CRITERIO MINERALOGICO Classificazione delle rocce ignee plutoniche faneritiche La classificazione delle Rocce intrusive si basa sul CRITERIO MINERALOGICO

Classificazione di Streckeisen La classificazione delle rocce ignee plutoniche faneritiche è anche detta Classificazione di Streckeisen

- MINERALI FONDAMENTALI Streckeisen propose di distinguere nelle rocce ignee intrusive due gruppi di minerali: - MINERALI FONDAMENTALI - MINERALI ACCESSORI I minerali fondamentali sono quelli che controllano il processo petrogenetico che porta alla formazione delle rocce. Questi minerali vengono utilizzati per la classificazione.

Q = Quarzo (ma anche tridimite e cristobalite) I minerali fondamentali per la stragrande maggioranza delle rocce plutoniche della crosta sono raggruppati in quattro categorie, mentre i minerali accessori rientrano in un unico gruppo. Più del 99% delle rocce ignee plutoniche affioranti sulla crosta può venire classificato utilizzando quattro categorie dei minerali fondamentali, ossia: Q = Quarzo (ma anche tridimite e cristobalite) A = Feldspati alcalini inclusa l’albite (da An0 ad An5) P = Plagioclasi (da An5 ad An100) F = Feldspatoidi (essenzialmente nefelina).

Solo una piccolissima parte delle rocce ignee plutoniche affioranti sulla crosta può venire classificata utilizzando un quinto parametro, definito: M = minerali femici ed altri (olivine, pirosseni, anfiboli, miche, melilite, minerali opachi, zircone, apatite, titanite, epidoti, allanite, carbonati, etc.). Ad eccezione delle rocce in cui M >90, tutte le rocce sono classificate tramite i parametri Q, A, P, F che rappresentano minerali non femici.

Gruppo dei feldspati I feldspati costituiscono il gruppo più importante dei minerali costituenti le rocce. Formano circa il 60% della crosta terrestre. Ai feldspati può essere assegnata la formula generale W(ZO2)4 dove W è un grosso catione (K, Na, Ca) che si dispone negli ampi spazi esistenti fra l’impalcatura tridimensionale dei tetraedri Z-O. Z = Si, Al Il bilancio di cariche richiede che si abbia Al in uno o due dei quattro tetraedri a seconda che il catione W sia mono- o bivalente. W

Classificazione dei feldspati Nei feldspati si possono distinguere due serie principali: Feldspati a K-Na, o FELDSPATI ALCALINI Feldspati a Na-Ca, o PLAGIOCLASI CaAl2Si2O8 Plagioclasi Feldspati NaAlSi3O8 Feldspati alcalini KAlSi3O8

Le relazioni esistenti tra le prime due serie sono descritte in un diagramma ternario che mostra i campi di miscibilità ad alta temperatura e la nomenclatura dei vari termini composizionali. (K) (Na) (Ca) Feldspati alcalini Plagioclasi

Curva di solvus

Non esistono feldspati con composizioni che cadono nel campo rosso denominato SOLVUS. (K) (Na) (Ca) Feldspati alcalini Plagioclasi Solvus

Gruppo dei feldspatoidi I feldspatoidi sono un gruppo di minerali comprendente diverse serie di allumosilicati essenzialmente di sodio, potassio e calcio che hanno, rispetto ai corrispondenti feldspati, un minor contenuto in silice. “Tanta” silice Feldspati Quarzo + Silice “normale” Feldspati “Poca” silice Feldspatoidi

Gruppo dei feldspatoidi Molto meno diffusi dei feldspati, i feldspatoidi possono acquisire (localmente) anche grande importanza. Si riconoscono due serie principali (leucite e nefelina, a diverso rapporto Si/Al). Esempio: KAlSi3O8 - SiO2 KAlSi2O6 Ortoclasio Leucite NaAlSi3O8 - 2 SiO2 NaAlSiO4 Nefelina Albite

