfismo orogenico • Scontro tra i margini continentali di India e Eurasia a partire dal Terziario Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 14 Peliti->Filladi->Micascisti->Gneiss Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 15 Metamorfismo regionale + contatto “spotted schist” Collezione didattica DSTGA Petrografia AA 2012-2013 Rocce Metamorfiche [email protected] 16 Metamorfismo regionale + contatto Mica bianca Andalusite Biotite 6 mm “spotted schist” Collezione didattica DSTGA Petrografia AA 2012-2013 Rocce Metamorfiche [email protected] 17 Migmatite (= roccia mista) Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche da Atlas of Migmatites (by Ed Sawyer) [email protected] 18 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 20 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche da Atlas of Migmatites (by Ed Sawyer) [email protected] Residuum + Leucosoma Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche da Atlas of Migmatites (by Ed Sawyer) [email protected] 21 Paleosoma 22 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche da Atlas of Migmatites (by Ed Sawyer) [email protected] Metamorfismo di Fondo Oceanico Crosta oceanica attuale • Causato da circuiti idrotermali ad alta T Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 23 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 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 24 Metamorfismo di Fondo Oceanico Reazioni in rocce femiche Bonassola Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 25 Metamorfismo di Fondo Oceanico 26 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 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] 4 mm Serpentinite 27 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] “Oficalcite” 28 Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected] “Oficalcite” 29 Breccia di serpentinite cite Ven cal a di Serpentinite Petrografia AA 2012-2013 - Rocce Metamorfiche [email protected]
