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 10 ottobre 2012

Classificazione delle Rocce Magmatiche

Classificazione delle Rocce Magmatiche Le rocce magmatiche possono essere classificate mediante parametri chimici e mineralogici. Le classificazioni chimiche utilizzano generalmente le semplici concentrazioni degli ossidi principali (es. SiO2, K2O, Na2O, …). Ad esempio, la suddivisione dei magmi e delle rocce magmatiche in acide, intermedie, basiche e ultrabasiche non è altro che una semplice classificazione chimica. Le classificazioni mineralogiche possono essere modali o normative. Le classificazioni modali utilizzano le abbondanze in volume % (o moda) dei minerali presenti nelle rocce; la moda può essere determinata a occhio nudo, mediante una lente di ingrandimento oppure al microscopio da petrografia. Le classificazioni normative utilizzano la norma dei minerali, cioè la concentrazione in peso dei minerali principali calcolata, attraverso procedure standardizzate, a partire dalla composizione chimica delle rocce. (La procedura di calcolo più usata è quella proposta da Cross, Iddings, Pirsson e Washington e nota come norma CIPW. La composizione normativa di una data roccia può corrispondere più o meno fedelmente alla composizione mineralogica modale.)

Classificazioni Mineralogiche Modali I minerali fondamentali che formano le rocce ignee sono costituiti da poche specie, tra cui olivina, pirosseni, plagioclasi, anfiboli, feldspati alcalini, biotite, quarzo, leucite e nefelina. Ogni roccia è in genere formata da non più di tre o quattro minerali fondamentali. La natura dei minerali che formano le rocce dipende dalla composizione chimica dei magmi genitori. Ad esempio, le rocce basaltiche, che si formano per raffreddamento di magmi basici ricchi in MgO, FeO e CaO, sono costituite in gran parte da minerali ricchi in questi componenti come pirosseni, olivina e plagioclasi calcici. Al contrario, i graniti, che si formano per raffreddamento di magmi acidi ricchi in silice e alcali, sono costituiti essenzialmente da quarzo e feldspati alcalini.

Classificazioni Mineralogiche Modali Classificazione semplificata delle rocce ignee prive di feldspatoidi.

Classificazioni Mineralogiche Modali E’ da notare che questi diagrammi classificativi sono molto semplificati e inadatti a rappresentare la grande varietà delle rocce magmatiche. Ad es. non vengono riportate alcuni litotipi molto importanti come le trachiti, fonoliti, sieniti etc.

Classificazioni Mineralogiche Modali (IUGS) La classificazione mineralogica modale di gran lunga più completa e adottata è quella proposta da Streckeisen (1969) e Le Maitre (1989) che hanno sintetizzato in alcuni diagrammi le indicazioni della comunità scientifica internazionale (IUGS, International Union of Geological Sciences). Questa si basa sulla moda dei seguenti gruppi di minerali: Q = quarzo e altri polimorfi della silice (tridimite, cristobalite); A = alcalifeldspati potassici e sodici (ortoclasio, microclino, sanidino e albite); P = plagioclasi (con An>5%, i.e. tutti i termini esclusa l'abite); F = foidi o feldspatoidi (nefelina, leucite, hauyna, etc.); M = minerali mafici o femici (olivina, pirosseni, anfiboli, miche, minerali opachi, minerali accessori).

Classificazioni Mineralogiche Modali (IUGS) Q, P, A, F sono detti minerali chiari o sialici. M sono detti minerali scuri o femici (o mafici). Il rapporto, espresso come %, tra il volume dei minerali mafici e la somma dei volumi dei minerali chiari (C) e dei mafici viene detto indice di colore M’=100M/(M+C). Sulla base di tale indice le rocce ignee vengono suddivise in: leucocrate (M’ = 0-35) mesocrate (M’ = 35-65) melanocrate (M’ = 65-90) olomelanocrate o ultramafiche (M’ = 90-100) Le rocce leucocrate vengono anche dette felsiche o sialiche; quelle melanocrate sono note anche come mafiche o femiche, mentre le ultramafiche sono dette anche ultrafemiche.

Classificazioni Mineralogiche Modali (IUGS) Per utilizzare le classificazioni mineralogiche modali IUGS è necessario utilizzare DIAGRAMMA TERNARI. Un diagramma ternario permette di rappresentare le composizioni di qualsiasi sistema in funzione di TRE VARIABILI.

Diagrammi triangolari X=10% Y=90% Z=10% X=20% Y=80% Z=20% X=30% Y=70% Z=30% X=40% Y=60% Z=40% X=50% Y=50% Z=50% X=60% Y=40% Z=60% X=70% Y=30% Z=70% X=80% Y=20% Z=80% X=90% Y=10% Z=90%

Diagrammi triangolari X=20% Y=40% Z=40% X+Y+Z=100% X=20% Z=40% A Y=40%

Diagrammi triangolari X=0% Y=30% Z=70% Y+Z=100% A Y=30% Z=70%

… e se la somma delle variabili non è pari a 100? Riassumendo 1) Per riportare una data composizione in un diagramma ternario è necessario che la somma delle tre variabili sia pari a 100 (X+Y+Z)=100. 2) L’area interna del triangolo contiene composizioni in cui i valori di tutte e tre le variabili (X, Y, Z) sono diversi da zero. 3) I lati del triangolo rappresentano composizioni costituite soltanto da due componenti.

Diagrammi triangolari (in pratica è una semplicissima proporzione) Se la somma (W) delle variabili non è pari a 100 si esegue l’operazione di normalizzazione (in pratica è una semplicissima proporzione) L’operazione di normalizzazione si esegue utilizzando le formule: Xnormalizzato= X*100/W Ynormalizzato= Y*100/W Znormalizzato= Z*100/W Queste formule si ottengono attraverso proporzioni Ad es. Xnormalizzato sta a 100, come X sta a W, che equivale a dire Xnormalizzato : 100 = X : W, cioè Xnormalizzato= X*100/W

Classificazioni Mineralogiche Modali (IUGS) Rocce Plutoniche Per gli scopi classificativi le rocce plutoniche vengono divise in due grandi classi: Rocce Ultrafemiche  M ≥ 90%; Rocce non Ultrafemiche  M < 90%. Le Rocce Ultrafemiche vengono classificate sulla base delle abbondanze modali dei minerali mafici principali, i.e. olivina, clinopirossseno, ortopirosseno, anfibolo. Per la classificazione delle Rocce non Ultrafemiche si utilizzano soltanto i contenuti in volume % dei minerali chiari Q, A, P, F.

Classificazioni Mineralogiche Modali (IUGS) Rocce Plutoniche Ultrafemiche  M ≥ 90% Olivina Clinopirosseno Ortopirosseno Lherzolite Harzburgite Wehrlite Websterite Ortopirossenite Clinopirossenite Websterite ad olivina Peridotiti Pirosseniti 90 40 10 Dunite

Classificazioni Mineralogiche Modali (IUGS) Rocce Plutoniche Ultrafemiche  M ≥ 90% Dunite --- 1 cm Pirossenite --- 1 cm Peridotite