Laboratorio Micro Rocce I minerali a.a / 2008

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1 Università di Pisa Facoltà di Scienze MFN Corso di Laurea in Scienze Geologiche Laboratorio Micro Rocce I minerali a.a / 2008 Sergio Rocchi Dipartimento di Scienze della Terra Via S. Maria, 53 [email protected] Programma e lezioni: Registro lezioni: Indice LE FASI COSTITUENTI DELLE ROCCE Rocce ignee minerali femici Olivina Pirosseni Anfiboli Biotite minerali sialici Fasi della silice Plagioclasi Feldspati alcalini Feldspatoidi Vetro Accessori Rocce metamorfiche Cordierite Granati Miche bianche Clorite Epidoti Calcite albite staurolite cloritoide andalusite, sillimanite, cianite Lawsonite Pirosseni (omfacite, giadeite) Anfiboli (glaucofane, tremoliteactinolite, antofillite) 1

2 I minerali (fasi) costituenti le rocce ignee primari segregati direttamente dal magma fondamentali sialici comunemente costituiscono parte rilevante (>5%) e caratterizzante della roccia ricchi in Si e Al femici vetro accessori diffusi specifici ricchi in Fe e Mg amorfo, composizione variabile, soltanto in rocce vulcaniche quasi mai costituiscono parte rilevante di una roccia comuni in moltissime rocce soltanto in rocce di composizione particolare secondari si formano in condizioni deuteriche o postmagmatiche I minerali (fasi) costituenti le rocce ignee primari fondamentali sialici quarzo, feldspati alcalini, plagioclasi, feldspatoidi femici olivina, ortopirosseni, clinopiroseni, anfiboli, biotite vetro accessori diffusi specifici magnetite, ilmenite, apatite, zircone, monazite cromite, spinelli, tormalina, titanite, xenotimo, fluorite, perovskite, epidoti (allanite), scapolite, granati, cordierite, andalusite, sillimanite, corindone secondari miche bianche (sericite), minerali argillosi, analcime, carbonati (calcite etc), ematite, limonite, clorite, pertiti, microclino, rutilo, titanite, zeoliti 2

3 Forsterite soluzione solida completa Olivina Fayalite Mg 2 SiO 4 Fe 2 SiO 4 cristallizza nel sistema Ortorombico liquido temperatura liquido + solido solido (altofondente) Mg 2 SiO 4 Fe 2 SiO 4 (bassofondente) le caratteristiche ottiche variano con la composizione Olivina Riconoscimento macroscopico colore verde oliva, giallo-verde, talvolta marrone sfaldatura non visibile, fratture usualmente presenti riflesso traslucido-trasparente su superfici fresche vetrificato-porcellanaceo su superfici alterate abito cristalli piuttosto arrotondati, talvolta equidimensionali tabulari durezza densità

4 Olivina Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli - FORMA β γ α sez. 001 sez. 100 sez. 010 da Tröger, 1952 Rocce vulcaniche sezioni a 8 o 6 o 4 lati embayment (anse): reazione col liquido forme scheletriche (rapido raffreddamento: rocce vetrose, assimilazione, etc.) aggregati (glomerofiri) in rocce basiche Rocce intrusive e metamorfiche masse granulari da Phillips & Griffen, 1981 Olivina Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli Forsterite Fayalite Colore incolore giallo-verde pallido Indice di Rifrazione da Phillips & Griffen, 1981 Sfaldature {010} {100} debole {010} fratture evidenti 4

5 Olivina Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Forsterite Fayalite Birifrangenza alta molto alta colori brillanti, più alti dei pirosseni Estinzione retta il segno dell allungamento su sez. allungate // c può essere + o - in quanto c // b Geminazioni rara rarissima Olivina Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza Figura di interferenza BIASSICA, 2V Forsterite Fayalite Segno Ottico + - da Phillips & Griffen, 1981 la dispersione dei valori degli indici di rifrazione al variare della lunghezza dʼonda causa la dispersione (simmetrica) degli assi ottici, per cui non esistono sezioni ortogonali ad un asse ottico per tutte le lunghezze dʼonda, cioè non esistono sezioni sempre perfettamente estinte da Phillips & Griffen,

6 Olivina inclusioni spinelli cromiferi zonatura composizionale non varia lʼangolo di estinzione varia la birifrangenza e, se è cospicua, anche il colore bordi di reazione formazione di un bordo di ortopirosseno (generalmente bronzite) per reazione con liquido ricco in silice tessiture interne kink bands per deformazione meccanica forme scheletriche per rapida crescita embayed (con anse) per reazione col liquido Olivina Osservazioni al microscopio - Note 6

7 Olivina Osservazioni al microscopio - Alterazione lʼolivina è il minerale fondamentale più soggetto alla alterazione secondaria (weathering), fino a scomparire del tutto, lasciando il posto a delle pseudomorfosi, generalmente composte da aggregati complessi di minerali a grana fine non distinguibili al microscopio è quindi fondamentale saper riconoscere lʼolivina dalla sua FORMA originale Olivina Osservazioni al microscopio - Alterazione serpentino Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 aggregati di fibre verde molto pallido, praticamente incolore, a bassa birifrangenza, consistenti di polimorfi del serpentino (principalmente lizardite, crisotilo e antigorite) insieme a talco, magnesite e piccoli granuli di magnetite durante lʼalterazione idrotermale di bassa temperatura e il metamorfismo di grado molto basso si formano i polimorfi lizardite e crisotilo secondo la reazione olivina+acqua=serpentino+magnetite; lizardite e/o crisotilo nucleano lungo le fratture con fibre che crescono ortogonalmente alla superficie di frattura; alla fine lʼolivina può essere sostituita da un reticolato regolare a setaccio (mesh structure) nella facies scisti verdi inferiore lizardite e crisotilo vengono sostituiti da antigorite la sepentinizzazione comporta aumento di contenuto di acqua e di volume, con formazione di fratture adiali intorno ai cristalli di olivina e diminuzione di densità della roccia è una alterazione tipica delle rocce ultrafemiche, intrusive e metamorfiche 7

8 Olivina Osservazioni al microscopio - Alterazione iddingsite alterazione di alta temperatura (Fe 2+ --> Fe 3+ ) mistura a grana finissima di goethite + ematite + smectite + clorite (clorofaeite è simile) colore ruggine fino a bruno procede dai bordi o dalle fratture verso il nucleo; talvolta si ritrova invece soltanto nelle parti interne del cristallo: in questo caso è possibile interpretarla come una alterazione primaria, avvenuta durante la cristallizzazione per variazione delle condizioni di fugacità di ossigeno è una alterazione tipica delle rocce vulcaniche e subvulcaniche (ipoabissali) bowlingite alterazione idrotermale, condizioni meno ossidanti di quelle di formazione della iddingsite mistura a grana finissima di smectite (montmorillonite) + clorite + serpentino ± talco ± periclasio ± miche ± goethite ± fasi della silice colore verdastro carbonati talvolta lʼolivina si ritrova completamente sostituita da aggregati di calcite Olivina DOVE e COME rocce vulcaniche basalti (Fo ) : incompatibile con quarzo trachiti e rioliti alcaline (Fa) : compatibile con quarzo rocce intrusive gabbri (Fo ) sieniti e graniti a feldspati alcalini (Fa) rocce ultrafemiche (Fo 88 ) rocce metamorfiche marmi impuri (Fo 100 ) 8

9 Olivina caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Forma caratteristica Alto rilievo Incolore (forsterite), verde (fayalite) No sfaldature (forsterite), sfaldature sottili (fayalite) Nicol incrociati Alta birifrangenza Estinzione retta No geminazioni Figura di interferenza 2V= 90 per Fo 85 Pirosseni X Y Z 2 O 6 - M2 M1 T 2 O 6 X M2 Na + 8 Ca 2+ Y M1 Mg Fe Fe 3+ Ti 4+ 6 Z T 6 Al Si 4+ 4 se nella cavità X (M2) ci sono soltanto Mg e/o Fe, la struttura è rombica se nella cavità X (M2) ci sono (anche) Ca e/o Na, la struttura è monoclina 9