La roccia deve contenere almeno Granitoide ricco in Qz 90 60 20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz- Sienite Monzonite Monzodiorite con foidi 5 10 35 65 Sienite a Feldspati alcalini Sienite a Feldspati Alcalini con foidi Monzosienite a nefelina Sienite a nefelina Gabbro a nefelina Qz-Diorite/ Qz-Gabbro/ Diorite/ Gabbro/ Anorthosite Diorite/Gabbro Foidolite (Nefelinite) Quarzolite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feld. alcalini Q A P F Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite [M <90%] La roccia deve contenere almeno il 10% dei minerali QAPF. Normalizzare SEMPRE al 100% Doppio Triangolo di Streckeisen

0% A 100% A C A B 90% A 80% A 70% A 60% A 50% A 40% A 30% A 20% A

100% C 0% C C A B 90% C 80% C 70% C 60% C 50% C 40% C 30% C 20% C

A B C 50% C 50% A

A B C 80% B 20% A

A B C 30% A 60% B 10% C

A B C A = 30% B = 20 % C = 50 % Totale = 100%

Bisogna normalizzare (riportare) a 100 la somma dei parametri che ci interessano. 50% X X 20% C 100% A 90% A 80% A 70% A 60% A 50% A 40% A 40% A 30% A 20% A 10% A

Bisogna normalizzare (riportare) a 100 la somma dei parametri che ci interessano. 20% X X

Doppio triangolo di Streckeisen: Granitoide ricco in Qz 90 60 20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz- Sienite Monzonite Monzodiorite con foidi 5 10 35 65 Sienite a Feldspati alcalini Sienite a Feldspati Alcalini con foidi Monzosienite a nefelina Sienite a nefelina Gabbro a nefelina Qz-Diorite/ Qz-Gabbro/ Diorite/ Gabbro/ Anorthosite Diorite/Gabbro Foidolite (Nefelinite) Quarzolite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feld. alcalini Q A P F Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite Doppio triangolo di Streckeisen: [M <90%] Triangolo superiore (QAP) Gran parte delle rocce ignee plutoniche presenti nella crosta rientra in questo triangolo.

Q A P Costituenti della roccia: 20% Ortoclasio 10% Andesina 30% Augite 10% Magnetite 20% Quarzo 10% Mica Totale 100% A = 20 % P = 10 % Q = 20 % Tot. = 50 % Q Quarzolite Normalizzare a 100: A = 100*20/50 = 40 P = 100*10/50 = 20 Q = 100*20/50 = 40 90 90 Si prendono in considerazione solo: Ortoclasio (A) Andesina (P) Quarzo (Q) Granitoide ricco in Qz 60 60 Granito Granito a Feldspati alcalini Grano- Tonalite diorite Sieno- granito Monzo- granito Qz-Sienite a Feldspati alcalini 20 20 Qz-Diorite/ Qz- Monzodiorite Qz-Gabbro/ Qz-Sienite Qz-Monzonite Qz-Anorthosite Sienite a Feldspati alcalini 5 5 Diorite/Gabbro/ Sienite Monzonite Monzodiorite 10 35 65 90 Anorthosite A P

Q A P Costituenti della roccia 10% Ilmenite 10% Granato 5% Apatite 30% Andesina 30% Anfibolo 15% Quarzo Totale 100% P = 30 % Q = 15 % Tot. = 45 % Q Quarzolite 90 90 Normalizzare a 100: P = 100*30/45 = 66.6 Q = 100*15/45 = 33.3 Granitoide ricco in Qz Si prendono in considerazione solo: Andesina (P) Quarzo (Q) 60 60 Granito Granito a Feldspati alcalini Grano- Tonalite diorite Sieno- granito Monzo- granito Qz-Sienite a Feldspati alcalini 20 20 Qz-Diorite/ Qz- Monzodiorite Qz-Gabbro/ Qz-Sienite Qz-Monzonite Qz-Anorthosite Sienite a Feldspati alcalini 5 5 Diorite/Gabbro/ Sienite Monzonite Monzodiorite 10 35 65 90 Anorthosite A P

Minerali fondamentali Sono quelli la cui presenza (o assenza) fa cambiare completamente il nome di una roccia Granito K-Feldspato Quarzo Plagioclasio Min. Femici Tonalite Quarzo Plagioclasio Min. Femici - K-Feldspato = Granitoide ricco in Qz 90 60 20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz- Sienite Monzonite Monzodiorite 5 10 35 65 Sienite a Feldspati alcalini Qz-Diorite/ Qz-Gabbro/ Diorite/ Gabbro/ Anorthosite Quarzolite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feld. alcalini Q A P Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite Ricordate: K-Feldspato = A (Alcali Feldspati)

