Fondamenti di Geologia. cos è un granito. cos è un granito. crosta continentale e graniti origine dei graniti

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1 3 Fondamenti di Geologia Sergio Rocchi Dipartimento di Scienze della Terra Via S. Maria, 53 Mail: Lezioni: cos è un granito 4 cos è un granito crosta continentale e graniti origine dei graniti fusione crosta sup + inf fusione mantello mixing segregazione magma trasporto magma messa in posto magma graniti e geodinamica AGI Glossary of Geology: (a) In the IUGS classification, a plutonic rock with Q between 20 and 60 and P/(A+P) between 10 and 65. (b) A plutonic rock in which quartz constitutes 10 to 50 percent of the felsic components and in which the alkali feldspar/total feldspar ratio is generally restricted to the range of 65 to 90 percent. Rocks in this range of composition are scarce, and sentiment has been growing to expand the definition to include rocks designated as adamellite or quartz monzonite, which are abundant in the U.S. (c) Broadly applied, any holocrystalline, quartz-bearing plutonic rock. Syn: granitic rock. Etymol: Latin granum, ''grain''.

2 Q granito sieno a feldspato granito alcalino sienite a feldspati Aalcalini foid-sienite sienite mineralogi e composizione monzo grano tonalite granito diorite monzonite foid-monzo sienite foid-monzo diorite foid-monzo gabbro foidolite diorite gabbro md/mg P foid-diorite foid-gabbro Q: quarzo A: feldspato potassico + albite (An0-An5) P: plagioclasio (An5-An100) F F: feldspatoidi rocce ignee schema classificativo semplificato indice di colore > 90 quarzo no scarso relativam. abbondante no plagioclasio >> feldspato alcalino plag. > felds.alc. feldspati peridotite rocce pirossenite plutoniche dunite gabbro diorite rocce vulcaniche basalto andesite < 20 scarso plag. felds.alc. granodiorite monzonite dacite latite utilizzabile sul terreno e per campioni macro abbondante plagioclasio < feldspato alcalino sienite granito trachite riolite maggiori costituenti della crosta, rocce plutoniche più abbondanti nella crosta superiore costituiscono una sorta di immagine al negativo della regione sorgente, e quindi sono delle sonde delle parti inaccessibili della terra (nelle zone di subduzione) associati a regioni di attività tettonica sorgenti di arcosi, arenarie, argille associati a mineralizzazioni materiali lapidei da oltre 200 anni è chiaro come sia importante studiare i graniti, e la complessità dell argomento ha generato il cosiddetto PROBLEMA DEI GRANITI

3 il problema dei graniti - storia 9 crosta sup - fluid-absent melting 11 sedimentari (Nettunisti) ignei/metamorfici (Plutonisti) metasomatici (Trasformisti) ignei (Magmatisti) origine graniti fusione crosta fusione mantello ibridizzazione magmi cristallizzazione frazionata mantello placca subdotta fusi anatettici primari mingling, mixing, MFC, AFC crosta P (Gpa) muscovite dehydration melting Ms+Pl+Qtz Kfs+Als+L + 25 C/km 40 C/km T ( C) P (Gpa) biotite dehydration melting Bt+Pl+Als+Qtz Kfs+Grt+L + 25 C/km 40 C/km T ( C) fusione crosta superiore 10 crosta sup - fluid-present melting 12 aumento T riequilibrio geoterma dopo ispessimenti crostali ruolo di H2O dehydration melting (muscovite e biotite) muscovite breakdown fusione a T relativamente bassa quantità di fuso al di sotto di RCMP-CMF graniti peralluminosi biotite breakdown fusione a T più alte fuso prodotto supera RCMP-CMF monzograniti peralluminosi-metalluminosi saturaz. H2O = H2O presente in fase vapore fusione può iniziare a T relativamente basse capacità movimento fusi limitata contributo crosta sup? fusi iniziali di tipiche rocce crostali (composiz. pelitica o quarzo-feldspatica) hanno composiz. granitica P (Gpa) fusione in condizioni di saturazione di H 2 O + 25 C/km 40 C/km T ( C)

4 produzione fusi crosta sup fusione crosta inferiore La base della crosta è una discontinuità reologica e di densità alla base della crosta ristagnano i fusi (T!1200 C) in risalita dal mantello questo straordinario apporto di calore induce la fusione della crosta inferiore hornblende dehydration melting P (Gpa) C/km 40 C/km Hbl+Pl+Qtz Cpx+Pl+Ilm+H 2 O T ( C)

5 fusione mantello 17 modifica composizione iniziale 19 Gradiente geotermico variazione della Temperatura con la profondità Sorgenti di calore accrezione e differenziazione primaria energia gravitazionale --> calore feedback dissipazione calore da nucleo verso esterno decadimento isotopi radioattivi U, Th, K concentrati nella crosta 40% del flusso di calore Trasferimento di calore Radiazione Conduzione Convezione crosta sup cristallizzaz. frazionata bassa P AFC - mixing base crosta inf cristallizzazione frazionata underplating - refilling - MASH mantello fusione parziale mantello disidratazione slab -> metasomatismo mantello, autometasomatismo fusione del mantello - genesi del magma 18 segregazione 20 il magma si genera quando la temperatura è sufficientemente alta da permettere la fusione (parziale) di porzioni del mantello o della crosta il mantello (normalmente ) se fonde (parzialmente) dà luogo a magmi basaltici la crosta (normalmente solida) se fonde (parzialmente) dà luogo a magmi riolitici la fusione è possibile se: A. T della sorgente aumenta (poco verosimile nel mantello, più probabile nella crosta) B. P della sorgente diminuisce (decompressione adiabatica per assottigliamento del mantello sovrastante) C. Solidus si sposta verso T più basse (apporto di fluidi nella sorgente) PRESSIONE - PROFONDITA' geoterma TEMPERATURA C A B curva temperature di Solidus (inizio fusione) + curva T di Liquidus (fusione completa)

6 segregazione trasporto - risalita magma driving pressure (Pd) Pd = Ph + P0 Pvis Sh Ph = hydrostatic pressure Plithostatic (top magma reservoir) Plithostatic (tip magma column) depth of magma source integrated crust density over magma source integrated density of rising magma P0 = magma chamber overpressure - negligible if low volatiles Pvis = viscous pressure drop - little influence (0.5 MPa km-1) Sh = tectonic stress

7 messa in posto sotto la superficie della Terra solida raffreddamento lento intrusioni profonde (plutoni, batoliti) intrusioni superficiali (dicchi, sill, laccoliti) sopra la superficie della Terra solida raffreddamento veloce; talvolta vetro vulcani /1007/volcanic.html 26 messa in posto - intrusioni profonde 28

8 messa in posto - intrusioni profonde 29 dimensioni e forma magma emplacement - progressi 32 time = research progress assembly cryptic clear depth emplacement space-making diapir segregation generation ascent

9 messa in posto a pulsi di magma 33 ambientazione geodinamica 35 geodinamica 34 36

10 37 divergenti plagiograniti ciclo di Wilson convergenti oceano-oceano magmatismo calcoalcalino continente-oceano graniti orogenici calcoalcalini continente-continente graniti collisionali graniti post-collisionali (tardo-orogenici) intraplacca graniti post-orogenici graniti anorogenici (magmatismo) di rift intracontinentale