METAMORFISMO. Fondamentalmente il metamorfismo è un processo ISOCHIMICO (il protolito e la roccia metamorfica hanno la stessa composizione chimica).

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1 METAMORFISMO 1. DEFINIZIONI Si tratta di un processo allo stato solido ( o sub solidus = al di sotto della temperatura di solidus di un sistema). La parola metamorfismo deriva dal greco (cambiamento di forma) e comporta cambiamenti nell associazione mineralogica e nella struttura e tessitura di una roccia che venga soggetta a condizioni di pressione, temperatura ed ambiente chimico differenti da quelli in cui la roccia si è originariamente formata. Fondamentalmente il metamorfismo è un processo ISOCHIMICO (il protolito e la roccia metamorfica hanno la stessa composizione chimica). Le rocce prodotte da questo processo sono versioni RICRISTALLIZZATE di rocce preesistenti (sedimentarie, ignee o altre rocce metamorfiche).

2 I processi metamorfici si sviluppano per T > a quelle della diagenesi, e per T < a quelle dei processi magmatici

3 Limite di bassa pressione La pressione minima alla quale può avvenire una reazione metamorfica può essere la superficie terrestre (es. caso in cui un magma silicatico rilasci calore a rocce incassanti, provocando un metamorfismo di contatto). Limite di alta pressione Alcune rocce metamorfiche si formano a pressioni molto elevate, fino a kbar. Alcune rocce metamorfiche (massiccio di Dora-Maira, Alpi) contengono granato con inclusioni di coesite (polimorfo della SiO 2 stabile solo ad altissime pressioni, almeno 30 kbar). Alcune eclogiti conservano inclusioni di diamante (quindi pressioni di almeno 60 kbar; 120 km).

4 2. GRADI DEL METAMORFISMO Quando una roccia viene sottoposta ad un aumento progressivo della pressione e temperatura, si dice che essa viene sottoposta ad un metamorfismo progrado. In generale il grado metamorfico è un termine generale che descrive le condizioni rispettive di pressione e temperatura a cui si origina la roccia metamorfica stessa. Il METAMORFISMO DI BASSO GRADO ha luogo per temperature comprese tra i 200 ed i 320 C e pressioni massime di 6 Kbars (1 Kbar=100MPa). Questo tipo di metamorfismo è generalmente caratterizzato dalla presenza di fasi idrate. Con l aumentare del grado metamorfico (GRADO INTERMEDIO, C e max 10 Kbars) i minerali idrati cominciano a reagire con altri minerali e si realizza una progressiva perdita d acqua. Al METAMORFISMO DI ALTO GRADO competono temperature superiori ai 500 C ed elevate pressioni e soprattutto il rimpiazzamento delle fasi idrate con fasi via via sempre più anidre.

5 3. TIPI DI METAMORFISMO

6 Il METAMORFISMO DI CONTATTO si realizza in prossimità di intrusioni magmatiche che forniscono il calore necessario per innescare reazioni metamorfiche (aureola metamorfica). E generalmente associato ad alte temperature e basse pressioni e le rocce relative sono caratterizzate da una grana fine e mancanza di foliazione (cornubianiti). Al METAMORFISMO DI SEPPELLIMENTO al contrario competono basse temperature di formazione ma relative maggiori pressioni. Il METAMORFISMO DINAMOTERMICO O REGIONALE si esplica su grossi volumi di roccia e gli effetti si misurano su larga scala (scala regionale). - Metamorfismo Orogenico (o Regionale s.s.); 1) metamorfismo di subduzione; 2) metamorfismo di collisione. In molti casi questo tipo di metamorfismo è associato alla formazione di catene montuose (es. Alpi). Le deformazioni sono comuni. Durata di svariati milioni di anni. - Metamorfismo di Fondale Oceanico; Si esplica in vicinanza delle dorsali medio-oceaniche. Non provoca deformazione. Legato a circolazione convettiva di acqua marina riscaldata dai corpi magmatici.

