Minerali metamorfici

Tessiture e microstrutture

Esempi di rocce

Peridotite carbonatata

I processi di interazione tra fluidi ricchi di CO₂, e i minerali silicatici presenti all'interno delle peridotiti, permette la formazione di minerali carbonatici (processo di carbonatazione). Durante questi processi si ha la formazione di un complesso network di vene e la formazione di depositi di travertino. Questi processi hanno una grande importanza per quanto riguarda il ciclo del carbonio. È infatti ipotizzato che, i processi di carbonatazione, potrebbero contribuire in maniera consistente nella segregazione della CO₂.

Le peridotiti carbonatate possono essere distinte in tre categorie:

(a) Peridotiti parzialmente idratate contenenti vene di carbonato (sono dette anche oficalci o oficalciti); sono molto comuni nelle zona Alpine.
(b) Peridotiti completamente carbonatate (magnesite+calcite+quarzo) dette anche listwaniti (oppure listveniti, listvaniti, o listwaeniti).
(c) Depositi di travertino in zone ofiolitiche.

Durante i processi di carbonatazione, i minerale indubbiamente più "reattivo" e soggetto ad alterazione è l'olivina. L'olivina ha, tra i vari costituenti delle peridotiti, la più alta proporzione molare di cationi divalenti necessari alla formazione di minerali carbonatici (dolomite-magnesite-calcite). Il processo di carbonatazione dell'olivina avviene in contemporaneamente a processi di idratazione, attraverso le seguenti reazioni:

1) 4Mg₂SiO₄ (Mg-olivina) + 4H₂O + 2CO₂ = 2Mg₃Si₂O₅(OH)₄ (serpentino) + 2MgCO₃ (magnesite)
2) 4Mg₂SiO₄ (Mg-olivina) + H₂O + 5CO₂ = Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (talco) + 5MgCO₃
3) 4Mg₂SiO₄ (Mg-olivina) + 8CO₂ = 4SiO₂ (quarzo) + 8MgCO₃ (magnesite)

Dopo i processi di idratazione, la carbonatazione avviene per:

4) 4Mg₂SiO₄ (Mg-olivina) + 6H₂O = 2Mg₃Si₂O₅(OH)₄ (serpentino) + 2Mg(OH)₂ (brucite)
5) Mg₃Si₂O₅(OH)₄ (serpentino) + 2Mg(OH)₂ (brucite) + 2CO₂ = 2Mg₃Si₂O₅(OH)₄ (serpentino) + 2MgCO₃ (magnesite) + 2H₂O
6) 2Mg₃Si₂O₅(OH)₄ (serpentino) + 2MgCO₃ (magnesite) + 2H₂O + 3CO₂ = Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (talco) + 5MgCO₃ (magnesite) + 5H₂O
7) Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (talco) + 5MgCO₃ (magnesite) + 5H₂O + 3CO₂ = 4SiO₂ (quarzo)+8MgCO₃ (magnesite) + 6H₂O

In queste reazioni non sono stati riportati, per semplicità, altri componenti che non siano H₂O e CO₂, ma naturalmente queste reazioni coinvolgono anche fasi come: Ca²⁺, SiO₂(aq), H₂, fasi dello zolfo, O₂.

Il secondo minerale presente nelle peridotiti e che è spesso soggetto ad alterazione è il pirosseno (sia orto- che clino-). I processi di alterazione dei pirosseni avvengono secondo le reazioni:

4Mg₂SiO₄ (Mg-olivina) + CaMgSi₂O₆ (pirosseno) + 6H₂O + CO₂ = 3Mg₃Si₂O₅(OH)₄ (serpentino) + CaCO₃ (calcite).

Questa reazione avviene spesso per fasi o step; in profondità abbiamo:

4Mg₂SiO₄ (Mg-olivina) + CaMgSi₂O₆ (pirosseno) + 7H₂O = 3Mg₃Si₂O₅(OH)₄ (serpentino) + Ca²⁺(aq) + 2OH^-(aq)

mentre in superficie (ambiente subaereo) si ha:

Ca²⁺(aq) + 2OH^-(aq) + CO₂ (aq o gas) = CaCO₃ (calcite) + H₂O

ophicalcite2020(1).jpg

Vene di carbonatiche in una peridotite alterata (oficalcite). Semail, Oman. Immagine tratta da Lynn Recker.

Vene di carbonatiche in una peridotite alterata (oficalcite), Oman. Immagine tratta da Sarah Wild.

Vene di carbonatiche in una peridotite alterata (oficalcite), Liguria. Immagine tratta da Deep carbon.

Peridotite carbonatata. A destra si ha l'originaria peridotite (scuro) mentre a sinistra si ha la zona completamente alterata da carbonato disposto a bande. Botro Sanguigna (Livorno). Lunghezza lato lungo circa 1cm.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Kelemen, P. B., Matter, J., Streit, E. E., Rudge, J. F., Curry, W. B., & Blusztajn, J. (2011). Rates and mechanisms of mineral carbonation in peridotite: natural processes and recipes for enhanced, in situ CO2 capture and storage. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 39, 545-576.

Peridotite (porzione scura a sinistra) e zona completamente carbonatata da dolomite (destra). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (porzione scura a sinistra) e zona completamente carbonatata da dolomite (destra). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (porzione scura a sinistra) e zona completamente carbonatata da dolomite (destra). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Peridotite attraversata da vene dolomitiche (chiaro). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite attraversata da vene dolomitiche. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite attraversata da una vena dolomitica (chiaro). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
Peridotite attraversata da una vena dolomitica. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Porzione di peridotite (scuro) tra due vene dolomitiche (chiaro) con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Porzione di peridotite tra due vene dolomitiche con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Peridotite (porzione scura a destra) e zona completamente carbonatata da dolomite (sinistra). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (porzione scura a destra) e zona completamente carbonatata da dolomite (sinistra). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (scuro) attraversata da vene dolomitiche (chiaro) con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
Peridotite (scuro) attraversata da vene dolomitiche con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (scuro) attraversata da vene dolomitiche (chiaro) con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (scuro) attraversata da vene dolomitiche con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Peridotite (porzione scura a destra) e zona completamente carbonatata da dolomite (sinistra). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (porzione scura a destra) e zona completamente carbonatata da dolomite (sinistra). Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Peridotite (scuro) attraversata da vene dolomitiche con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
Peridotite (scuro) attraversata da vene dolomitiche con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Vena dolomitica con disposizione alternata di cristalli di dolomite. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di dolomite in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di dolomite con inclusioni regolari in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di dolomite con inclusioni regolari in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di dolomite con inclusioni regolari in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristalli di dolomite con inclusioni regolari in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di dolomite con inclusioni regolari in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di dolomite con inclusioni regolari in una vena. Botro Sanguigna (Livorno). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)