Minerali fondamentali Sono quelli la cui presenza (o assenza) fa cambiare completamente il nome di una roccia Granito K-Feldspato Quarzo Plagioclasio Min. Femici Tonalite Quarzo Plagioclasio Min. Femici - K-Feldspato = Minerali Accessori Sono quelli la cui presenza (o assenza) non è necessaria per definire il tipo di roccia Sienite K-Feldspato Plagioclasio Min. Femici Opachi Apatite Sienite K-Feldspato Plagioclasio Min. Femici Opachi - Apatite =

In questo caso i minerali accessori sono Granitoide ricco in Qz 90 60 20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz- Sienite Monzonite Monzodiorite con foidi 5 10 35 65 Sienite a Feldspati alcalini Sienite a Feldspati Alcalini con foidi Monzosienite a nefelina Sienite a nefelina Gabbro a nefelina Qz-Diorite/ Qz-Gabbro/ Diorite/ Gabbro/ Anorthosite Diorite/Gabbro Foidolite (Nefelinite) Quarzolite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feld. alcalini Q A P F Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite [M <90%] In questo caso i minerali accessori sono Tutti i minerali tranne Q-A-P-F

Attenzione al significato delle linee che bordano i campi… Granitoide ricco in Qz 90 60 20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz-Monzonite Qz- Monzodiorite Sienite Monzonite 5 10 35 65 Sienite a Feldspati alcalini Qz-Diorite/ Qz-Gabbro/ Diorite/Gabbro/ Anorthosite Quarzolite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feldspati alcalini Q A P Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite Nei triangoli di Streckeisen le linee rosse ed azzurre non sono parallele ad un lato ma dipartono dal vertice Q verso la base. Lungo queste linee il rapporto A:P resta costante (quello che varia è il contenuto in Q ed il contenuto assoluto in A e P

20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz-Monzonite Qz- Monzodiorite Sienite Monzonite 5 Sienite a Feldspati Qz-Diorite Qz-Gabbro DioriteGabbro Anorthosite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feldspati alcalini A P Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite Q Immaginiamo di avere una roccia con 100 cristalli tutti delle stesse dimensioni 10 35 65 90 Qual è la composizione del pallino verde? Quanti cristalli di Q? Cristalli di P = 65/(65+35) = 65 Cristalli di A = 35/(65+35) = 35

20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz-Monzonite Qz- Monzodiorite Sienite Monzonite 5 Sienite a Feldspati Qz-Diorite Qz-Gabbro DioriteGabbro Anorthosite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feldspati alcalini A P Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite Q Immaginiamo di avere una roccia con 100 cristalli tutti delle stesse dimensioni 10 35 65 90 Qual è la composizione del pallino verde? 5 cristalli di Q e la restante parte (95 cristalli) di A+P Quanti cristalli di A e quanti di P? 61,7/(61,7+33,3)*100 = 65 (95*65)/100 = 61,7 cristalli di P (95*35)/100 = 33,3 cristalli di A

Q Immaginiamo di avere una roccia con 100 cristalli tutti delle stesse dimensioni Qz-Sienite a Feldspati alcalini Granito Grano- Tonalite Granito a Feldspati alcalini Qz-Diorite diorite Qz-Gabbro Sieno- granito Monzo- granito Qz-Anorthosite Sienite a Feldspati alcalini DioriteGabbro 20 20 Qz- Monzodiorite Qz-Sienite Qz-Monzonite Anorthosite 5 5 Sienite Monzonite Monzodiorite A P 10 35 65 90 Qual è la composizione del pallino verde? 20 cristalli di Q e la restante parte (80) di A+P Quanti cristalli di A e quanti di P? 52/(52+28)*100 = 65 (80*65)/100 = 52 cristalli di P (80*35)/100 = 28 cristalli di A