7 4. FATTORI DEL METAMORFISMO I fattori che determinano l instaurarsi del processo metamorfico e la sequenza dei processi chimico-fisici, cioè dei meccanismi, che avvengono nelle rocce durante il metamorfismo sono vari e complessi 4.1 Temperatura 4.2 Pressione 4.3 Fase fluida 4.4 Attività dinamica

8 I Processi metamorfici di pendono molto di più da modificazioni della temperatura che della pressione; si realizzano soprattutto per un innalzamento della Temperatura Metamorfismo Prògrado Metamorfismo Retrògrado

9 4.1 Temperatura Calore: è il fattore fondamentale per attivazione delle reazioni metamorfiche l apporto di calore, determina l indebolimento e la rottura dei legami reticolari delle fasi cristalline costituenti le rocce per aumento delle oscillazioni termiche degli atomi Fonte di calore : - calore primordiale - decadimento radioattivo - frizione Nella crosta terrestre, sede dei processi metamorfici, la fonte di calore è data dal decadimento degli elementi radioattivi.

10 4.2 Pressione La pressione non causa metamorfismo, ma condiziona i prodotti metamorfici e le fasi che possono cristallizzare a parità di composizione del sistema chimico roccia e di temperatura La pressione nelle rocce è il risultato del contributo di: - pressione di carico PL: pressione della colonna di rocce sovrastanti PL= δ g h δ: la densità media delle rocce sovrastanti, g: l accelerazione di gravità h: altezza colonna delle rocce sovrastanti - pressione della fase fluida Pf: somma delle pressioni parziali della fase fluida negli interstizi Rocce silicatiche: fase fluida predominate è l acqua (Pf = PH 2 O) Rocce carbonatiche: fase fluida predominante è la CO 2 (Pf = PCO 2 ) Pf PL: condizioni di equilibrio Pf < PL riduzione della porosità Pf > PL determinata da reazioni metamorfiche che formano fase fluida, che produce: - microfratturazione in sistemi chiusi e - fuoriuscita del fluido dal sistema per flusso in sistemi aperti

11 4.3 Fase fluida La presenza di fase fluida durante il processo metamorfico è attestata da: - cristallizzazione di fasi mineralogiche contenenti ossidrili - presenza di inclusioni fluide in minerali cristallizzati durante il metamorfismo

12 Localizzazione: lungo le interfacce, nei vacuoli, nelle microfratture Fattori che controllano il flusso: - viscosità del fluido -gradiente di pressione (non variano nel corpo roccioso) - permeabilità della roccia - quantità della fase fluida (variano nel corpo roccioso) Spesso la porosità originaria < porosità metamorfica Volume fasi reagenti > Volume fasi prodotte (CaCO 3 + Qtz Wo + CO 2 crea porosità (circa 35%) Effetto della fase fluida aumenta l efficacia dei meccanismi del metamorfismo i) aumento della mobilità delle specie chimiche; ii) funge da catalizzatore, aumentando la velocità delle razioni metamorfiche; iii) influenza i campi di stabilità di alcuni minerali iv) ha grande efficacia nel trasferimento di calore a scala regionale

13 4.4 Attività dinamica Determina l instaurarsi di sforzi ad orientazione preferenziale, influisce in modo rilevante sui prodotti metamorfici, ed in particolare sulle strutture sia mesoscopiche che microscopiche delle rocce metamorfiche I cristalli sottoposti a stress di tipo non idrostatico, vanno incontro a fenomeni di soluzione e rideposizione dei granuli e di deformazione coesiva. Questa deformazione produce strutture che sono indicatrici del comportamento duttile. Cristalli e aggregati di cristalli esistenti vengono deformati, mentre i cristalli che si formano per effetto delle reazioni metamorfiche in corso riflettono nella loro localizzazione, nelle dimensioni, nella forma e nell orientazione il quadro dinamico vigente.

