Minerali metamorfici

Tessiture e microstrutture

Esempi di rocce

Minnesotaite - (Fe,Mg)₃Si₄O₁₀(OH)₂

La Minnesotaite venne descritta nel 1944 da Gruner (da cui deriva il nome del minerale grunerite), nelle BIF (banded iron formations) del Minnesota del Nord. Gruner rinvenne tale minerale in grandi quantità nelle rocce del Mesabi Iron Range affioranti a Biwabik. È un minerale che si rinviene comunemente in associazione a quarzo, carbonati di ferro, stilpnomelano, greenalite e magnetite. Oltre che nelle BIF la minnesotaite si rinviene anche come minerale di alterazione di molti solfuri. Come determinato da Gruner, la minnesotaite ha una struttura molto simile al talco e presenta limitate sostituzioni tra Mg e Fe.

Biwabik Iron Formation

La Biwabik Formation si estende per più di 190 Km nella zona nord del Minnesota (Fig.1) ed è separata dalla corrispettiva Gunflint Iron Formation (1.9 Ga) dall’intrusione gabbrica del complesso di Duluth. La Biwabik Formation è una successione spessa circa 100-250m, leggermente inclinata verso sud-ovest; alla base è delimitata dalla formazione di Pokegama, costituita da conglomerati e quarziti (0-100 m), mentre al tetto è delimitata dalla formazione della Virginia, costituita da arenarie e grovacche. Complessivamente queste tre formazioni sono dette gruppo di Animikie. Datazioni U-Pb, su rocce vulcaniche della Gunflint Iron Formation hanno restituito età di circa 1.8 ± 1.3 Ga. (Fralick et al., 2002). Le rocce del Gruppo di Animikie sono separate dalle rocce del basamento (greenstone, graniti e altre rocce archeane) sottostante da una discordanza angolare.

Fig.1: Carta geologica semplificata della zona della Mesabi Iron Range e del vicino complesso di Duluth. Immagine modificata da Jirsa, M. A., Miller Jr, J. D., & Morey, G. B. (2008).

Fig.2: Sezione geologica della Mesabi Iron Range. Immagine modificata da Jirsa, M. A., Miller Jr, J. D., & Morey, G. B. (2008).

Sin dagli inizi del XX secolo il complesso di Biwabik è stato suddiviso in quattro membri che dal basso verso l’alto sono: ): Lower Cherty member, Lower Slaty member, Upper Cherty member, e Upper Slaty member (Wolff, 1917). Le rocce dei Cherty member hanno una tessitura granulare con particelle di dimensioni arenitiche e una struttura finemente laminata. Le rocce dei Slaty member invece hanno una granulometria molto più fine (mad-clay). Le rocce del Biwabik Iron Formation si sono deposte (Fig.3) originariamente in un ambiente di mare basso (ambiente tidale di shelf). I minerali ricchi in ferro (siderite e silicati di ferro) si sono formati nella zona esterna dello shelf in un ambiente di bassa energia, ed hanno dato luogo ai depositi a granulometria fine del tipo "Slaty members". Invece le rocce del tipo "Cherty members" si sono deposte in zone di mare basso ad alta energia come indicata da numerose strutture (stromatoliti, laminazione incorciata, granuli oolitici ecc).

Fig.3: Schema semplificato dell'ambiente di formazione dei sedimenti del Biwabik Iron Formation.

Biwabik Iron-Formation, Minnesota, USA. Immagine tratta da James St. John.

Cristalli marrone di minnesotaite, Black Hills, South Dakota, USA. Immagine tratta da Geodil.

Campione donatomi da William Cordua - University of Wisconsin.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Frost, C. D., von Blanckenburg, F., Schoenberg, R., Frost, B. R., & Swapp, S. M. (2007). Preservation of Fe isotope heterogeneities during diagenesis and metamorphism of banded iron formation. Contributions to Mineralogy and Petrology, 153(2), 211.
• Jirsa, M. A., Miller Jr, J. D., & Morey, G. B. (2008). Geology of the Biwabik iron formation and Duluth complex. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 52(1), S5-S10.
• Gruner, J.W: The composition and structure of Minnesotaite: A common Iron silicate in Iron Formations
• Gruner, J.W., 1924, Contributions to the geology of the Mesabi range: With special reference to the magnetites of the iron-bearing formation west of Mesaba: Minnesota Geological Survey Bulletin 19.
• Mark J. Severson: Geology and Stratigraphy of the centra Mesabi Range. Field Trip

Foto
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Aggregati sferoidale di minnesotaite circondato da Siderite. Mary Ellen Pit, Biwabik, Minnesota (USA). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 2mm)	Aggregati sferoidale di minnesotaite circondato da Siderite. Mary Ellen Pit, Biwabik, Minnesota (USA). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 2mm)	Aggregati sferoidali di minnesotaite. Mary Ellen Pit, Biwabik, Minnesota (USA). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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