10 Pirosseni Pirosseni "quadrilateri" (senza Na) Diopside CaMgSi 2 O 6 fassaite salite CaFeSi 2 O 6 Hedembergite diopside hedembergite augite pigeonite enstatite ferrosilite Enstatite Mg 2 Si 2 O 6 da I.M.A. (1988) Fe 2 Si 2 O 6 Ferrosilite Pirosseni "non quadrilateri" (sodici) egirina Na + Fe 3+ Si 2 O 6 giadeite Na + Al 3+ Si 2 O 6 Pirosseni Riconoscimento macroscopico colore nero, verde scuro, talvolta marrone verde giallastro per lʼegirina (in trachiti, rioliti, sieniti, graniti peralcalini) sfaldatura due sistemi buoni che si incrociano a circa 90 su sezioni basali un sistema buono parallelo su sezioni (hk0) riflesso traslucido su superfici fresche smorzato su superfici alterate abito cristalli prismatici a 4 o 8 facce a tendeza aciculare lʼegirina durezza 6 densità

11 Pirosseni Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli - FORMA γ ortopirosseno γ cpx - augite α β cpx egirina β α da Phillips & Griffen, 1981 ORTOpirosseni Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli Enstatite Iperstene Ferrosilite Colore incolore pleocroico verde-rosa pallido verde polar polar analizz analizz Indice di Rifrazione Sfaldature {110} {110} evidenti, angoli a 87 e 93 in sezione basale sfaldature parallele in sezione (hk0) 11

12 ORTOPirosseni Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Enstatite Ferrosilite Birifrangenza molto bassa! bassa colori di birafrangenza sempre molto bassi, max giallo del primo ordine, aiuta la distinzione dai clinopirosseni Estinzione retta allungamento positivo su sez. allungate // c in quanto c // γ Geminazioni rara normale su {101} ORTOPirosseni Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza Figura di interferenza BIASSICA Segno Ottico P.A.O.= (010) figura di interferenza su sezioni (h0l) sezioni basali mostrano figura di interferenza simmetrica 12

13 CLINOpirosseni Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli diopside augite Ti-augite salite egirina pigeonite Colore incolore verde pleocr. pleocr. pleocr. incolore pallido bruno verde verde violetto marciobruno erba Indice Rifraz Sfaldature {110} {110} evidenti, angoli a 87 e 93 in sezione basale sfaldature parallele in sezione (hk0) CLINOPirosseni Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati diopside augite Ti-augite salite egirina pigeonite Birifrangenza Estinzione (c γ) 38 (-48) > c γ si determina su sezioni (010) le sezioni (010) hanno: max birifrangenza (contengono α e γ) figura di intergerenza flash angolo tra sfaldature e base = 116 Geminazioni {100} {001} {100} {001} {100} {001} {100} {100} 13

14 Figura interf. BIASSICA, 2V Segno Ottico CLINOPirosseni Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza diopside augite Ti-augite salite egirina P.A.O. = (010), a parte le pigeoniti povere in Ca figura di interferenza su sezioni (h0l) sezioni basali mostrano figura di interferenza asimmetrica pigeonite ~ 60 ~ ~ < 30 separazione isogire modesta Pirosseni Osservazioni al microscopio - Note raro c aug >c pig c aug =c pig c aug <c pig ~ // (100) ~ // (001) pirosseno ricco in Ca cpx (augite) a aug >a pig a aug =a pig a aug <a pig // (100) // (100) smescolamenti esiste per i pirosseni un solvus a bassa temperatura quindi nei pirosseni delle rocce intrusive a grana grossa, cioè raffreddati molto lentamente (detti di bassa temperatura perché a causa del LENTO raffreddamento possono acquisire strutture più ordinate) si possono sviluppare smescolamenti analoghi alle pertiti dei feldspati alcalini raro cpx (pigeonite) opx pirosseno povero in Ca 14

15 Pirosseni Osservazioni al microscopio - Note bordi di reazione formazione di un bordo di clinopirosseno su ortopirosseno per reazione con liquido ricco in silice; è molto ben riconoscibile in quanto si presenta come un bordo ad alta birifrangenza su un cristallo a bassa birifrangenza nelle rocce intrusive si possono trovare cristalli di augite bordati di orneblenda, formatasi negli stadi finali della cristallizzazione Pirosseni Osservazioni al microscopio - Alterazione bastite sepentino può risultare dalla alterazione di ortopirosseni ricchi in Mg, ed è detto bastite uralite anfibolo verde pallido, fibroso clorite e altri meno frequenti 15

16 Pirosseni DOVE e COME rocce vulcaniche diopside o augite (spesso subcalcica) nei basalti augite nelle rocce intermedie pigeonite in rocce vulcaniche o subvulcaniche come andesiti e andesiti basaltiche ad affinità tholeiitica augite ricca in Al, Fe 3+, Ti, Ca, Na o titanaugite in rocce mafiche alcaline egirinaugite o egirina in trachiti-rioliti-sieniti-graniti peralcalini rocce intrusive augite nei gabbri titanaugite in rocce femiche alcaline rocce ultrafemiche augite tipo diallagio rocce metamorfiche rocce di grado metamorfico elevato ORTOpirosseni caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Sezioni di prisma relativamente tozzo Nicol incrociati Opx bassa birifrangenza (max giallo) Estinzione retta Cpx Birifrangenza medio-alta (rosso-blu) Angolo di estinzione alto (da misurare sulle sezione con la brifrangenza più alta) Figura di interferenza biassici 16

17 CLINOpirosseni caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Sezioni di prisma relativamente tozzo Leggero pleocroismo verde-rosa per iperstene (e enstatite) Nicol incrociati bassa birifrangenza (max giallo) Estinzione retta Figura di interferenza biassici Anfiboli W 0-1 X 2 Y 5 Z 8 O 22 (OH,F, Cl) 2 W X Y Z elementi Na Na, Ca Mg,Fe 2+,Fe 3+, Si,Al Mg, Fe 2+ Al, Ti anfiboli Fe-Mg Mg,Fe anfiboli calcici (Na) Ca,(Na) anfiboli sodici (Na) Na Antofillite Mg Mg Si Cumm-Grunerite Mg Fe Mg Fe Si Tremol. Actinolite Ca Mg Fe Si Orneblenda Na 0-1 Ca,Na Mg,Fe 2+,Fe 3+,Al,Ti Si,Al Riebeckite Na Fe 3 Al 2 Si Kaersutite Na, K Ca (Mg,Fe 2+ ) 4 Ti Si 6 Al 2 Arfveds.-Eckerm. Na Na, Ca Mg,Fe 2+,Fe 3+ Si,Al 17

18 Anfiboli Riconoscimento macroscopico colore nero, verde marrone, verde scuro blu scuro per la riebeckite (in trachiti, rioliti, sieniti, graniti peralcalini) sfaldatura due sistemi buoni che si incrociano a circa 120 su sezioni (hk0) un sistema buono parallelo su sezioni basali riflesso traslucido su superfici fresche smorzato su superfici alterate abito cristalli prismatici allungati (più allungati dei pirosseni) a 6 facce sezioni basali (con due sfaldature) a losanga a tendenza aciculare la riebeckite durezza 5-6 densità Anfiboli Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli - FORMA γ orneblenda β α da Phillips & Griffen,

19 Anfiboli Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli tremolite actinolite orneblenda orneblenda basaltica kaersutite riebeckite arfvedsonite Colore debolmente pleocroico incoloreverde pallido pleocroico verdebruno pleocroico giallobruno pleocroico rugginebruno pleocroico bluverdebruno Indice Rifraz Sfaldature {110} {110} evidenti, angoli a 56 e 124 in sezione basale sfaldature parallele in sezione (hk0) tremolite actinolite Birifrangenza Anfiboli Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati orneblenda orneblenda basaltica kaersutite riebeckite arfvedsonite Estinzione (c γ) c γ si determina su sezioni (010) le sezioni (010) hanno: max birifrangenza (contengono α e γ) figura di intergerenza flash angolo tra sfaldature e base 105 da Phillips & Griffen, 1981 Geminazioni {100} poco frequente, talvolta polisintetica 19

20 Anfiboli Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza tremolite actinolite orneblenda orneblenda basaltica kaersutite riebeckite arfvedsonite Figura interf. BIASSICA, 2V + da Phillips & Griffen, 1981 Segno Ottico sempre negativo P.A.O.= (010) figura di interferenza su sezioni (h0l) sezioni basali mostrano figura di interferenza simmetrica Anfiboli Osservazioni al microscopio - Note bordi opacitici nei fenocristalli delle rocce vulcaniche, a causa del break-down dei volatili in fase eruttiva possibilità di ricoostruire i tempi di risalita: implicazioni su rischio vulcanico 20