14 Come risultato della tettonica delle placche, la crosta è costantemente sotto stress. Le rocce rispondono allo stress (alle sollecitazioni) in vari modi. La risposta può essere rigida (e in questo caso le rocce tendono a rompersi) o duttile (e in questo caso le rocce tendono a deformarsi). In modo molto generale possiamo dire che la crosta superiore è caratterizzata da un comportamento di tipo rigido (perché è relativamente più fredda). Tuttavia è importante notare che se la velocità con la quale un materiale è sottoposto ad una sollecitazione è lento, anche un materiale rigido può deformarsi in modo duttile.

15 Effetti della Pressione Orientata sulla morfologia dei minerali I cristalli tendono ad appiattirsi perché la maggiore energia libera, presente nelle aree (S) sottoposte a maggior pressione, ne facilita la dissoluzione; il materiale viene deposto in quelle (D) in cui la pressione è minore. L asse maggiore si dispone in un piano perpendicolare alla direzione di massima intensità della pressione orientata. D S D S D D S

16 Pressioni orientate Deformazioni tettoniche che si verificano durante l orogenesi possono causare: - micropieghe

17 - anisotropie planari, scistosità

18 Scistosità: Orientazione preferenziale di minerali o aggregati di minerali disequigranulari prodotta da processi metamorfici. I minerali disequigranulari sono non isodiametrici (isodiametrico = ~dello stesso diametro nelle 3 dimensioni). Scistosità ben sviluppata: Presente in rocce con elevato numero di minerali disequigranulari disposti con elevato grado di orientazione preferenziale. Le zone ripetitive sono avvicinate (meno di 1 cm di spaziatura). La roccia che può essere facilmente rotta in piani sottili (< 1cm) ha una struttura scistosa e viene definita: SCISTO

19 Scistosità poco sviluppata: Presente in rocce con pochi minerali disequigranulari o con minerali disposti con basso grado di orientazione preferenziale o con elevato grado di orientazione preferenziale ma con zone ripetitive piuttosto distanti (spaziatura superiore ad cm). La roccia che può essere difficilmente rotta in piani ha una struttura gneissica e viene definita: GNEISS

20 Scistosità assente: Presente in rocce con pochi o senza minerali disequigranulari non disposti con alcun grado di orientazione preferenziale. La roccia che non mostra alcun piano di rottura preferenziale ha una struttura granofelsica e viene definita: GRANOFELS

21 Se le dimensioni dei minerali sono abbastanza uniformi, si parla di microstruttura GRANOBLASTICA o OMEOBLASTICA.

22 Se le dimensioni dei minerali sono differenti, le rocce hanno una microstruttura ETEROBLASTICA o PORFIROBLASTICA ed i cristalli più grandi sono detti porfiroblasti. Microstruttura Eteroblastica (Porfiroblastica). Notate il grosso cristallo di quarzo deformato rispetto alla dimensione degli altri granuli.

23 5. FACIES METAMORFICHE L ambiente di pressione e temperatura che compete ad una data roccia metamorfica è solitamente associato al termine di Facies metamorfica. L IUGS addirittura definisce i campi delle varie facies (10) senza valori di temperatura e di pressione. Questo proprio a causa dell incertezza dei valori assoluti.

