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Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA 2012-13 Roberto Braga - 1 11. Le rocce metamorfiche.

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Presentazione sul tema: "Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA 2012-13 Roberto Braga - 1 11. Le rocce metamorfiche."— Transcript della presentazione:

1 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga Le rocce metamorfiche

2 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 2 Per studiare Introduzione allo studio delle rocce (DArgenio B., Innocenti F. & Sassi F.P UTET, Torino) –i capitoli sulle definizione dei concetti generali, le strutture e i criteri classificativi

3 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 3 Definizioni Il Metamorfismo è il processo petrogenetico che trasforma la mineralogia e la struttura di una roccia pre-esistente. Le trasformazioni avvengono in condizioni di subsolidus (allo stato solido), in risposta a cambiamenti di Pressione e Temperatura Inoltre … Fluidi acquosi (±CO 2 ) possono essere presenti in micro- nanoporosità, in inclusioni fluide nei minerali o lungo i bordi dei minerali. Il metamorfismo e magmatismo possono coesistere nello spazio e nel tempo In estrema sintesi, ci sono 2 tipi di metamorfismo –Regionale, legato alle zone di collisione tra placche –Contatto, legato alla vicinanza di una sorcente di calore come unintrusione magmatica

4 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 4 Orneblendite roccia ignea intrusiva: minerale nero, orneblenda (Mg,Fe,Ca anfibolo); bianco, plagioclasio (Na,Ca) + quarzo) Val dUltimo (Italia) Eclogite roccia metamorfica: rosso, granato (Mg,Fe,Ca); verde, onfacite (Na,Ca clinopirosseno) Norvegia Trasformazioni mineralogiche

5 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 5 Trasformazioni strutturali Granito, struttura pseudoporfirica isotropa con grossi (cm) cristalli euedrali di ortoclasio in un aggregato allontriomorfo granulare costituito da plagioclasio + quarzo + biotite Metagranito, struttura anisotropa costituita da grossi (cm) cristalli ovoidali di alcali-feldspato circondati da livelli (foliazione) ricchi di biotite + quarzo ± plagioclasio Or Pl + Qtz+ Bio A-feld

6 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 6 Fattori di controllo Temperatura (T) Pressione (+ Deformazione) (P) Presenza di fluidi La loro variazione rappresenta il motore del processo petrogenetico metamorfico. Dove sono avvenuti, nella storia geologica della Terra, e dove avvengono tuttora queste variazioni di T, P e fluidi?

7 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga Fondo oceanico (dove le placche litosferiche si allontanano) 3. Dove si formano le montagne (zone di collisione tra placche litosferiche) 3. Al contatto con intrusioni magmatiche 1. Allinterno di bacini sedimentari

8 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 8 Temperatura Per convenzione, si ritiene che il processo metamorfico inizi a temperature superiori a 150 ± 50°C –Al di sotto di quella T, avvengono i processi diagenetici, compresi la maturazione della materia organica depositata in bacini sedimentari (origine degli idrocarburi; carbone) La T facilita la ricristallizzazione dei minerali del protolite, aumentandone la dimensione dei minerali Rocce metamorfiche a grana grossa sono, spesso, il risultato di trasformazioni metamorfiche avvenute ad alte temperature

9 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 9 Temperatura (Una storia del fango) Slate o Ardesia: Roccia Metamorfica formatasi a c. 200°C

10 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 10 Granato Mica bianca (grana grossa) Temperatura Mica bianca (grana fine, invisibile ad occhio nudo. Produce la lucentezza sericea della superficie) Fillade a granato: Roccia Metamorfica formata a c °C Micascisto a Granato Roccia Metamorfica formata a c. 500°C

11 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 11 Temperatura 15 mm Bt Gt Qtz + Crd Fels a Granato e Cordierite, Vibo Marina (Calabria) T >700°C Coll. Didattica DTSGA-BO

12 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 12 GranitoOrtogneiss ! Attenzione! La dimensione dei granuli può essere anche un carattere ereditato dal protolite.

13 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 13 Migmatite Roccia Metamorfica di alta temperatura (>700°C) fino a fusione parziale (coesistenza di metamorfismo e magmatismo) Temperatura Esslingen, 2009

14 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 14 Grado Metamorfico Il grado metamorfico è proporzionale alla temperatura a cui è avvenuta la ricristallizzazione della roccia metamorfica –In prima approssimazione, una roccia metamorfica a grana grossa è una roccia di alto grado metamorfico (sempre che il protolite non fosse stato una roccia a grana grossa) –Sarebbe meglio fare considerazioni sui minerali metamorfici presenti. Ad es: rocce metapelitiche a Bio sono di grado più alto di metapeliti a Mus –In prima approssimazione Verde, basso grado met. Giallo, medio grado met. Rosso, alto grado met.