21 Anfiboli DOVE e COME rocce vulcaniche quasi esclusivamente come fenocristalli (orneblenda basaltica, con bordi opacitici) rocce intrusive comune orneblenda in rocce basiche e intermedie rocce ultrafemiche cumuliti (orneblenditi) rocce metamorfiche costituente fondamentale delgliscisti verdi (protolite basico, basso grado) costituente fondamentale delle anfiboliti (protolite basico, medio grado) glaucofane (scisti blu, alta pressione/bassa temperatura) anfiboli caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Nicol incrociati Figura di interferenza 21

22 Biotite annite K 2 Fe 6 [Si 6 Al 2 O 20 ](OH) 4 siderofillite K 2 Fe 5 Al[Si 5 Al 3 O 20 ](OH) 4 BIOTITE 1/3 FLOGOPITE K 2 Mg 6 [Si 6 Al 2 O 20 ](OH) 4 flogopite K 2 Mg 5 Al[Si 5 Al 3 O 20 ](OH) 4 eastonite Biotite Riconoscimento macroscopico colore nero, marrone scuro, meno frequentemente verde scuro sfaldatura un sistema basale perfetto si sfoglia in laminette flessibili riflesso fortemente riflettente abito cristalli a forma di prisma molto tozzo, tabulare, a 6 lati durezza densità

23 Biotite Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli - FORMA α γ β da Phillips & Griffen, 1981 Biotite Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli Colore forte pleocroismo diretto marrone verde ruggine assorbimento forte // {001} debole {001} T Indice di Rifrazione Sfaldature {001} basali perfette 23

24 Biotite Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Birifrangenza molto alta Estinzione retta Geminazioni rara Biotite Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza Figura di interferenza pseudouniassica su sezioni basali Segno Ottico negativo 24

25 Biotite Osservazioni al microscopio - Note inclusioni zircone con aureole metamittiche (pleocroiche) di estensione proporzionale allʼetà e al contenuto in elementi radioattivi nello zircone bordi bordi opacitici nei fenocristalli delle rocce vulcaniche, acausa del break-down dei volatili in fase eruttiva Biotite Osservazioni al microscopio - Alterazione relativamente resistente alla alterazione trasformazione in minerali argillosi lʼalterazione idrotermale produce inizialmente biotite verdastra e, negli stadi più avanzati, clorite, con magnetite e rutilo o leucoxene come sottoprodotti 25

26 Biotite DOVE e COME rocce vulcaniche quasi esclusivamente in fenocristalli nelle rocce ricche in K (importante nella Provincia Magmatica Toscana) rocce intrusive femico più comune nelle rocce intermedie e qusi lʼunico nelle acide rocce ultrafemiche rara rocce metamorfiche estremamente comune da protoliti pelitici biotite caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Pleocroismo marrone-quasi incolore Max assorbimento con sfaldature parallele al polarizzatore Sezioni basali equidimensionali (esagonali) marroni, non pleocroiche Nicol incrociati Colori di interferenza mascherati dai colori di asorbimento Estinzione mai perfetta Figura di interferenza Su sezioni basali Isocromatiche ben visibili 2V molto piccolo 26

27 i vetri naturali si formano in condizioni geologiche anche molto diverse tra loro, ma in pratica derivano quasi esclusivamente dal congelamento strutturale di fusi silicatici durante le eruzioni vulcaniche SiO 2 varia tra 40 e > 77 wt% tipi di vetro naturale ossidiana vetro nero, massivo con lucentezza vetrosa, brillante e frattura concoide composizione riolitica acqua < 0.50 wt% perlite vetro grigio-marrone chiaro, molto fragile con fratturazione sferica composizione riolitica acqua 2-5 wt% pomice schiuma di vetro cellulare, altamente vescicolata, bianco, grigio, etc. composizione riolitica acqua 2-4 wt% pitchstone vetro massivo scuro con lucentezza resinosa-picea e frattura concoide composizione riolitica o trachitica acqua 5-11 wt% vitrofiro vetro tipo ossidiana o pitchstone porfirico con fenocristalli (porfirico) tachilite termine generale per indicare una sostanza amorfa solidificata dal magma troppo velocemente per cristallizzare talvolta usato come sinonimo di sideromelano sideromelano vetro basaltico scuro (nero, verde o marrone) per lʼalto contenuto in cristalliti nella pasta di fondo di basalti o come guscio di pillow lava SiO wt% acqua 0-5 wt% ialoclastite deposito costituito da piccole schegge angolari di vetro formatisi in seguito al flusso di magma in acqua o ghiaccio o sedimenti saturi dʼacqua palagonite tachilite alterata, marrone, arancione, gialla materiale interstiziale o in amigdale in pillow lavas da Palagonia, Sicilia (1845) 27

28 Vetro Osservazioni al microscopio - FORMA interstiziale nelle paste di fondo (zone triangolari) frammenti-schegge nelle ialoclastiti pareti di vescicole sferiche o tubiformi frammenti a forma di C e di Y nei tufi (deformati nei tufi saldati) Vetro Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli Colore vetro acido: generalmente incolore, talvolta grigio pallido o giallomarrone chiaro; eventualmente presenti sciami di microliti-cristalliti in vortici vetro basico: giallo-marrone o marrone scuro, talvolta quasi opaco Indice di Rifrazione da Phillips & Griffen, 1981 basalto riolite 28

29 Vetro Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Birifrangenza isotropo Estinzione sempre estinto devetrificazione praticamente tutti vetri più vecchi del Mesozoico sono devetrificati Vetro Osservazioni al microscopio - Alterazione prodotti di devetrificazione/alterazione sferuliti aggregati fibroso-raggiati di quarzo e feldspati; stadio precoce di devetrificazione di vetri acidi tessitura petroselciosa aggregato micro- o criptocristallino uniforme di quarzo e feldspati; stadio evoluto di devetrificazione di vetri acidi palagonite mineraloide isotropo di colore giallo-arancio e aspetto sabbioso e indice di rifrazione < balsamo derivante dalla devetrificazione di vetro basaltico bentonite minerali argillosi (montmorillonite) derivanti da tufi vetrosi per perdita di alcali e idratazione silicizzazione 29

30 Vetro DOVE e COME rocce vulcaniche rocce acide: ossidiane, pomici, vitrofiri, glass shards rocce basiche: scorie, sideromelano interstiziale, scorza di pillows, ialoclastiti rocce subvulcaniche sideromelano interstiziale, raro e inusuale ma non impossibile rocce ultrafemiche rare vene di fusione nelle rocce negli xenoliti trovati nelle lave rocce metamorfiche buchite: cornubianite vetrificata; si origina per fusione dovuta a metamorfismo di contatto di alto grado su sedimenti argillosi pseudotachiliti: vetro macroscopicamente nero contenente frammenti di cristalli; si origina per fusione per calore di frizione su faglie e solidificazione immediata; spessore di pochi cm su estensioni anche notevoli vetro caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Nicol incrociati Figura di interferenza 30

31 Le fasi della Silice Fasi della silice (SiO 2 ) stabili a varie condizioni P-T: Temperatura P bassa cristobalite β tridimite β quarzo β quarzo α crist. α trid α cubica esagonale esagonale trigonale tetrag. monocl. P media quarzo β quarzo α esagonale trigonale P alta quarzo β quarzo α esagonale trigonale P altissima P ultra-alta coesite monoclina stishovite tetragonale Quarzo Riconoscimento macroscopico colore trasparente-incolore (apparentemente grigio pallido se circondato da minerali relativamente scuri) varietà ametista (fortemente deformato?), affumicato sfaldatura no sfaldature, fratture irregolari o curvilinee riflesso vitreo, brillante abito presenza di rare piramidi trigonali in rocce vulcaniche o subvulcaniche, anedrale fino a interstiziale nelle intrusive durezza 7 (riga lʼacciaio) densità 2.65 (quarzo α) 31

32 Quarzo Osservazioni al microscopio - FORMA quarzo-α quarzo-β tridimite-α γ da Phillips & Griffen, 1981 da Phillips & Griffen, 1981 α β da Phillips & Griffen, 1981 Quarzo α Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli Colore incolore Indice di Rifrazione Sfaldature no 32