24 Profondità (km) Scisto verde: roccia scistosa il cui colore verde è dovuto alla presenza di minerali quali clorite, actinolite (un tipo di anfibolo), epidoti ed altri minerali metamorfici Temperatura ( C) Sedim. Facies Scisti Verdi F. Sanidinitica Ambiente Magmatico 30 Facies Scisti Blu Facies Granulitica 40 Facies Eclogitica

25 Profondità (km) Anfibolite: roccia femica composta essenzialmente da più del 50% di anfibolo verde (orneblenda) e plagioclasio. 10 Sedim. Temperatura ( C) Facies Scisti Verdi F. Sanidinitica Ambiente Magmatico Facies Scisti Blu Facies Granulitica 40 Facies Eclogitica

26 Profondità (km) Scisto blu: roccia scistosa il cui colore blu è legato alla presenza di un particolare tipo di anfibolo (glaucofane). 10 Temperatura ( C) Sedim. Facies Scisti Verdi F. Sanidinitica Ambiente Magmatico Facies Scisti Blu Facies Eclogitica Facies Granulitica

27 Profondità (km) Granulite: roccia metamorfica costituita essenzialmente da ortopirosseno e senza muscovite. I minerali anidri sono più abbondanti di quelli idrati. Composizioni estremamente variabili. 10 Temperatura ( C) Sedim. Facies Scisti Verdi F. Sanidinitica Ambiente Magmatico Facies Scisti Blu Facies Eclogitica Facies Granulitica

28 Profondità (km) Eclogite: roccia metamorfica con granato omphacite. 10 Sedim. Temperatura ( C) Facies Scisti Verdi F. Sanidinitica Ambiente Magmatico Facies Scisti Blu Facies Eclogitica Facies Granulitica

29 Transizione da Arenaria a Gneiss Ardesia Fillade Scisto Gneiss

30 (1) ARGILLA (2) FILLADE (3) MICASCISTO (4) GNEISS

31 6. REAZIONI METAMORFICHE Il metamorfismo comporta una sequenza di processi chimico-fisici (reazioni metamorfiche) attraverso i quali si ha che: la mineralogia la struttura del protolite si trasforma in una nuova mineralogia nuova struttura Nelle rocce coinvolte dal metamorfismo avviene una complicata sequenza di processi chimico-fisici, i cui momenti centrali sono le singole reazioni metamorfiche: -distruttrici delle vecchie fasi mineralogiche e -costruttrici delle nuove. Queste ultime, con la loro crescita, impongono un nuovo assetto microstruturale alla roccia

32 6.1 Attivazione Affinché una reazione chimica avvenga, per attivare il sistema, bisogna superare un soglia minima di energia, definita come energia di attivazione. Questo aumento di energia libera è direttamente relazionato alla quantità di calore fornita, che determina l aumento delle oscillazioni termiche degli atomi attorno alle loro posizioni reticolari di equilibrio allo zero assoluto, e il loro allontanamento dai reticoli cristallini. Gli atomi così sono in grado di svincolarsi dai reticoli cristallini e muoversi nel fluido intergranulare. Qualitativamente è in sostanza lo stesso fenomeno che avviene nel processo di fusione: tuttavia, mentre nella fusione tutti i reticoli collassato contemporaneamente, nell attivazione metamorfica in un dato momento si rompono solo i legami reticolari che risultano instabili alle date condizioni di P e T. Alcuni fattori possono abbassare la quantità di energia di attivazione: - presenza della fase fluida (per l azione solvente sui minerali); - presenza di deformazioni (energia meccanica immagazzinata nei reticoli cristallini); - presenza di catalizzatori.

33 6.2 Migrazione Le specie chimiche si allontanano dalle loro posizioni reticolari e migrano al massimo fio a qualche millimetro Durante il metamorfismo la migrazione potrà avvenire: a) entro la fase fluida presente negli spazi intergranulari e nelle fratture; b) lungo i limiti intergranulari e fratture (in assenza fase fluida); c) attraverso i reticoli cristallini In sistemi chiusi i siti occupati dal fluido non sono intercomunicanti. Pertanto gli atomi, svincolati dai reticoli cristallini, migrano nel fluido (che è fermo) solo per diffusione nel fluido, nonché, ma con maggior difficoltà, attraverso i reticoli cristallini. In sistemi aperti, dove i siti occupati dal fluido sono intercomunicanti, il fluido si sposta per flusso, portando con sé tutto il materiale chimico che si è svincolato dai reticoli cristallini. Anche in questo caso la diffusione attraverso il fluido può essere attiva, ma la sua efficacia rispetto a quella della migrazione delle sostanza chimiche come pacco trasportato nel fluido che fluisce è irrisoria. Mobilità relativa degli elementi (in ordine crescente) : Ti, Al, P, Si, Mg, Fe, O, Ca, F, Na, Cl, S, CO 2, H 2 O