15 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 15 Fattori di controllo Temperatura (T) Pressione (+ Deformazione) (P) Presenza di fluidi

16 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga Corsica, maggio 2009 B Pressione e Deformazione Le rocce sono generalmente metamorfosate allinterno della crosta della Terra, nelle zone di collisione tra continenti (dove nasce una catena di monti). Spesso, durante il metamorfismo le rocce subiscono la P delle rocce adiacenti Quando si esercita più pressione lungo una direzione preferenziale, la roccia si deforma. A seconda della velocità di applicazione della pressione e alle condizioni PT alle quali avviene la deformazione possiamo avere –Deformazioni fragili (fratture, faglie) (Fig. A) –Deformazioni duttili [pieghe (v. Fig. B), foliazioni, lineazioni] A

17 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 17 Pressione (a) Sezione di un campione con minerali aciculari/lamellari orientati casualmente. (b), la roccia fluisce viscosamente in risposta alla compressione (il tutto avviene in Ma!!) –I minerali ruotano e tendono ad una posizione di equilibrio che ha unorientazione normale alla direzione della pressione. La struttura chiamata foliazione è il risultato macroscopico della compressione. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.

18 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 18 Foliazione Foliazione = Ogni struttura planare sistematicamente ripetuta in un campione di roccia Da cosa sono costituiti i piani??? –Alternanza litologica –Variazione di grana –Piani di fratture –Orientazione della forma dei granuli –Orientazione preferenziale di minerali –Combinazione tra i suddetti

19 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 19 Scistosità E un tipo particolare di foliazione La scistosità è una struttura planare costituita dallorientazione preferenziale di minerali o aggregati di minerali lamellari (miche).

20 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 20 Lineazione Ogni struttura lineare sistematicamente ripetuta in un campione di roccia

21 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 21 Fattori di controllo Temperatura (T) Pressione (+ Deformazione) (P) Presenza di fluidi

22 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 22 Fluidi Fluidi sono presenti in tutti i processi petrogenetici Fluido metamorfico: fase costituita essenzialmente da H 2 O, CO 2 e altri soluti come K+, Na+, Cl-, Si Quindi, trasportano massa (cioè elementi) IMPORTANTE: i fluidi sono i responsabili di importanti processi di trasformazione di rocce, ad es.: Trasformano rocce anidre in rocce idrate –idratazione (a.d. alterazione deuterica) –serpentinizzazione

23 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 23 Fluidi N//NXAnf 200μm Tesi Marco Palmieri (2009) Anf, anfibolo (~ 2 wt% H 2 O) Cpx, clinopirosseno (~ 0 wt% H 2 O) Anf Cpx IMPORTANTE: i fluidi reagiscono con i minerali per produrre minerali secondari (c.d. alterazione deuterica)

24 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 24 N//NX Pl Qt 200μm Chl Bio Tesi Marco Palmieri (2009) Pl, plagioclasio Qt, quarzo Bio, biotite (~ 3-4 wt% H 2 O) Chl, clorite (~ wt% H 2 O) Fluidi IMPORTANTE: i fluidi reagiscono con i minerali per produrre minerali secondari (c.d. alterazione deuterica)

25 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 25 Da: JG Sclater, NATURE 2003 Attualmente, uno dei luoghi dove avviene unintensa interazione tra fluidi e rocce è il fondale oceanico. Il calore prodotto dal magma innesca dei circuiti idrotermali che trasformano e idratano le rocce femiche (gabbri, basalti) ed ultrafemiche (peridotiti) della crosta oceanica Fluidi

26 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 26 Serpentinite Roccia metamorfica prodotta da reazioni di idratazione di rocce femiche e ultrafemiche Queste reazioni trasformano l olivina e l ortopirosseno in serpentino (Fe,Mg) 2 SiO 4 + H 2 O = Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + Fe 3 O 4 Le rocce metamorfiche ricche di serpentino si chiamano … serpentiniti (rocce di colore verde scuro/nero) Ol Mt Serp 4 mm

27 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 27 Serpentinite serpentinite basalto breccia Cava di Rosso di Levanto – Reggimonti (SP)

28 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 28 Oficalcite Breccia di serpentinite Serpentinite Vene di calcite

29 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 29 Valle dAosta Nome Petrografico –Serpentinite Nome Commerciale –Verde Alpi Protolite –Peridotiti Serpentinite screziata, struttura non orientata (massiva). Le differenze di colore: –Verde chiaro, porzioni di serpentino puro; –Verde scuro, microaggregato di serpentino+magnetite –Bianco, vena di calcite

30 Petrografia per TEcnologie e Diagnostica per la COnservazione ed il Restauro dei BB. CC. - AA Roberto Braga - 30 Lombardia Nome Petrografico –Serpentinoscisto Nome Commerciale –Verde Serpentino Provenienza –prov. Sondrio Protolite: –Peridotiti, Pirosseniti Struttura scistosa


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