33 Quarzo Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Birifrangenza bianco primo ordine, tipico dei minerali sialici Estinzione retta, allungamento positivo difficile da vedere perché il quarzo è raramente euedrale Geminazioni quasi sempre presente (Delfinato) ma non visibile in quanto si tratta di un geminato parallelo con asse di geminazione = c Quarzo Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza Figura di interferenza uniassica su sezioni estinte o quasi isogire piuttosto ampie su campo bianco, senza isocromatiche può essere biassico (2V ) nei cristalli a estinzione fortemente ondulata o nel quarzo ametista o affumicato Segno Ottico positivo 33

34 Quarzo Osservazioni al microscopio - Note estinzione orientazione cristallografica nelle rocce metamorfiche e in alcune rocce intrusive non è la stessa per tutto il cristallo, in seguito a processi deformativi anche di mkodesta entità: questo dà luogo al fenomeno della estinzione ondulata quando la deformazione è più spinta i grandi cristalli di quarzo possono addirittura scomporsi in sottocristalli più piccoli, con limiti suturati: è questo il fenomeno della formazione di limiti subgranulari (subgrain boundaries) distinzione dagli altri sialici: i feldspati alcalini hanno sfaldature, geminazioni, e sono quasi sempre almeno un poʼ alterati la cordierite è biassica, frequentemente geminata polisintetica a settori e si altera facilmente la nefelina è uniassica negativa e ha indice di rifrazione più basso Quarzo Osservazioni al microscopio - Alterazione è uno dei minerali più stabili in condizioni superficiali, il più stabile dei minerali fondamentali delle rocce si trova quindi praticamente sempre perfettamente fresco 34

35 Quarzo DOVE e COME rocce vulcaniche fenocristalli: tipico (spesso embayed) nelle rioliti, scarso nelle daciti; talvolta pseudomorfi su tridimite e cristobalite pasta di fondo: rioliti, daciti, andesiti, quarzo-trachiti xenocristalli con bordo di reazione (vetro + pirosseno) in lave basiche rocce intrusive abbondante nelle rocce granitoidi (>20 vol% su totale sialici) scarso in sieniti, monzoniti e dioriti sovrassature rocce metamorfiche frequente in moltissime rocce di ogni grado metamorfico coesite come corona di reazione su quarzo in rocce che hanno subito metamorfismo di altissima Pressione in zone di subduzione quarzo caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Incolore, limpido Nicol incrociati Figura di interferenza 35

36 Felspatoidi (Foidi) nefelina NaAlSiO 4 leucite KAlSi 2 O 6 gruppo della sodalite sodalite 6(NaAlSiO 4 )(NaCl) 2 noseana 6(NaAlSiO 4 )(Na2SO 4 ) haüyna 6(NaAlSiO 4 )(Na 2 SO 4,CaSO 4 ) 1 2 cancrinite 6(NaAlSiO 4 )(Ca,Na)(CO 3,SO 4,Cl) H 2 O analcime NaAlSi 2 O 6. H 2 O Felspatoidi (Foidi) Riconoscimento macroscopico colore leucite bianca haüyna blu inchiostro sfaldatura no riflesso non visibili abito leucite ottagonale - tondeggiante durezza nefelina: leucite: densità nefelina: leucite:

37 Felspatoidi (Foidi) Osservazioni al microscopio - FORMA nefelina leucite da Phillips & Griffen, 1981 sodalite cubica esagonale prisma esagonale tozzo: sezioni basali esagonali sezioni prismatiche quasi quadrate tetragonale pseudocubica trapezoedro: sezioni ottagonali quasi circolari Felspatoidi (Foidi) Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli nefelina leucite sodalite noseana haüyna Colore incolore incolore incolore incolore bluastro torbido per alteraz. (grigio-bluastro grigio-bluastro pallido) No inclusioni pallido inclusioni I.R < quarzo < quarzo < leucite < leucite < leucite > leucite < nefelina > fluorite > fluorite > fluorite Sfaldature generalmente assenti 37

38 Felspatoidi (Foidi) Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati nefelina leucite sodalite noseana haüyna Birifr isotropo isotropo isotropo molto debole praticam. isotropa Estinz. retta praticamente estinta estinta estinta allung. negativo sempre difficile! estinta Geminaz. generalmente lamelle praticamente praticamente praticamente assenti polisintetiche assenti assenti assenti 3 set a 60 leggere differenze di birifrangenza (inserire lamina!) Felspatoidi (Foidi) Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza nefelina leucite sodalite noseana haüyna Figura Interf. uniassica nessuna NO NO NO croce sfumata in campo bianco-grigio figura Segno ottico negativo 38

39 Felspatoidi (Foidi) DOVE e COME tipici delle rocce sottosature in SiO 2 haüyna (M. Vulture) leucite (M. Vulsini) feldspatoidi caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Nicol incrociati Figura di interferenza 39

40 Feldspati serie alta T serie media T serie bassa T da Phillips & Griffen, 1981 Feldspati alcalini Riconoscimento macroscopico colore rocce vulcaniche: ialino se fresco, bianco se non fresco rocce intrusive: ialino (apparentemente grigio) se freschissimo, generalmente bianco, spesso rosa arancio o rosso, talvolta beige o marrone nelle sieniti sfaldatura due sistemi a 90, non perfettamente visibili riflesso generalmente poco riflettente, vetroso quando ialino abito cristalli tabulari; la difersa orientazione delle superfici di sfaldatura lucide può evidenziare geminati semplici (due gemelli Karlsbad); gli smescolamenti pertitici possono essere visibili con la lente o in casi rari, a occhio nudo durezza 6 (riga il martello con difficoltà) densità

41 γ β β Feldspati alcalini : Sanidino -Anortoclasio Osservazioni al microscopio - FORMA da Phillips & Griffen (1981) γ α β sanidino di alta T α sanidino di bassa T β α γ anortoclasio α γ Feldspati alcalini : Ortoclasio e Microclino Osservazioni al microscopio - FORMA β ortoclasio β da Phillips & Griffen (1981) γ γ α α β microclino γ γ β α α da Phillips & Griffen (1981) 41

42 Colore Feldspati alcalini Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli incolore Indice di Rifrazione basso < quarzo sanidin o da Phillips & Griffen (1981) microclino da Phillips & Griffen (1981) ortoclasio da Phillips & Griffen (1981) Sfaldature {001} perfetta, {010} distinta Feldspati alcalini di Alta Temperatura Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Birifrangenza termini potassici grigio 1 ord. < quarzo termini sodici grigio chiaro 1 ord. < quarzo Estinzione Geminazioni sezioni (h0l) sezioni (010) SANIDINO AT α, γ (010) = 0 allungamento = f (orientazione) v SANIDINO BT α (010) = 0 allungamento negativo v ANORTOCLASIO α (010) = 0 allungamento negativo v SANIDINO AT α (001) = 6 (allungamento negativo) v SANIDINO AT α (001) = 5 (allungamento negativo) v ANORTOCLASIO α (001) <10 (allungamento negativo) v nome tipo asse piano note geminaz unione Karlsbad parallelo [001] (010) piano di unione parallelo allungamento Albite-Periclino complesso tipico di anortoclasio molto sottili 42

43 sanidino Feldspati alcalini di Bassa Temperatura Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Birifrangenza termini potassici grigio (chiaro) 1 ord. < quarzo termini sodici grigio-bianco 1 ord. comunque < quarzo Estinzione Geminazioni sezioni (h0l) sezioni (010) ORTOCLASIO α (010) = 0 MICROCLINO α (010) = 15 ALBITE B.T. α (010) v. plagioclasi ORTOCLASIO α (001) = 6-14 MICROCLINO α (001) = 20 v v v v v ALBITE B.T. α (001) v. plagioclasi nome tipo asse piano note geminaz unione v Karlsbad parallelo [001] (010) ben visibile su sez. (h0l) Albite-Periclino doppio polisintetica, lamelle (diffuse) a 90, griglia tipica del Microclino 43

44 microclino Feldspati alcalini Osservazioni al microscopio - Figura di interferenza e segno ottico da Phillips & Griffen (1981) P.A.O. P.A.O. // (010) P.A.O. (010) T sanidino B.T. PAO (010) T sanidino A.T. PAO // (010) negativo sanidino anortoclasio PAO (010) T da Phillips & Griffen (1981) ortoclasio da Phillips & Griffen (1981) microclino 44