34 6.3 Nucleazione Nucleazione: comparsa di nuclei di cristalli: minutissimi corpi costituiti dall assemblaggio di un piccolo numero di atomi disposti secondo una configurazione corrispondente ad una specie mineralogica stabile. Finché questi embrioni non superano un certo raggio critico (rc 10Å) sono in parte destinati a scomparire; La nucleazione può essere: omogenea: se i nuclei di neoformazione sono omogeneamente distribuiti in un mezzo a comportamento isotropo; eterogenea: i nuclei si localizzano in siti preferenziali. L Energia di nucleazione è diversa per ogni fase mineralogica - alta pochi nuclei porfiroblasti - bassa tanti nuclei matrice

35 6.4 TIPOLOGIA DELLE REAZIONI METAMORFICHE Reazioni metamorfiche: 1) Solido solido (transizioni polimorfe e smescolamenti allo stato solido) 2) Solido solido + fluido (Deidratazione Decarbonatazione Devolatilizzazione) 3) Ossidoriduzione 4) Reazioni di scambio ionico 1) non producono né consumano fase fluida. -sono indipendenti da PH 2 O, PCO 2, ecc.. 2) - coinvolgono una fase fluida, frequentemente come prodotto - sono controllate da PH 2 O, PCO 2, ecc.. Si distinguono in: a) reazioni di deidratazione (liberano H 2 O) b) reazioni di decarbonatazione (liberano CO 2 ); c) reazioni di devolatilizzazione (liberano un fluido multicomponente, con H 2 O + CO 2 + ) 3) le più comuni coinvolgono minerali di Fe (Fe 2+, Fe 3+ ), ed avvengono per adeguare il rapporto fra Fe 2+ e Fe 3+ al variare del grado di ossidazione dell ambiente Esempio: Magnetite Ematite 4Fe 3 O 4 + O 2 6Fe 2 O 3

36 7. CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE METAMORFICHE 7.1 Diagramma ACF (Eskola, 1915) A = Al 2 O 3 C = CaO F = FeO + MgO Dove il valore di A rappresenta la quantità di allumina in eccesso dopo che sono stati formati i feldspati alcalini a partire dagli ossidi Na 2 O e K 2 O; Il valore di C rappresenta la CaO in eccesso dopo che è avvenuta la formazione di apatite a partire da P 2 O 5 ; Si assume, inoltre che tutte le rocce che ricadono nel diagramma possano contenere eventuali quarzo, feldspati ed apatite. a= (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) (Na 2 O + K 2 O) c= (CaO) 3,33(P 2 O 5 ) f= (FeO+MgO+MnO) Queste tre componenti, espresse in proporzioni molecolari, devono essere normalizzate a 100 al fine di essere plottate nel diagramma ternario; se si assume che t = a+ c+ f, si ottiene: A= 100*a/t C= 100*c/t F= 100*f/t

37 Quando questi calcoli vengono effettuati per un ampia gamma di rocce metamorfiche, queste risultano raggruppate secondo il diagramma seguente. Ad esempio, le rocce scistose ricadono nel campo delle rocce pelitiche; i graniti e le rioliti ricadono nel campo delle rocce quarzo-feldspatiche; I basalti ed i gabbri ricadono nel campo delle rocce basiche, le dolomiti nel campo delle rocce calcaree. All interno del diagramma ACF è possibile riportare la composizione chimica delle singole fasi mineralogiche.

