Tessitura porfiroclastica

I porfiroclasti sono cristalli relitti, o aggregati di cristalli, di grandi dimensioni rispetto ad una matrice a grana fine, tipici di rocce milonitiche. I minerali che più comunemente formano porfiroclasti sono feldspati, granato, muscovite, anfiboli e pirosseni. Se i porfiroclasti presentano un limite netto con la matrice, sono detti naked clasts, mentre se hanno una forma sigmoidale sono detti mineral fish. Comunemente attorno ai porfiroclasti si possono avere code di ricristallizzazione. Queste strutture possono avere morfologie molto diverse, e sono estremamente utili per determinare il senso di taglio della roccia. Se il materiale del bordo ha la stessa composizione del porfiroclasto, si parla di porfiroclasti ricristallizzati (mantled porphyroclast), se invece è un'altra specie mineralogica si parla di porfiroclasti con code di pressione (strain shadow). Se il materiale del bordo si è formato per processi di reazione, si parla di porfiroclasti con bordi di reazione (Fig.1).

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Fig.1: Rappresentazione schematica dei vari tipi di porfiroclasti presenti nelle miloniti. A, B, ecc. indicano le varie tipologie di minerali. Immagine modificata da Passchier (2005).

Quadranti di deformazione: Un oggetto rigido (come un cristallo) crea, vicino ad esso, delle perturbazioni nella matrice circonstante (Fig.2). La zona perturbata può essere suddivisa in quattro quadranti: in due quadranti si ha estensione, e negli altri due compressione. Questa zona di perturbazione della deformazione influenza la morfologia dei porfiroclasti.

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Fig.2: Suddivisione della zona di perturbazione della deformazione in quattro quadranti. Immagine tratta da Jean-Pierre Burg.

Porfiroclasti asimmetrici

Nelle rocce milonitiche i porfiroclasti presentano comunemente delle code di ricristallizzazione. Queste code formano a seguito della ricristallizzazione sintettonica del porfiroclasto. Durante una deformazione plastica (es. in una milonite) la ricristallizzazione interessa inizialmente la parte esterna del porfiroclasto, i nuovi grani che si formano vengono poi ruotati più velocemente del porfiroclasto a causa del flusso della matrice. In questo modo diminuisce progressivamente il volume del porfiroclasto e aumentano le dimensioni delle code ricristallizzate. La morfologia delle code è definita facendo riferimento ad una linea di riferimento ed auna linea detta linea mediana. La linea di riferimento è una linea immaginaria che è parallela alla foliazione milonitica e passa per il centro del cristallo; la linea mediana invece passa al centro delle code. La posizione delle code rispetto alla linea mediana ci fornisce indicazioni sul senso di taglio della roccia.

Possono essere distinti i seguenti tipi di porfiroclasti ricristallizzati:

Tipo Φ: Sono porfiroclasti tipici di rocce caratterizzate da alti tassi di deformazione. Le code hanno una morfologia simmetrica, e non possono essere usate per determinare il senso di taglio della roccia.

Tipo σ: Sono porfiroclasti che si formano in rocce in cui la velocità di ricristallizzazione è maggiore del tasso di deformazione della roccia. Si ha una grande quantità di materiale ricristallizzato in prossimità del porfiroclasto e le due code hanno una posizione una superiore e una inferiore rispetto alla linea mediana che passa per il centro del porfiroclasto ed è parallela alla foliazione. Si ha una morfologia a "scalino" (stair stepping), che può essere utilizzata per determinare il senso di taglio (Fig.4).

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Fig.4: Porfiroclasto tipo σ. Immagine tratta da Jean-Pierre Burg.

Tipo δ: Sono porfiroclasti che si formano in miloniti caratterizzate da alti tassi di deformazione. Le code mostrano una caratteristica curvatura vicino al porfiroclasto che porta la coda ad attraversare la linea mediana. Si può avere una geometria stair stepping oppure no. Solitamente in clasti tipo δ le code hanno dimensioni minori rispetto ai clasti tipo σ.

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Fig.5: Porfiroclasto tipo δ. Immagine tratta da Jean-Pierre Burg.

Porfiroclasti complessi: Sono porfiroclasti caratterizzati da più di un sistema di code.

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Fig.6: Porfiroclasto complesso. Immagine tratta da Jean-Pierre Burg.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Bucher, K., & Grapes, R. (2011). Petrogenesis of metamorphic rocks. Springer Science & Business Media.
• Fossen, H. (2016). Structural geology. Cambridge University Press.
• Howie, R. A., Zussman, J., & Deer, W. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (p. 696). Longman.
• Passchier, Cees W., Trouw, Rudolph A. J: Microtectonics (2005).
• Philpotts, A., & Ague, J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology. Cambridge University Press.
• Shelley, D. (1993). Igneous and metamorphic rocks under the microscope: classification, textures, microstructures and mineral preferred-orientations.
• Vernon, R. H. & Clarke, G. L. (2008): Principles of Metamorphic Petrology. Cambridge University Press.
• Vernon, R. H. (2018). A practical guide to rock microstructure. Cambridge university press.

Foto
Porfiroclasto feldspatico (di tipo delta) immerso in una matrice a grana fine ricca in miche. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm).	Porfiroclasto feldspatico (di tipo delta) immerso in una matrice a grana fine ricca in miche. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm).	Porfiroclasto feldspatico (di tipo sigma) immerso in una matrice a grana fine ricca in miche. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm).
Porfiroclasti feldspatici (di tipo delta) immersi in una matrice a grana fine ricca in miche. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm).	Porfiroclasti feldspatici (sigmoidali) immersi in una matrice a grana fine ricca in miche. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm).	Porfiroclasto feldspatico (di tipo delta) immerso in una matrice a grana fine ricca in miche. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm).
Porfiroclasti feldspatici bordati da ribbon di quarzo. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm).	Porfiroclasto feldspatico bordato da ribbon di quarzo. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm).	Porfiroclasto feldspatico bordato da ribbon di quarzo. Granito milonitico, khumbu (Nepal). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm).
Porfiroclasto di granato di tipo sigma. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasto di granato di tipo sigma. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto di oligoclasio. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Porfiroclasto di oligoclasio. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasto di staurolite con code di muscovite. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasto di staurolite con code di muscovite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porfiroclasto sigma di granato. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto sigma di albite. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto sigma di pirosseno. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Porfiroclasto sigma di albite. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto di albite con code di muscovite. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto di albite. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Porfiroclasto di albite e di tormalina. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto di albite e di tormalina. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti di albite. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Porfiroclasti di albite. Posada Asinara, Sardegna. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto di titanite con code di biotite sostituite da clorite. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto di titanite con code di biotite sostituite da clorite. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)