45 Feldspati alcalini Osservazioni al microscopio - Note pertiti - antipertiti la parte sodica ha indice di rifrazione maggiore della porzione potassica Feldspati alcalini Osservazioni al microscopio - Alterazione spesso lʼortoclasio (e i feldspati alcalini in generale) appare marronetorbido a causa di caolino secondario finemente disperso sericite (mica bianca a grana molto fine), illite, caolino (famiglia di minerali argillosi) si possono formare sia per alterazione idrotermale sia per semplice alterazione atmosferica 45

46 Feldspati alcalini DOVE e COME rocce vulcaniche sanidino: tipici fenocristalli delle trachiti e fonoliti, cristalli aciculari nelle sferuliti di devetrificazione (che per questo mostrano estinzione a croce) anortoclasio: trachiti sodiche rocce intrusive ortoclasio: è il feldspato potassico tipico delle sieniti dove la composizione più frequente è Or 50 -Or 20 ; è più comune del microclino nelle rocce intrusive più recenti; è comunemente pertitico, con dimensione delle isole pertitiche grossolanamente proporzionale alle dimensioni della intrusione (pertiti nei grandi batoliti, micropertiti nelle piccole intrusioni, criptopertiti nelle intrusioni ipoabissali) microclino: si trova in molte rocce granitoidi, dove la composizione più frequente è Or 70 ; è più comune dellʼortoclasio nelle rocce precambriane; è il feldspato potassico delle pegmatiti rocce metamorfiche microclino: è il feldspato potassico delle rocce pelitiche di alto grado metamorfico; è il comune costituente degli ocelli negli gneiss occhiadini ortoclasio: molto raro, in granuliti e gneiss di alto grado sanidino: rarissimo, nella facies sanidinitica del più alto grado del metamorfismo di contatto (buchiti) Feldspati alcalini caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Nicol incrociati Figura di interferenza 46

47 Plagioclasi i plagioclasi sono triclini pseudomonoclini serie alta T serie bassa T Plagioclasi osservazioni macroscopiche colore generalmente bianco, talvolta verde chiaro, raramente rosa o nero (v. labradorite) sfaldatura due sistemi a 90, visibili ma non buoni come px e anfiboli riflesso smorzato abito cristalli a forma di assicella; il riflesso su superfici di sfaldatura diversamente orientate può evidenziare geminati polisintetici (visibili con la lente) durezza densità

48 Plagioclasi Osservazioni al microscopio - FORMA β β γ γ α γ α β α Plagioclasi Osservazioni al microscopio - FORMA (001) (001) (110) (110) (010) sezione // (010) (010) sezione [010] le sfaldature formano un angolo di 86.5 le sfaldature (e le facce) formano un angolo di 116, angolo β dei plag. 48

49 Colore Plagioclasi Osservazioni al microscopio - Nicols paralleli incolore Indice di Rifrazione > K-feldspato > quarzo (An > 40) < quarzo (An<40) > balsamo (An > 15) < balsamo (An<15) da Phillips & Griffen, 1981 quarzo balsamo γ ortoclasio Sfaldature {001} perfetta {010} distinta {100} scarsa (001) (100) = 116 visibile su sezioni (010) (001) (010) = 86.5 visibile su sezioni [100] Plagioclasi Osservazioni al microscopio - Nicols incrociati Birifrangenza Estinzione albite oligoclasio anortite bianco grigio chiaro giallino determinazione composizione dei plagioclasi αʼ (010) zona (010) αʼ (001) zona // (010) Geminazioni (più comuni) nome tipo asse piano note geminaz unione Albite normale (010) (010) polisintetica, lamelle uguale illumin. a 0 e 45 Karlsbad parallelo [001] (hk0) ben visibile su sez. (h0l) (010) Albite-Karlsbad complesso [001] (010) molto comune 49

50 Plagioclasi Determinazione della composizione La composizione di un plagioclasio è determinabile tramite strumentazioni microanalitiche (SEM-EDS, EPMA-WDS, etc) Una stima piuttosto precisa del contenuto % di molecola anortitica (su una miscela ideale Albite-Anortite, senza Ortose) si può effettuare anche al microscopio da petrografia La determinazione ottica della composizione dei plagioclasi si basa su: stato termico del plagioclasio si deduce dalla osservazione della tessitura della roccia Alta Temperatura (AT) plagioclasi delle rocce vulcaniche plagioclasi delle rocce subvulcaniche a grana più fine plagioclasi detritici da rocce AT nelle rocce sedimentarie Bassa Temperatura (BT) plagioclasi delle rocce intrusive plagioclasi delle rocce subvulcaniche a grana più grossa plagioclasi delle rocce metamorfiche plagioclasi autigeni o detritici da rocce di BT nelle rocce sedimentarie orientazione della indicatrice ottica possibile soltanto per alcune sezioni a orientazione determinabile indice di rifrazione angolo assi ottici (più utile è il segno ottico) Plagioclasi Determinazione della composizione sezione zona simmetrica (010) // (010) // a metodo angolo max (Michel-Lévy) Albite- Karlsbad sez [100] sez // (010) microliti forma (euedrale) rettangolare rettangolare rettangolare rombo 116 allungata sfaldature (010) (010) (001) (010)=86.5 (001) (100)=116 geminazioni Albite Albite+Karlsbad (Albite) NO Albite! estinzione angolo estinzione simmetrica αʼ (010) max simmetrica (in ognuno dei due individui Karlsbad) αʼ (010) 2 angoli (medi) simmetrica αʼ (010) >0 (α in ang acuto) <0 (α in ang ottuso) αʼ (001) >0 (α in ang ottuso) <0 (α in ang acuto) diagramma diagramma diagramma diagramma diagramma limiti tutti stessa composiz molti cristalli/misure An < 70 >0 vs <0 (AT) 50

51 Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo angolo max di estinzione in zona simmetrica Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo angolo max di estinzione in zona simmetrica sezione [100] sezione // [100] alta Temperatura Angolo max estinzione zona simmetrica in pasta di fondo di roccia vulcanica. Angolo max misurato: composizione An Ab An 51

52 Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo angolo max di estinzione in zona simmetrica Angolo max estinzione zona simmetrica in pasta di fondo di roccia vulcanica. Angolo max misurato: αʼ (010) composizione An Ab An bassa temperatura alta temperatura Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo Albite - Karlsbad T 25 individuo Karlsbad dx posizione zero 36 individuo Karlsbad sx 52

53 Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo Albite - Karlsbad bassa Temperatura Albite-Karlsbad in roccia plutonica angoli medi determinati: angolo minore: 25 angolo maggiore: sezione [100] composizione An sezione // [100] Ab An Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo sezione [100] 53

54 Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo sezione [100] alta Temperatura sezione normale [100] in fenocristallo di roccia vulcanica. Angolo misurato: sezione [100] composizione An sezione // [100] Ab An Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo sezione // (010) (001) (100) sfaldature (001) buone sfaldature (100) scarse posizione di uguale illuminazione : stessa birifrangenza su tutto il cristallo zonatura molto vistosa zonatura molto vistosa sfaldature (001) in posizione N-S estinzione di una zona prescelta: rotazione di 6 indice in angolo ottuso verifica indice: rotazione 45 dalla posizione di estinzione verifica indice: inserimento lamina i colori scendono indice = α α in angolo ottuso = angolo di estinzione = +6 54

55 Vai a: Determinazione plagioclasi sezione // (010) in fenocristallo di roccia vulcanica (curva per Alta temperatura) Angolo misurato: + 6 Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo sezione // (010) Composizione: An αʼ (010) Ab An bassa temperatura alta temperatura Vai a: Determinazione plagioclasi Plagioclasi - Determinazione della composizione metodo microliti 70 indice di rifrazione balsamo quarzo 60 angolo di estinzione) Ab An 55

56 Plagioclasi figura di interferenza 2V sempre molto alto, non fornisce informazioni rilevanti + Segno Ottico molti cambi di segno: utile! le composizioni determinate tramite la misura dell angolo di estinzione devono essere compatibili con il segno ottico! Plagioclasi Osservazioni al microscopio - Note controllare lʼomogeneità composizionale dei plagioclasi su tutta la roccia controllare e descrivere le zonature determinare le differenze composizionali tra fenocristalli e pasta di fondo ZONATURA composizionale continua discontinua oscillante componente altofondente An% An% nucleo bordo nucleo bordo nucleo bordo diretta componente bassofondente componente altofondente inversa componente bassofondente 56