38 Hyperstene: (Mg,Fe)SiO 3 Per ogni molecola di (FeO+MgO) si ha una molecola di SiO 2. a=0 ; c=0; f=1; t=1 Da cui: A= 100*0/1=0% C=100*0/1=0% F=100*1/1=100%, Quindi l hyperstene ricade nel vertice F del diagramma. Tremolite: Ca 2 (Mg,Fe) 5 Si 8 O 22 (OH) 2 che puo essere facilmente riscritta: 2CaO 5(Mg,Fe)O 8SiO 2 H 2 O a=0 ; c=2; f=5; t=7 Da cui: A= 100*0/7=0% C=100*2/7=28,57% F=100*5/7=71,43%,

39 I più comuni minerali delle rocce metamorfiche:

40 7.2 Diagramma AKF In questo diagramma, il valore di A rappresenta la quantità di allumina in eccesso dopo che sono stati formati non solo i feldspati alcalini ma anche i pagioclasi a partire dagli ossidi Na 2 O e K 2 O. a= (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) (Na 2 O + K 2 O+ CaO) k= (K 2 O) con t = a+ c+ f, si ottiene: f= (FeO+MgO+MnO) A= 100*a/t ; K= 100*k/t; F= 100*f/t K feldspato: KAlSi 3 O 8 a=1/2-1/2=0 ; k=1/2; f=0; t=1/2 Da cui: A= 100*0/0,5=0% K=100*0,5/0,5=100% F=100*0/0,5=0%, Quindi il k-feldspato ricade nel vertice K del diagramma.

41 muscovite: KAl3Si 3 O 10 (OH) 2 Che può essere scritta: 1/2K 2 O 3/2Al 2 O 3 3SiO 2 H 2 O a=3/2-1/2=1 ; k=1/2; f=0; t=1+1/2=1,5 Da cui: A= 100*1/1,5=66,7% K=100*0,5/1,5=33,33% F=100*0=0%,

42 Metamorfismo progrado Nel metamorfismo di basso grado, -le rocce peltiche e quarzofeldspatiche saranno costituite da epidoto, clorite, andalusite,muscovite ed eventuali quarzo, k-feldspati ed albite; -Le rocce calcaree saranno costituite da epidoto, calcite, actinolite ed eventuali quarzo, k- feldspati ed albite; -Le rocce basiche saranno composte da clorite, actinolite, epidoto ed eventuali quarzo, k- feldspati ed albite; -Le rocce ultramafiche saranno costituite da actinolite, clorite, talco.

43 A pressioni e temperature più elevate, l associazione mineralogica cambia: -Le rocce pelitiche saranno costituite da sillimanite, plagioclasio, cordierite, muscovite e possibilmente Qz e Kfeld; -Le rocce quarzo-feldspatiche da plagioclasio, cordierite, biotite ed eventuali Qz e Kfeld; -Le rocce calcaree da grossularia, calcite ed orneblenda; -Le rocce basiche da plagioclasio, biotite, orneblenda ed eventuali Qz e Kfeld; -Le rocce ultramafiche da biotite, antofillite ed orneblenda

44 FASI SCOMPARSE andalusite epidoto/zoisite clorite talco actinolite albite NUOVE FASI sillimanite plagioclasio grossularia cordierite biotite antofillite orneblenda Al 2 SiO 5 Al 2 SiO 5 Andalusite sillimanite 4Ca 2 Al 3 Si 3 O 12 (OH) + SiO 2 5CaAl 2 Si 2 O 8 + Ca 3 Al 2 Si 3 O H 2 O Epidoto/zoisite quarzo anortite grossularia fluido (Mg,Fe) 5 Al 2 Si 3 O 10 (OH) 2 + KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 + 2SiO 2 clorite muscovite quarzo K(Fe,Mg) 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 + (Mg, Fe) 2 Al 4 Si 5 O 18 + H 2 O biotite cordierite fluido