Q Immaginiamo di avere una roccia con 100 cristalli tutti delle stesse dimensioni Qz-Sienite a Feldspati alcalini Granito 50 50 Grano- Tonalite Granito a Feldspati alcalini Qz-Diorite diorite Qz-Gabbro Sieno- granito Monzo- granito Qz-Anorthosite Sienite a Feldspati alcalini DioriteGabbro 20 20 Qz- Monzodiorite Qz-Sienite Qz-Monzonite Anorthosite 5 5 Sienite Monzonite Monzodiorite A P 10 35 65 90 Qual è la composizione del pallino verde? 50 cristalli di Q e la restante parte (50) di A+P Quanti cristalli di A e quanti di P? ~33/(~33+~17)*100 = ~65 (50*65)/100 = ~33 cristalli di P (50*35)/100 = ~17 cristalli di A

Che tipo di Plagioclasio? La % di anortite nei plagioclasi diminuisce dai gabbri alle dioriti/tonaliti/ monzoniti fino ai graniti/sieniti I plagioclasi dei gabbri sono più calcici (%An in genere >50), poi tonaliti (%An 30-50) e graniti/sieniti (%An 10-40) Granitoide ricco in Qz 20 Qz-Sienite a Feldspati alcalini Qz-Monzonite Qz- Monzodiorite Sienite Monzonite 5 10 35 65 90 Sienite a Feldspati alcalini Qz-Diorite/ Qz-Gabbro/ Diorite/Gabbro/ Anorthosite Granito Grano- diorite Tonalite Granito a Feldspati alcalini Q A P Sieno- granito Monzo- Qz-Anorthosite Dim. %An Diminuzione %An Diminuzione %An

Per riassumere, la classificazione di Streckeisen fornisce la possibilità di indicare un nome di base ad una roccia. A questo nome di base si possono aggiungere suffissi o prefissi di tipo: - Mineralogico (es. Granito a biotite) - Microstrutturale (es. Granito porfirico) - Chimico (es. Granito ricco in Sr) - Genetico (es. Granito anatettico crostale) - Tettonico (es. Granito sin-collisionale)

I graniti (o, meglio, le rocce granitoidi, ossia quelle simili ai graniti) formano la maggior parte delle rocce ignee plutoniche continentali.

Le ipotesi sull’origine dei graniti possono essere raggruppate in due modelli principali: Origine in seguito a fusione parziale di un protolito (roccia di partenza) ricco in Si ed Al e povero in Mg e Fe (es. rocce crostali sedimentarie come argille o areniti). Origine in seguito a cristallizzazione frazionata estrema a partire da un fuso basaltico (parleremo meglio in dettaglio di questo argomento più in là nel corso).

Graniti peralluminosi (Al >Na+K+Ca) (Tanto Al). Sulla base dell’indice di saturazione in allumina (ASI) e l’indice peralcalino (IP) le rocce granitoidi (e tutte le rocce felsiche in generale) possono essere distinte in: Graniti peralluminosi (Al >Na+K+Ca) (Tanto Al). Graniti peralcalini (Al <Na+K) (Poco Al). Graniti metalluminosi (Al >Na+K; Al <Na+K+Ca) ------------(Medio contenuto in Al). ASI (Alumina Saturation Index) = Al/(Na+K+Ca) IP (Indice Peralcalino), anche conosciuto come AI (Agpaitic Index) = Al/(Na/K)

Campo NON Peralluminoso e NON Peralcalino: IMPORTANTE: gli indici ASI e IP possono essere applicati a tutte le composizioni di rocce ignee, non solo ai graniti! Al/(Ca+Na+K) Al/(Na+K) 0,5 1 1,5 2 3 Campo NON Peralluminoso e NON Peralcalino: Metalluminoso Campo Peralluminoso (Al > Alcali+Ca) Campo NON Peralcalino (Al > Alcali) Campo Peralcalino (Alcali > Al)

Non esistono composizioni nel campo blu Al/(Ca+Na+K) Al/(Na+K) 0,5 1 1,5 2 3 Campo Peralluminoso Metalluminoso Campo Non esistono composizioni nel campo blu Campo Peralcalino