57 Plagioclasi Osservazioni al microscopio - Alterazione il tipo di alterazione più comune è costituita dalla formazione di sericite (mica bianca a grana molto fine) per processi di alterazione idrotermale; calcite caolino (famiglia di minerali argillosi) possono formarsi per semplice in condizioni superficiali; zeoliti possono formarsi dai microliti della pasta di fondo di rocce vulcaniche basiche la saussuritizzazione è la tipica trasformazione del plagioclasio in epidoto (zoisite) e albite i nuclei (generalmente più calcici) si alterano più facilmente dei bordi plagioclasi caratteristiche diagnostiche salienti Nicol paralleli Nicol incrociati Figura di interferenza 57

58 Diffusi (titano)magnetite (ema)ilmenite apatite zircone monazite Minerali accessori Specifici titanite cromite tormalina xenotimo Perovskite muscovite granato Minerali particolari melilite (titano)magnetite (cubica, spinello) Fe 2+ Fe 2 3+ O 4 macro piccoli cristalli equidimensionali neri fortemente magnetica micro opaca, cristallizza in genere euedrale in ottaedri, con sezioni triangolari, quadrate, rombiche grigia in luce riflessa dove e come la magnetite contiene in genere anche Ti (soluzione solida con lʼulvospinello Fe 2 TiO 4 ) ed è per questo detta anchetitanomagnetite; a bassa T si possono verificare smescolamenti è comune in tutte le rocce magmatiche, ed è lʼunico ossido nelle alcaline sottosature bordi opacitici sui fenocristalli di biotite e anfiboli 58

59 (ema)ilmenite (trigonale, ossido di Fe e Ti) Fe 2 O 3 - FeTiO 3 macro sottili placchette o scaglie da nero a grigio scuro non magnetico micro opaca, cristallizza in masse anedrali, talvolta scheletriche, o cristalli tabulari, con sezioni rettangolari allungate grigio-biancastra in luce riflessa dove e come lʼilmenite è in genere composizionalmente dominante, a bassa T si possono verifiacre smescolamenti di ematite in ilmenite è comune in tutte le rocce magmatiche, escluse quelle alcaline sottosature apatite (esagonale ) Ca 5 (PO4) 3 (F,OH,Cl) macro prismi subesagonali, spesso arrotondati; molto piccoli, difficili da vedere micro: nicols paralleli sottili cristalli allungati su c con sezioni basali esagonali; cristalli più grandi e tozzi in rocce intrusive basiche alcaline rifrangenza medio-alta micro: nicols incrociati birifrangenza bassa (grigio 1 ord.) estinzione retta, allungammento negativo sezioni basali esagonali sempre esinte micro: figura di interferenza uniassica negativa dove e come è il più importante minerale di P mai alterata 59

60 zircone (tetragonale) ZrSiO 4 macro troppo piccolo micro: nicols paralleli prismi da tozzi a mediamente allungati su c incolore (aloni pleocroici in biotite) rifrangenza altissima micro: nicols incrociati birifrangenza altissima estinzione retta, allungamento positivo micro: figura di interferenza uniassico positivo dove e come comunissimo zircone la forma dello zircone nelle rocce intrusive è indicativa della temperatura di fine cristallizzazione e della alcalinità del magma 60

61 monazite (monoclina) (Ce,La,Th)PO 4 macro micro: nicols paralleli cristalli piccoli a blocchetto una sfaldatura buona, una discreta, a 90 rifrangenza altissima incolore-giallo (debolissimo pleocroismo sul giallo) micro: nicols incrociati birifrangenza altissima, fino al 3-4 ord. micro: figura di interferenza biassico positivo, 2V piccolo dove e come accessorio raro delle rocce intrusive acide titanite (sfene) CaTiSiO 5 macro giallo-marrone con sezioni a cuneo micro: nicols paralleli forme a cuneo/rombo incolore-marrone chiaro micro: nicols incrociati birifrangenza altissima (colori di alto ordine) dove e come comune nelle rocce intrusive, in particolare nelle basiche e intermedie 61

62 cromite (cubica, spinello) (Fe,Mg)Cr 2 O 4 macro micro opaca, cristallizza in genere euedrale in ottaedri, con sezioni triangolari, quadrate, rombiche grigio-marrone in luce riflessa può essere marrone allʼaumentare del contenuto in Al (picotite) dove e come rocce ultrafemiche inclusi nelle olivine delle rocce basaltiche tormalina (trigonale) Na(Mg,Fe,Li,Al) 3 Al 6 (Si 6 O1 8 )(BO 3 ) 3 (OH,F) 4 macro prismi neri, con varietà rosa, blu o verdi micro: nicols paralleli prismi allungati, spesso con fratture perpendicolari allʼallungamento; sezioni basali a sei lati, talvolta a barilotto, con lati curvi pleocroismo (blu-marrone/verde) inverso; forti zonature di colore, soprattutto in sezione basale micro: nicols incrociati birifrangenza medio-alta estinzione retta, allungamento negativo sezioni basali a sei lati estinte micro: figura di interferenza uniassica negativa (su sezioni basali!) dove e come stadi granitici tardivi indicativa di contributo di fluidi ricchi in B frequente in pegmatiti 62

63 xenotimo (tetragonale) YPO 4 macro troppo piccolo micro: nicols paralleli rifragenza molto alta micro: nicols incrociati birifrangenza estrema micro: figura di interferenza troppo piccolo dove e come chimismo simile alla monazite, ma struttura uguale allo zircone, acausa degli atomi Y, più piccoli delle REE leggere e simili a Zr; può quindi formare soluzione solida con lo zircone accessorio relativamente comune, ma spesso identificabile soltanto al SEM-EDS perovskite (pseudocubica) CaTiO 3 macro micro: nicols paralleli cristalli equidimensionali (cubi o ottaedri) rifrangenza mostruosa colre caratteristico: violetto-marrone dove e come accessorio specifico delle rocce forrtemente sottosature in silice 63

64 melilite macro micro: nicols paralleli micro: nicols incrociati micro: figura di interferenza dove e come I minerali costituenti le rocce metamorfiche I minerali che si formano in una roccia metamorfica dipendono da: condizioni P-T natura della roccia di partenza = PROTOLITE I protoliti possibili in natura sono infiniti, ma le principali categorie composizionali di rocce metamorfiche sono rappresentabili con sei categorie schematiche, che sono largamente rappresentative delle comuni composizioni delle rocce ignee e sedimentarie (e metamorfiche) 64

65 I minerali costituenti le rocce metamorfiche (secondo la composizione della roccia) r. ultrabasiche r. basiche r.carbonatiche r. pelitiche r. acide r. silicee olivine augite diopside ortopirosseno tremolite antofillite serpentini cloriti talco flogopite cromite magnetite augite omfacite giadeite ortopirosseno glaucofane orneblenda actinolite epidoti lawsonite plagioclasi biotite zeoliti quarzo calcite sfene granati magmetite ilmenite calcite dolomite aragonite olivine diopside tremolite wollastonite talco flogopite periclasio vesuviana grafite granati pirite pirrotina quarzo miche bianche biotiti cloriti plagioclasi felds. alcalini pirofillite sillimanite cianite andalusite staurolite granati calcite cloritoide cordierite tormalina caolino magnetite ilmenite quarzo plagioclasi felds. alcalini cloriti biotite miche bianche sillimanite cianite andalusite granati cordierite giadeite lawsonite epidoti pumpellyite zeoliti glaucofane calcite magnetite quarzo plagioclasi felds. alcalini biotite miche bianche cloriti granati sillimanite cianite andalusite cordierite egirina crossite stilpnomelano ematite magnetite i principali minerali metamorfici Nesosilicati OLIVINE GRANATI Al-SILICATI ALTRI forsterite monticellite piralspite ugrandite andalusite sillimanite cianite staurolite cloritoide Mg 2 SiO 4 CaMgSiO 4 (Mg,Fe,Mn) 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Ca 3 (Cr,Al,Fe) 2 (SiO 4 ) 3 Al 2 SiO 5 Al 2 SiO 5 Al 2 SiO 5 Fe 2 Al 9 O 6 (SiO 4 ) 4 (OH) 2 (Fe,Mg,Mn) 2( Al,Fe)Al 3 O 2 (SiO 4 ) 2 (OH) 4 65

