Flusso magmatico

Numerosi corpi ignei hanno caratteristiche e proprietà che variano a seconda della zona considerata. Ovviamente, questa disomogeneità, o eterogeneità, dipende dalla scala di osservazione. Ad esempio, un basalto afirico, può apparire omogeneo alla scala dell’affioramento, ma presentare eterogeneità alla scala meso- o microscopica. Questo è dovuto in larga misura al flusso magmatico.

Le strutture derivanti dal flusso magmatico sono meglio osservabili in rocce estrusive, soprattutto se vetrose, e si manifesta spesso come un allineamento di cristalli, linee di flusso evidenziate da contrasti cromatici (vetro a diversa colorazione o a diversa concentrazione di microliti); le linee di flusso sono spesso contorte e piegate dal movimento del magma (Fig.1). Nonostante nell’immaginario collettivo, le rocce plutoniche siano omogenee e isotrope, ciò non è sempre vero. Strutture di flusso magmatico sono, seppur più raramente, presenti anche in queste rocce. Ad esempio, numerosi gabbri presentano cristalli di plagioclasio allineati secondo il flusso magmatico, oppure si hanno strutture di flusso, anche complesse, in rocce di tipo cumulitico.

Le evidenze del flusso magmatico comprendono: (1) allineamento parallelo o sub parallelo di cristalli prismatici (comunemente feldspati), o olivina, senza segni di deformazione interna; (2) embricamento (sovrapposizione) di cristalli allungati; (3) linee di flusso contorte e piegate in rocce vulcaniche vetrose e fenocristalli ruotati (con strutture simili ai porfiroclasti presenti nelle miloniti), Fig.1; (4) Allineamento di vescicole; (5) Allineamento di inclusi mafici in rocce plutoniche; (6) Livelli (schlieren) lenticolari, o allungati, di cristalli mafici in rocce granitiche.

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Fig.1: Rappresentazione schematica di un fenocristallo immerso in una pasta di fondo vetrosa, durante il flusso magmatico. Generalmente il flusso magmatico è assimilabile ad una deformazione per taglio semplice (vedi le frecce nere). Nei siti X si ha compressione delle linee di flusso; nei siti Y si ha estensione delle linee di flusso; nei siti Z si ha deflessione delle linee di flusso; le due frecce rosse indicano la direzione di chiusura delle micro-pieghe. Immagine tratta e modificata da Vernon (2008).

Origine del flusso magmatico e delle tessiture orientate

Il flusso magmatico, e le relative anisotropie che si riscontrano nelle rocce, derivano dalle modalità, e dalle velocità, con cui il magma si muove; ad esempio si hanno comunemente dei moti convettivi all’interno delle camere magmatiche che possono determinare l’accumulo di cristalli in zone particolari, oppure creare foliazioni magmatiche; il magma che scorre invece all’interno di stretti condotti (dicchi) ha velocità di scorrimento diverse spostandoci dal bordo al centro del condotto, e questo determina lo sviluppo di linee di flusso o l’accumulo di cristalli al centro del condotto. Anche le colate laviche che scorrono in superficie generano spesso anisotropie legate alle velocità del magma all’interno della colata.

Un fattore estremamente importante nello sviluppo delle anisotropie magmatiche è l’interazione tra i cristalli dispersi nel magma e il flusso magmatico. I cristalli, le bolle di gas o gli aggregati di vari cristalli (glomerofiri) rappresentano gli indicatori di flusso (flow marker) più comuni. A seconda della morfologia dei cristalli, possiamo avere varie tipologie di anisotropie. Consideriamo innanzitutto il caso in cui si abbiano dei cristalli prismatici immersi nel magma. Se nel magma si ha un gradiente di velocità, i cristalli tenderanno ad assumere una posizione di stabilità rispetto al flusso magmatico, ovvero tenderanno man mano a disporsi con l’asse lungo orientato parallelamente al flusso del magma (Fig.2a). Questo determinerà lo sviluppo di anisotropie lineari (lineazioni) nella roccia. Se invece i cristalli hanno morfologia tabulare, avremo lo sviluppo di anisotropie planari (laminazione ignea) e lineari (Fig.2b). Se invece il magma ha un gradiente di velocità variabile, si avrà comunemente l’accumulo di cristalli in quelle zone del magma soggette a velocità maggiori. In questo caso avremo lo sviluppo di un ben definito layering magmatico (Fig.2c).

Fig.2: Rappresentazione schematica delle principali anisotropie derivanti dal movimento del magma. Le frecce nere indicano la velocità di scorrimento del magma. a) Flusso magmatico laminare e cristalli prismatici generano anisotropie lineari; b) flusso magmatico lineare e cristalli tabulari generano anisotropie planari e lineari; c) flusso magmatico con differenti velocità genera l’accumulo di cristalli nelle zone a velocità maggiore con sviluppo di layering magmatico. Immagine tratta e modificata da Best, M. G. (2013).

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Cox et al. (1979): The Interpretation of Igneous Rocks, George Allen and Unwin, London.
• Howie, R. A., Zussman, J., & Deer, W. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (p. 696). Longman.
• Le Maitre, R. W., Streckeisen, A., Zanettin, B., Le Bas, M. J., Bonin, B., Bateman, P., & Lameyre, J. (2002). Igneous rocks. A classification and glossary of terms, 2. Cambridge University Press.
• Middlemost, E. A. (1986). Magmas and magmatic rocks: an introduction to igneous petrology.
• 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.

Foto
Cristalli di pirosseno (beige), plagioclasio (incolore) ed olivina (cristallo tondeggiante alterato). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (alti colori di interferenza), plagioclasio (grigio I ordine) ed olivina (cristallo tondeggiante alterato). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (beige) e plagioclasio (incolore). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
Cristalli di pirosseno (alti colori di interferenza) e plagioclasio (grigio I ordine). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (beige), plagioclasio (incolore) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (alti colori di interferenza), plagioclasio (grigio I ordine) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Cristalli di pirosseno (beige), plagioclasio (incolore) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (alti colori di interferenza), plagioclasio (grigio I ordine) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (beige), plagioclasio (incolore) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
Cristalli di pirosseno (alti colori di interferenza), plagioclasio (grigio I ordine) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (beige), plagioclasio (incolore) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di pirosseno (alti colori di interferenza), plagioclasio (grigio I ordine) ed olivina (cristalli tondeggianti alterati). Notare la disposizione sub-parallela dei cristalli di plagioclasio. Gabbro olivinico proveniente da Huntly, Aberdeenshire, Inghilterra. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)