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Corso di PETROGRAFIA Laurea Triennale in Geologia

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 3 Ottobre 2012. Struttura dei liquidi silicatici miscela di ossidi o miscela di silicati?.

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Presentation Transcript

  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 3 Ottobre 2012

  2. Struttura dei liquidi silicaticimiscela di ossidi o miscela di silicati?

  3. SilicatiTetraedro Si-O

  4. Nesosilicati Fillosilicati Inosilicati Tectosilicati Tipi di silicati

  5. Nesosilicato Nesosilicato fuso Minerali e fusi silicatici (Fuso poco polimerizzato)

  6. Silice liquida (~ magma acido) Silice cristallina (es. quarzo) Minerali e fusi silicatici Fuso molto polimerizzato

  7. Ossigeno ponte Distruttori di polimeri (Ca, Mg) Ossigeno non-ponte Silicio Minerali e fusi silicatici Inosilicato Inosilicato fuso

  8. Grado di polimerizzazione Fuso polimerizzato Fuso depolimerizzato

  9. Magmi: miscela di silicati • Grado di polimerizzazione dei magmi • Costruttori di polimeri (Si, P) • Distruttori di polimeri (Ca, Mg, Fe, Na, etc.) H2O? CO2?

  10. EFFETTO DEPOLIMERIZZATORE DELL’ACQUA + = H O O ° 2 O H 2 + = (O bridging) (vapore) CO2 si dissolve nei magmi come molecole di CO2

  11. Componenti volatili dei magmiH2O, CO2, Cl, F, S, gas nobili

  12. 0,1 GPa (GigaPascal) = 1 kbar = 1000 bar = 10000 m di H2O =  3.5 km I Magmi (composizione) Per sciogliere i volatili nei magmi sono necessarie elevate pressioni; se queste diminuiscono, come avviene quando il magma si avvicina alla superficie, i volatili essolvono dal fuso [si liberano formando una fase separata] generando vescicole. Solubilità di H2O e CO2 nei magmi in funzione della pressione. La solubilità di CO2, è molto più bassa rispetto a quella dell'acqua e raggiunge valori significativi soltanto ad alta pressione, all’interno del mantello. Esiste anche una certa variabilità della solubilità dell’acqua in funzione della composizione dei magmi.

  13. H O % 2 Solubilità di H2O nei magmi riolitici a 0.1 GPa (3.5 km) Solubilità di CO2 nei magmi basici a 0.1 GPa (3.5 km) 5 0.1 4 0.08 0.06 3 CO2% 2 0.04 0.02 1 0 0 700 800 900 1000 1100 900 1000 1100 1200 1300 Temperatura °C Temperatura °C

  14. Caratteristiche fisiche dei magmi • Temperatura • Viscosità • Densità • Capacità termica, entapia, entropia

  15. TEMPERATURA

  16. Temperatura Temperatura di Solidus Temperatura di Liquidus Cristalli + Liquido Tutto liquido Tutto solido Magma surriscaldato Roccia

  17. RIOLITE 1.0 Liquidus idrato 0.8 Solidus idrato Liquidus anidro Solidus anidro Liquidus idrato Solidus anidro Solidus idrato 0.6 Presione (GPa) 0.4 Liquidus anidro 0.2 solidus 0.0 600 800 1000 1200 1400 Temperatura (°C) Temperature di solidus e liquidus vs. Pressione BASALTO 1.0 0.8 0.6 Presione (GPa) 0.4 0.2 liquidus 0.0 600 800 1000 1200 1400 Temperatura (°C)

  18. VISCOSITA’

  19. . Viscosità

  20. Pascal.sec e Poise Sistema Internazionale è il pascal per secondo

  21. Viscosità

  22. Viscosità dei magmi anidri

  23. Effetto di H2O sulla viscosità in un liquido riolitico 10 8 Log10 6 4 2 0 2 4 6 8 H2O % + = H O O ° 2 O H 2 + = (O bridging) (vapore)

  24. Effetto della pressione sulla viscosità Modeste variazioni conseguenti al cambio di coordinazione di Al da tetraedrica a ottaedrica con l’aumentare della pressione

  25. 10 8 Riolite 6 4 Basalto 2 1000 1200 1400 T °C Effetto della temperatura sulla viscosità Log10

  26. Viscosità dei magmi e Vulcanologia Magmi acidi viscosi Magmi basaltici fluidi

  27. Magma basico fluido = eruzioni effusive Magma acido viscoso = eruzioni esplosive Viscosità dei magmi e Vulcanologia

  28. Viscosità dei magmi e petrografia Magma basico fluido = cristalli Magma acido viscoso = vetro L’elevata viscosità dei magmi acidi favorisce la formazione di vetro vulcanico Ossidiana - Pomice

  29. DENSITA’

  30. Densità r = SMiXi/SViXi • Dove • Mi = peso molecolare del componente i • Xi = frazione molare del componente I • Vi= volume molare del componente i • Gli ossidi principali possono essere considerati come i componenti • I vari ossidi hanno simimi volumi molari • Ma i pesi molecolari sono molto diversi (es., Mi ~30 g/mol per Si1/2O and ~72 g/mol for FeO), e, pertanto, essi controllano la densità dei magmi • I magmi hanno in genere una densità pari al 90% della roccia solida equivalente

  31. Basici SiO2 Intermedi Acidi La viscosità diminuisce dai magmi basici a quelli acidi

  32. Schema sinottico di alcune caratteristiche fondamentali dei magmi Mobilità degli elementi = Capacità di formare minerali

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