66 i principali minerali metamorfici Sorosilicati EPIDOTI zoisite clinozoisite-pistacite Ca2Al 3O [SiO 4] [Si2O 7] OH Ca 2 (Al,Fe) 3 O [SiO 4 ] [Si 2 O 7 ] OH ALTRI pumpellyite lawsonite vesuviana cordierite tormalina Ca 2 Al 2 (Mg,Fe,Al) [SiO 4 ] [Si 2 O 7 ] (OH) 2 (H 2 O,O,OH) CaAl 2 [Si 2 O 7 ] OH) 2 (H 2 O) Ca 10 (Mg,Fe) 2 Al 4 [Si 2 O 7 ] 2 [SiO 4 ] 5 (OH,F) 4 (Mg,Fe) 2 Al 3 (Si 5 Al)O 18 Na(Mg,Fe,Li,Al) 3 Al 6 (Si 6 O 18 )(BO 3 ) 3 (OH,F) 4 i principali minerali metamorfici Inosilicati PIROSSENI iperstene diopside hedembergite giadeite omfacite (Mg,Fe)Si 2 O 6 CaMgSi 2 O 6 CaFeSi 2 O 6 NaAlSi 2 O 6 (Ca,Na)MgSi 2 O 6 ALTRI wollastonite CaSiO 3 carpholite (Mg,Fe)Al 2 Si 2 O 6 ANFIBOLI antofillite cummingtonite-grunerite tremolite-actinolite orneblenda (Mg,Fe) 7 (Si 4 O 11 ) 2 (OH) 2 (Mg,Fe) 7 (Si 4 O 11 ) 2 (OH) 2 Ca 2 (Mg,Fe) 5 (Si4O 11) 2 (OH) 2 Ca 2 (Mg,Fe) 4 (Al,Fe) (Si 7 Al)O 22 (OH) 2 glaucofane-crossite-riebeckite Na 2 (Mg,Fe) 3 (Al,Fe) 2 (Si 7 Al)O 22 (OH) 2 66

67 i principali minerali metamorfici Fillosilicati MIN. GR. ARGILLE MICHE CLORITI caolino smectiti illiti biotite muscovite fengite paragonite clorite Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 (1/2 Ca,Na) 2/3 (Al,Mg,Fe) 4-6 (Si,Al) 8 O 20 (OH) 4. n(h2o) (K,Na,H 3 O) 1-2 Al 4 (Si 7-6 Al 1-2 ) O 20 (OH) 4 K 2 (Fe,Mg) 6-5 Al 0-1 (Si 6-5 Al 2-3 ) O 20 (OH,F) 4 K 2 Al 4 Si 6 Al 2 O 20 (OH,F) 4 K 2 Al 3 (Fe,Mg) Si 7 Al O 20 (OH,F) 4 Na 2 Al 4 Si 6 Al 2 O 20 (OH,F) 4 (Mg,Al) 6 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 8 ALTRI serpentino talco stilpnomelano prehnite Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 Ca 2 Al (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2 i principali minerali metamorfici Tettosilicati FELDSPATI albite plagioclasio microclino (sanidino) NaAlSi 3 O 8 NaAlSi 3 O 8 - CaAl 2 Si 2 O 8 KAlSi 3 O 8 KAlSi 3 O 8 QUARZO ZEOLITI SiO 2 Non Silicati CARBONATI calcite dolomite CaCO 3 CaMg(CO 3 ) 2 67

68 presenti anche nelle rocce ignee come fondamentali quarzo feldspati plagioclasi BT microclino olivina pirosseni opx cpx anfiboli orneblenda miche biotite presenti anche nelle rocce ignee come accessori cordierite granati muscovite I minerali metamorfici importanti presenti anche nelle rocce ignee come secondari clorite epidoti calcite presenti soltanto nelle rocce metamorfiche albite staurolite cloritoide andalusite, sillimanite, cianite lawsonite pirosseni omfacite (giadeite) anfiboli glaucofane tremolite-actinolite antofillite miche fengite, paragonite altri minerali metamorfici serpentino talco zeoliti prehnite pumpellyite stilpnomelano carpholite rutilo vesuviana wollastonite 68

69 Vai a: Minerali metamorfici piralspite ugrandite da Phillips & Griffen (1981) da Phillips & Griffen (1981) granati (cubici) macro comunmente rosso (granato), senza sfaldature cristalli equidimensionali micro: nicols paralleli cristalli euedrali o subedrali equidimensinali, spesso con fratture, senza sfaldaure incolore-rosa/rosso pallido, senza pleocroismo micro: nicols incrociati ugrandite talvolta debolmente birifrangente, con geminazione a spicchi di torta dove e come almandino in mica scisti e gneiss (metamorfismo regionale di grado medio e alto) grossularia/andradite in metamorfismo di contattto su calcari impuri; almandino in alcune cornubianiti almandino-piropo tipico delle eclogiti spessartina negli skarn; andradite negli skarn metasomatici piropo nelle rocce ultramafiche (xenoliti di mantello molto profondo) almandino nei graniti peralluminosi melanite-schorlomite (andradite scura) nelle rocce alcaline fortemente sottosature Vai a: Minerali metamorfici Al-silicati: andalusite Al 2 SiO 5 (rombica) da Phillips & Griffen (1981) micro: figura di interferenza biassica negativa, 2V molto alto (bisettrice acuta su sezioni basali) dove e come tipico minerale antistress: in cornubianiti in graniti peralluminosi (per anatessi di metasedimenti o assimilazione di materiale argilloso) micro: nicols paralleli cristalli poco allungati su c, sezioni subquadrate o rettangolari poco allungate sfaldature: un sistema in sez (hk0), due sistemi a 90 in sez basale (tipo px) incolore, talvolta pleocroico rosa-verde chiaro talvolta inclusioni carboniose a croce (chiastolite) micro: nicols incrociati birifrangenza debole ( feldspati, < opx) estinzione retta, allungamento negativo sez (hk0) (opx allungamento positivo); estinzione secondo le bisettrici delle sfaldature nelle sez basali (vedi px) 69

70 Vai a: Minerali metamorfici Al-silicati: sillimanite Al 2 SiO 5 (rombica) da Phillips & Griffen (1981) dove e come metamorfismo di grado relativamente elevato di rocce alluminose (peliti): scisti, gneiss, granuliti molto rara, in graniti peralluminosi micro: nicols paralleli prismi molto allungati su c, o tipici aggregati fibrosi (fibrolite); sezioni basali subquadraterombiche) sfaldature: un sistema quasi mai visibile in sez (hk0), per le piccole dimensioni, visibile in sez. basale come diagonale corta del rombo incolore rilievo relativamente alto micro: nicols incrociati birifrangenza massima su gialloarancio (2 ord.) ( feldspati, < opx) estinzione retta, allungamento positivo sez (hk0) micro: figura di interferenza biassica positiva, 2V basso (bisettrice acuta su sezioni basali, subquadrate-rombiche, ma spesso troppo piccole) Vai a: Minerali metamorfici da Phillips & Griffen (1981) Al-silicati: cianite Al 2 SiO 5 (triclina) micro: nicols paralleli cristalli colonnari allungati secondo c sfaldature: buone {010}, distinte {010}, divisibilità su {001} incolore, talvolta pleocroico sul blu cobalto molto chiaro rilievo alto micro: nicols incrociati birifrangenza piuttosto bassa, fino a giallo-rosso 1 ord. estinzione: quasi retta su sez. normali a {100; angolo max 30 su sez. {100} micro: figura di interferenza biassica negativa, 2V molto alto dove e come metamorfismo regionale di pressione alta (relativamente alla T) su protoliti ricchi in Al (peliti) 70