45 7Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 8 3Mg 7 Si 8 O 22 (OH) 2 + 4SiO H 2 O talco antofillite quarzo fluido 7(Mg,Fe) 5 Al 2 Si 3 O 10 (OH) Ca 2 (Mg,Fe) 5 Si 8 O 22 (OH) 2 +12Ca 2 Al 3 Si 3 O 12 (OH)+ 14SiO 2 clorite actinolite epidoto (zoisite) quarzo 25Ca 2 (Mg,Fe) 4 Al 2 Si 7 O 22 (OH) 2 + H 2 O Orneblenda fluido Ad eccezione della prima reazione (andalusite sillimanite) tutte le altre sono REAZIONI DI DISIDRATAZIONE. Se si aumenta ancora la pressione e la temperatura si realizza un METAMORFISMO DI ALTO GRADO -le rocce peltiche: plagioclasio, sillimanite e cordierite (quarzo e k-feld); -Le quarzo-feldspatiche: plagioclasio, cordierite, almandino-piropo (quarzo e k-feld); -Le rocce calcaree: wollastonite, grossularia, e diopside, oppure plagioclasio, diopside e grossularia; -Le rocce basiche: plagioclasio, diopside e almandino/piropo, oppure da plagioclasio, iperstene ed almandino/piropo; -Le rocce ultramafiche: iperstene, almandino/piropo, e diopside.

46 FASI SCOMPARSE NUOVE FASI muscovite calcite orneblenda antofillite biotite KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 + SiO 2 KAlSi 3 O 8 + Al 2 SiO 5 + 2H 2 O Muscovite quarzo K-Feld sillimanite fluido wollastonite diopside iperstene almandino/piropo CaCO 3 + SiO 2 CaSi 3 + CO 2 calcite quarzo wollastonite fluido Ca 2 Mg 4 Al 2 Si 7 O 22 (OH) 2 CaMgSi 2 O 6 + 3MgSiO 3 + CaAl 2 Si 2 O 8 + H 2 O orneblenda diopside iperstene plagioclasio fluido Mg 7 Si 8 O 22 (OH) 2 7MgSiO 3 + SiO 2 + 2H 2 O antofillite iperstene quarzo fluido K(Fe,Mg) 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 + 3SiO 2 KAlSi 3 O 8 + 3(Mg,Fe)SiO 3 + H 2 O biotite quarzo k-feldspato iperstene fluido (Mg,Fe) 2 Al 4 Si 5 O 18 + (Mg,Fe) 7 Si 8 O 22 2(Mg,Fe) 3 Al 2 Si 3 O 12 +3(Mg,Fe)SiO 3 cordierite antofillite almandino/piropo iperstene 4SiO 2 + H 2 O quarzo fluido

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48 Metamorfismo retrogrado Il metamorfismo retrogrado si realizza quando rocce, inizialmente soggette ad un incremento di pressione temperatura, vengono successivamente riportate a valori inferiori. FATTORI CHE INIBISCONO IL METAMORFISMO RETROGRADO: 1. le reazioni chimiche avvengono più velocemente ad elevate temperature; da ciò si evince che durante il metamorfismo retrogrado le reazioni procedono molto più lentamente. Se l abbassamento di temperatura si realizza lentamente allora si ha più possibilità di formare associazioni mineralogiche retrograde. 2. Le fasi fluide perse durante il metamorfismo progrado, non sono poi più disponibili, quindi sarà impossibile riformare fasi idrate in assenza di fluidi. 3. I fluidi, inoltre catalizzano le reazioni chimiche.

49 Fonti: J. Winter - Lezioni per il corso di Igneous Petrology. G. Negretti Fondamenti di petrografia. S. A. Nelson Lecture Notes on metamorphic petrology (EENS 212 home page) M. Lustrino - Dispense del Corso di Petrografia con elementi di Mineralogia (A.A. 2006/2007)