Non esistono composizioni nel campo blu Massa Mol. Al2O3 = 101,96 Ossido Roccia 1 Roccia 2 Roccia 3 SiO2 63,86 67,95 61,19 TiO2 0,57 0,58 0,69 Al2O3 17,17 15,88 16,84 Fe2O3tot 3,89 4,43 5,47 MnO 0,06 0,07 0,18 MgO 2,72 1,72 0,04 CaO 5,49 3,87 1,28 Na2O 4,20 2,00 9,10 K2O 1,84 3,07 5,18 P2O5 0,20 0,42 0,02 Totale 100,00 Massa Mol. Na2O = 61,98 Massa Mol. K2O = 94,20 Massa Mol. CaO = 56,08 Al/(Ca+Na+K) Al/(Na+K) 0,5 1 1,5 2 3 Campo Peralluminoso Metalluminoso Campo Campo Peralcalino Non esistono composizioni nel campo blu Metall. Perall. Peralc.

Esiste anche la “Classificazione Alfabetica” delle rocce granitoidi: Graniti Tipo M (M = Mantello. Legati a fusione parziale di rocce ignee pre-esistenti); Graniti Tipo I (I = Igneo. Legati a cristallizzazione frazionata di fusi più primitivi); Graniti Tipo S (S = Sedimentario. Legati a fusione parziale di protoliti sedimentari); Graniti Tipo C (C = Charnockitici. Con ortopirosseno); Graniti Tipo A (A = Alcalino, Anidro, Anorogenico). …In realtà questi non sono veri graniti, ma rocce metamorfiche

Oltre il 99,5% della Terra è costituito da rocce ignee con M >90%. Se in una roccia il contenuto dei minerali M è superiore al 90% non si può usare il doppio triangolo di Streckeisen. Oltre il 99,5% della Terra è costituito da rocce ignee con M >90%. Solo nella crosta (0,5% del volume della Terra) le rocce con M >90% sono molto rare. L’intero Mantello Terrestre è composto da rocce con M > 90%. Per questo tipo di rocce è necessario un altro tipo di classificazione.

Classificazione delle rocce ignee faneritiche ultrafemiche [M >90%] Olivina Clinopirosseno Ortopirosseno Lherzolite Harzburgite Wehrlite Websterite Ortopirossenite Clinopirossenite Websterite ad olivina Peridotiti Pirosseniti 90 40 10 Dunite Il mantello superiore è composto da Peridotiti (>90%) e Pirosseniti (<10%)

X Come si chiama una roccia composta da: 50% Ol Peridotiti 20% Opx Olivina Clinopirosseno Ortopirosseno Lherzolite Harzburgite Wehrlite Websterite Ortopirossenite Clinopirossenite Websterite ad olivina Peridotiti Pirosseniti 90 40 10 Come si chiama una roccia composta da: Dunite 50% Ol 20% Opx 20% Cpx 10% Sp 90% X

X Come si chiama una roccia composta da: 62% Ol Peridotiti 30% Opx Olivina Clinopirosseno Ortopirosseno Lherzolite Harzburgite Wehrlite Websterite Ortopirossenite Clinopirossenite Websterite ad olivina Peridotiti Pirosseniti 90 40 10 Come si chiama una roccia composta da: Dunite 62% Ol 30% Opx 3% Cpx 5% Gt 95% X

Minerali Fondamentali: Olivina Ortopirosseno Clinopirosseno Lherzolite Harzburgite Wehrlite Websterite Ortopirossenite Clinopirossenite Websterite ad olivina Peridotiti Pirosseniti 90 40 10 Dunite Minerali Fondamentali: Olivina Ortopirosseno Clinopirosseno Olivina = (Mg,Fe)2SiO4 Ortopirosseno = (Mg,Fe)2Si2O6 Clinopirosseno = Ca(Mg,Fe)Si2O6

~Forsterite – ~Enstatite - ~Diopside Mg2SiO4 Fe2SiO4 Olivine Forsterite Fayalite Mg2Si2O6 Fe2Si2O6 Opx Enstatite Ferrosilite Ca(Mg)Si2O6 Ca(Fe)Si2O6 Cpx Diopside Hedembergite Nei minerali delle rocce di mantello gli atomi contenuti in parentesi sono essenzialmente Mg (ogni 10 atomi 9 sono di Mg ed 1 di Fe). ~Forsterite – ~Enstatite - ~Diopside