71 Vai a: Minerali metamorfici staurolite Fe 2+ 2Al ~9 O 6 (SiO 4 ) 4 (OH) 2 (monoclina pseudorombica) da Phillips & Griffen (1981) micro: nicols paralleli grandi cristalli eudrali (porfiroblasti); sezioni prismatiche rettangolari, sez. basali a sei lati (tipo anfibolo) rifrangenza alta tipico pleocroismo giallo oro - incolore micro: nicols incrociati birifrangenza 1 ord. estinzione retta, allungamento positivo micro: figura di interferenza 2V vicino a 90 ; segno ottico positivo, talvolta negativo dove e come metamorfismo di medio grado su protoliti pelitici Vai a: Minerali metamorfici cloritoide (Fe 2+,Mg,Mn) 2 (Al,Fe 3+ )Al 3 O 2 (SiO 4 ) 2 (OH) 4 (monoclino) da Phillips & Griffen (1981) micro: nicols paralleli euedrali, con sezioni rettangolari, talvolta in aggregati a papillon rilievo alto sfaldatura basale pleocroismo (blu inchiostro- /verde) atremamente caratteristico micro: nicols incrociati birifrangenza generalmente del primo ordine basso angolo di estinzione, allungamento negativo micro: figura di interferenza 2V variabile, segno variabile dove e come metamorfismo regionale di basso e medio grado su protoliti sedimentari o ignei 71

72 Vai a: Minerali metamorfici epidoti: zoisite, clinozoisite-pistacite da Phillips & Griffen (1981) Vai a: Minerali metamorfici prehnite, pumpellyite da Phillips & Griffen (1981) da Phillips & Griffen (1981) 72

73 Vai a: Minerali metamorfici lawsonite CaAl 2 Si 2 O 7 (OH) 2. H2 O (ortorombica) da Phillips & Griffen (1981) micro: nicols paralleli euedrali schiacciati su {001} con sezioni prismatiche rettangolari e sezioni basali a losanga rifrangenza medio-alta incolore, talvolta giallo molto pallido sfaldature {001} e {010} micro: nicols incrociati birifrangenza bianco-giallo-arancio 1 ord. estinzione retta e allungamento negativo sulle sezioni prismatiche se il prisma è tozzo (caso più probabile); estinzione nelle diagonali delle sezioni basali, con allungamento secondo la diagonale lunga (normale alle eventuali faldature) positivo e allungamento secondo le sfaldature positivo micro: figura di interferenza biassica negativa, 2V alto dove e come tipicamente associato a glaucofane nel metamorfismo di bassa temperatura e alta pressione di rocce ignee basiche: deriva dai plagioclasi, la cui parte sodica va a rifornire la crescita di glaucofane e albite Vai a: Minerali metamorfici vesuviana (idocrasio) da Phillips & Griffen (1981) 73

74 Vai a: Minerali metamorfici cordierite (Mg,Fe) 2 Al 3 (Si 5 Al)O 18 (rombica pseudoesagonale) da Phillips & Griffen (1981) dove e come spesso alterata in aggregati a grana fine verdastri-giallastri di clorite e muscovite o biotite (pinite) metamorfismo regionale di temperatura alta relativamente alla pressione (lʼopposto del granato) su protoliti pelitici: gneiss, granuliti, migmatiti graniti e rioliti peralluminosi macro blu violetto se fresca micro: nicols paralleli prismi tozzi con sezioni subquadrate e pseudoesagonali rifrangenza bassa (tipo K-feldspato) incolore sfaldatura {010} scarsa; possibile divisibilità basale secondo {001} micro: nicols incrociati birifrangenza grigio-bianco 1 ord. estinzione retta; sfaldatura {010} allungamento negativo; divisibilità basale ha allungamento positivo geminazioni semplice o polisintetica (tipo plagioclasio) in sezioni (hk0); in sezione basale appare a settori circolari (tipo spicchi di torta) micro: figura di interferenza variabile 2V e segno, più comune 2V alto, segno ottico negativo Vai a: Minerali metamorfici omfacite, giadeite omfacite da Phillips & Griffen (1981) giadeite da Phillips & Griffen (1981) 74

75 Vai a: Minerali metamorfici wollastonite Vai a: Minerali metamorfici antofillite (rombica) 75

76 Vai a: Minerali metamorfici cummingtonite-grunerite Vai a: Minerali metamorfici tremolite-actinolite 76

77 glaucofane-crossite-riebeckite Na 2 (Mg,Fe 2+ ) 3 (Al,Fe 3+ ) 2 (Si 4 O 11 ) 2 (OH) 2 (monoclini) macro prismi tipicamente blu lavanda scuro micro: nicols paralleli forme, sfaldatura, rilievo da anfibolo estinzione retta, allungamento negativo pleocroismo (blulavanda - incolore) tipico micro: nicols incrociati variazione P.A.O. micro: figura di interferenza variazione segno ottico dove e come tipico del metamorfismo di bassa temperatura e alta pressione di rocce ignee basiche Vai a: Minerali metamorfici glaucofane-crossite-riebeckite Na 2 (Mg,Fe 2+ ) 3 (Al,Fe 3+ ) 2 (Si 4 O 11 ) 2 (OH) 2 (monoclini) PAO//(010) PAO (010) T 77

78 muscovite K 2 Al 4 (Si 6 Al 2 ) O 20 (OH,F) 4 Vai a: Minerali metamorfici fengite K 2 Al 3 (Mg,Fe 2+ ) (Si 6 Al 2 ) O 20 (OH,F) 4 paragonite Na 2 Al 4 (Si 6 Al 2 ) O 20 (OH,F) 4 micro: nicols incrociati birifrangenza alta, bassissima in sezione basale micro: figura di interferenza subcircolari biassica negativa (su sezioni basali!); muscovite: 2V medio; paragonite: incolore2v basso- forte rilievo medio dove e come muscovite: metamorfismo di basso e medio grado su protiliti pelitici macro scaglie grigiomadreperlacee micro: nicols paralleli prismi schiacciati con sezioni (hk0) rettangolari e sezioni basali subesagonali- fengite: con glaucofane e lawsonite negli scisti blu di alta P e bassa T (HP-LT) muscovite: graniti e apliti (e non rioliti!) peralluminosi; pegmatiti Vai a: Minerali metamorfici stilpnomelano da Phillips & Griffen (1981) 78

79 testi consigliati Armienti P. (a cura di, 1993): La determinazione dei plagioclasi al microscopio polarizzante. SEU, Pisa, pp.40. Bard J.P. (1990): Microtextures des roches magmatiques et metamorphiques.paris-new York-Barcelona-Milano, Masson, pp Best M.G.(1982): Igneous and metamorphic petrology. Freeman & C, pp Bosellini A., Mutti E. & Ricci Lucchi F. (1989): Rocce e successioni sedimentarie. UTET, pp Cox K.G., Bell J.D.& Pankhurst,R.J. (1979): The interpretation of igneous rocks. George Allen & Unwin, pp D'Amico C., Innocenti F.& Sassi F.P. (1987): Magmatismo e metamorfismo. UTET, pp D'Amico C. (1973): Le rocce metamorfiche. Patron (Bologna), pp.333. D'Argenio B., Innocenti F.& Sassi F.P. (1994): Introduzione allo studio delle rocce. UTET, pp.162. Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J. (1992) : An introduction to the rock-forming minerals. Longman. Kerr P.F. Optical mineralogy. McGraw-Hill, pp Le Maitre R.W. (editor, 1989): A classification of Igneous Rocks and Glossary of terms. Blackwell, pp.193 MacKenzie W.S., Donaldson C.H. & Guilford C. (1982): Atlas of Igneous Rocks and their Textures. Longman (Zanichelli in italiano), pp Nockolds S.R., Knox R.W.O. & Chinner G.A. (1978): Petrology for students. Cambridge, Cambridge University Press, pp Pichler, H. & Schmitt-Riegraf C. (1997) : Rock-forming minerals in thin sections. Chapman & Hall, 220 pp. Phillips W. & Griffen, D.T. (1981) : Optical mineralogy - The nonopaque minerals.freeman & C. 677 pp. Rocchi S. (1993): Meccanismi di cristallizzazione e strutture delle rocce ignee. SEU, Pisa, pp. 57. Roubault M. (1963): Determination des mineraux des roches aux microscope polarisant. Lamarre-Poinat, pp Shelley D. (1992): Igneous and metamorphic rocks under the microscope. London, Chapman & Hall, pp Yardley B.W.D., MacKenzie W.S.& Guilford C. Atlas of metamorphic rocks and their textures. Longman. Yardley B.W.D. (1993): An introduction to metamorphic petrology. Longman, pp