Corso di PETROGRAFIA Laurea Triennale in Geologia

1. A.A. 2012-2013 Corso di PETROGRAFIA Laurea Triennale in Geologia Angelo Peccerillo tel: 075 5852608 e-mail: angelo.peccerillo@unipg.it home page: www.unipg.it/pecceang/ Lezione del 11 Dicembre 2012

2. Origine dei magmi

3. I magmi si formano per fusione parziale delle rocce (anatessi) nel Mantello superiore Crosta continentale intermedia o profonda

4. Camera magmatica Camera magmatica I magmi di origine mantellica provengono in gran parte dall’astenosfera e più raramente dal LID: essi possono risalire direttamente in superficie, oppure stazionare in corpi intrusivi (camere magmatiche) prima dell’eruzione Crosta Moho Lid Mantello Astenosfera I magmi eruttati in superficie sono circa 15-20% del totale

5. I magmi del mantello Basalti I basalti costituiscono la quasi totalità dei magmi mantellici. Questi hanno composizione basica, con variabile contenuto in alcali. In condizioni effusive formano rocce scure, afiriche o porfiriche costituite da plagioclasio calcico, pirosseno± olivina. In condizioni intrusive formano gabbri Altri magmi mantellici Kimberliti, picriti, nefeliniti, carbonatiti, etc.

6. Basalto Gabbro

7. Classificazione dei vari tipi di basalto sulla base dei contenuti in alcali e silice. • Basalti subalcalini • Basalti transizionali • Basalti alcalini

8. Condizioni di formazione dei vari tipi di basalto • La formazione dei vari tipi di basalto è funzione di: • Pressione • Grado di fusione parziale (1 – 20% circa) • Abbondanza e tipi di fluidi presenti nel mantello • Composizioni chimiche anomale della peridotite

9. Condizioni idrate F = 10-15% circa P = 1-2 GPa circa basalti calcalcalini Condizioni anidre o idrate F = 20% circa P = 1 GPa circa basalti tholeiitici Condizioni anidre o CO2 F < 5% circa P = 2 GPa circa basalti alcalini Composizioni chimiche anomale (Metasomatismo) F < 5% circa P = 1-2 GPa circa basalti alcalini

10. Carbonatiti: F < 5%; CO2; P = 2.5 GPa Kimberliti: F < 5%; H2O + CO2; P > 2.5 GPa Nefeliniti: F < 5%; CO2; P = 2 GPa circa, metasomatismo

11. Fusione della crosta continentale La crosta continentale ha composizione media di tipo andesitico: crosta inferiore basica (anfiboli, pirosseni, plagioclasi), crosta superiore acida (quarzo, feldspati)

12. Condizioni di fusione della crosta profonda L’anatessi crostale si può verificare soltanto in condizioni termiche anomale Queste si generano quando si ha risalita di basalti dal mantello, che si fermano dentro la crosta profonda o alla Moho (underplating) generando un forte incremento della T La fusione della crosta continentale genera magmi acidi (graniti-rioliti) che possono diventare intermedi (tonaliti-andesiti) per elevati gradi di fusione parziale

13. Abbiamo spiegato i basalti Abbiamo spiegato i graniti ….come spiegare tutti gli altri magmi?

14. Processi di differenziazione dei magmi

15. Processi di differenziazione dei magmi • Cristallizzazione frazionata • Assimilazione di rocce incassanti • Mescolamento fra magmi. Questi processi possono verificarsi sia separatamente che contemporaneamente. Quest’ultimo caso è di gran lunga più comune.

16. Cristallizzazione frazionata La CRISTALLIZZAZIONE FRAZIONATA consiste nella cristallizzazione e separazione dei minerali all’interno dei corpi magmatici in raffreddamento. Questo processi avviene in genere in zone di stazionamento del magma (CAMERE MAGMATICHE) dove il magma si ferma per periodi più o meno lunghi e subisce un decremento di temperatura con conseguente formazione dei minerali. N.B. La separazione dei minerali determina un cambiamento della composizione chimica dei liquidi residuali. Questi ultimi risultano impoveriti di quegli elementi che preferiscono entrare nei minerali, mentre si arricchiscono di quegli elementi che preferiscono restare nel liquido.

17. Cristallizzazione frazionata Nei magmi basaltici subalcalini la sequenza di cristallizzazione dei minerali in condizioni crostali costituisce la cosiddetta SERIE DI BOWEN. Vengono quindi prodotti magmi progressivamente impoveriti in MgO, FeO e CaO e arricchiti in K2O, Na2O, e SiO2.

18. Effetti della cristallizzazione frazionata SiO2 Na2O K2O MgO FeO CaO Al2O5 MgO Al2O3 15 CaO FeOt 10 K2O peso % ossidi Na2O 5 P2O 50 60 70 SiO2 %

19. ….come spiegare tutti gli altri magmi? ?????? ?????? ??????

20. Variazione in alcali e silice dei magmi durante la cristallizzazione frazionata di diversi magmi capostipiti. Notare come i magmi alcalini si fermino a composizione intermedie rispetto a quelli subalcalini. Cristallizzazione frazionata L’insieme dei magmi (e di rocce magmatiche) a diverso grado di evoluzione derivati da un unico tipo di magma capostipite prende il nome di SERIE o ASSOCIAZIONE MAGMATICA. Vedremo in seguito che i diversi ambienti tettonici sono caratterizzati da diverse serie magmatiche e questo rende lo studio delle rocce magmatiche uno strumento di straordinaria importanza per le ricostruzioni geodinamiche.