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Corso di PETROGRAFIA Laurea Triennale in Geologia A.A. 2010-2011 Angelo Peccerillo tel: 075 5852608 home page:

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1 Corso di PETROGRAFIA Laurea Triennale in Geologia A.A Angelo Peccerillo tel: home page: Lezione del 13 Ottobre 2011

2 Struttura dei liquidi silicatici miscela di ossidi o miscela di silicati?

3 Silicati Tetraedro Si-O

4 Tipi di silicati Nesosilicati Inosilicati Fillosilicati Tectosilicati

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

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

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

8 Grado di polimerizzazione Fuso polimerizzato Fuso depolimerizzato

9 Grado di polimerizzazione dei magmi Costruttori di polimeri (Si, P) Distruttori di polimeri (Ca, Mg, Fe, Na, etc.) H 2 O? CO 2 ? Magmi: miscela di silicati

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

11 Componenti volatili dei magmi H 2 O, CO 2, Cl, F, S, gas nobili

12 Solubilità di H 2 O e CO 2 nei magmi in funzione della pressione. La solubilità di CO 2, 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. 0,1 GPa (GigaPascal) = 1 kbar = 1000 bar = m di H 2 O =  3.5 km 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. I Magmi (composizione )

13 H O % 2 Temperatura °C Solubilità di H 2 O nei magmi riolitici a 0.1 GPa (3.5 km) CO 2 % Temperatura °C Solubilità di CO 2 nei magmi basici a 0.1 GPa (3.5 km)

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

15 TEMPERATURA

16 Temperatura Magmasurriscaldato Temperatura di Solidus Temperatura di Liquidus Cristalli + Liquido Roccia Tutto solido Tutto liquido

17 Presione (GPa) Temperatura (°C) 1.0 BASALTO Solidus anidro Liquidus anidro solidusliquidus Solidus idrato Liquidus idrato Temperature di solidus e liquidus vs. Pressione

18 VISCOSITA’

19 Viscosità.

20

21 Pascal. sec e Poise Sistema InternazionaleSistema Internazionale è il pascal per secondopascalsecondo

22 Viscosità

23 Viscosità dei magmi anidri

24 Effetto di H 2 O sulla viscosità in un liquido riolitico Log 10  H 2 O % += O° (O bridging) + H 2 O (vapore) = 2 OH

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

26 Log 10  T °C Riolite Basalto Effetto della temperatura sulla viscosità

27 Viscosità dei magmi e Vulcanologia Magmi basaltici fluidi Magmi acidi viscosi

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

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

30 DENSITA’

31  =  M i X i /  V i X i Densità Dove –M i = peso molecolare del componente i –X i = frazione molare del componente I –V i = 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., M i ~30 g/mol per Si 1/2 O 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

32 SiO 2 Basici Intermedi Acidi La viscosità diminuisce dai magmi basici a quelli acidi

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


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