Sienite

Sienite: Le sieniti sono rocce intrusive, prive quasi del tutto di quarzo (massimo 5%), caratterizzate dall’associazione di un feldspato alcalino (di solito ortoclasio) con subordinati plagioclasio sodico (circa 10%), biotite, pirosseno, anfibolo e occasionalmente fayalite, feldspatoidi e olivina. I componenti accessori più comuni sono: zircone, apatite, ossidi di ferro, titanite. La struttura è di solito granulare, talvolta porfiroide con grossi fenocristalli di feldspato potassico.

Sieniti ipersolvus e subsolvus: Le sieniti, coì come i graniti, possono essere classificate in base al tipo di feldspato alcalino dominante e più precisamente se i feldspati alcalini presenti sono cristallizzati in condizioni di relativa bassa pressione anidra, oppure se sono cristallizzati in condizioni di alta pressione idrata.

A bassa pressione e in condizioni anidre (Fig.1) i feldspati alcalini formano una soluzione solida completa ad alta temperatura ma, durate il lento raffreddamento possono eventualmente raggiungere la curva di solvus, ed essolvere in due feldspati, uno ricco in albite ed uno ricco in ortose; data la bassa temperatura a cui avviene questo fenomeno (la curva di solvus si trova nel campo del solidus, ovvero la roccia è completamente cristallizzata) avremo la presenza di un unico feldspato alcalino con tessitura pertitica. Le sieniti che cristallizzano in queste condizioni sono dette di Ipersolvus.

Ad alta pressione e in condizioni idrate (Fig.2) la curva del solvus tende a salire fino ad intersecare la curva del solidus. In questa condizioni si ha la cristallizzazione di due feldspati alcalini, uno ricco in albite ed uno ricco in ortose. Anche in questo caso potremo avere la formazione di pertiti ma avremo comunque due feldspati alcalini distinti. Le sieniti che cristallizzano in queste condizioni sono dette di Subsolvus.

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Fig.1: Diagramma Or-Ab (KAlSi₃O₈-NaAlSi₃O₈) ad 1 atm e in condizioni anidre. 1) Inizio della cristallizzazione e formazione dei primi cristalli di Na-K feldspato con composizione Ab₀₅Or₉₅; 2) La cristallizzazione è proseguita fino a che tutto il liquido è cristallizzato; 3) La temperatura è continuata a scendere man mano; a circa 650°C incontriamo la curva di Solvus e da questo punto in poi iniziano i processi di essoluzione; 4) la temperatura è scesa fino a 400°C e durante il raffreddamento i processi di essoluzione sono continuati, a questo punto abbiamo la presenza di cristalli di K-feldspato con tessitura pertitica (porzioni ricche in Na-feldspato).

Fig.2: Diagramma Or-Ab (KAlSi₃O₈-NaAlSi₃O₈) a 5 Kbar e in condizioni idrate; in questo caso la curva del solvus interseca la curva del solidus. 1) Inizione della cristallizzazione e formazione dei primi cristalli di K-feldspato con composizione Ab₀₉Or₉₁; 2) fine della cristallizzazione, a questo punto il sistema cristallizza anche Na-feldspato e avremo (in base al nostro punto di partenza) 89% K-feldspato e 11% Na-feldspato; 3) inizio del processi di essoluzione con sviluppo di pertiti nei K-feldspati e antipertiti nei Na-feldspati; 4) La temperatura scende fino a che a 400°C terminano i processi di essoluzione.

Le sieniti si rinvengono talvolta in piccole intrusioni isolate ma più comunemente come intrusioni "satellite" attorno a grandi complessi ignei granitici e anortositici. Il fatto che le intrusioni sienitiche siano relazionate, geneticamente e spazialmente, a grandi intrusioni granitiche ha posto il problema della loro genesi: durante le loro formazione grandi quantità di SiO₂ sono rimosse, mentre aumentano sensibilmente la quantità di MgO, Fe, TiO₂, CaO, Na2O e MnO. Questi cambiamenti chimici si suppone possono essere dovuti ad effetti locali, come l’assimilazione di rocce mafiche e/o carbonatiche unita al rilascio di volatili ricchi in SiO₂.
Molte sieniti, tuttavia, sono interpretate come il risultato di processi di cristallizzazione frazionata a partire da liquidi basaltici. Chapman and Williams (1935) hanno dimostrato che la rimozione del 53% di plagioclasio, 10% di olivina, 10% di pirosseno e il 4.5% di ilmenite da un liquido basaltico, genera un liquido residuale monzonitico. La rimozione del 17% di plagioclasio, 16% di pirosseno e il 2% di ilmenite da questo liquido monzonitico, genera un liquido sienitico. Questo processo spiegherebbe la stretta associazione di sieniti e anortositi.

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Sienite: cristalli di feldspato potassico (bianco) e anfibolo (scuro). Cuttingsville, Vermont, USA. Immagine tratta da James St. John

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• 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.
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• 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 ortose e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose, piccoli cristalli di plagioclasio (riconoscibili dalle geminazioni polisintetiche) e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di ortose, piccoli cristalli di plagioclasio (riconoscibili dalle geminazioni polisintetiche) e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose, piccoli cristalli di plagioclasio (riconoscibili dalle geminazioni polisintetiche) e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di ortose (con inclusioni di piccoli cristalli di plagioclasio) e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose, piccoli cristalli di plagioclasio (riconoscibili dalle geminazioni polisintetiche) e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose e biotite (marrone). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di ortose (con parziale alterazione in sericite), apatite (incolore, alto rilievo) e anfibolo verde. Sienite proveniente da Biella. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose, apatite (grigio scuro) e anfibolo verde (bassi colori di interferenza). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose (con parziale alterazione in sericite) e anfibolo verde. Sienite proveniente da Biella. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di ortose e anfibolo verde (bassi colori di interferenza). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose (con parziale alterazione in sericite) e anfibolo verde. Sienite proveniente da Biella. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose e anfibolo verde (bassi colori di interferenza). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di ortose e anfibolo verde (bassi colori di interferenza). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose e anfibolo verde (bassi colori di interferenza). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di ortose e anfibolo verde (bassi colori di interferenza). Sienite proveniente da Biella. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)