Minerali metamorfici

Tessiture e microstrutture

Esempi di rocce

Peridotite milonitica (Balmuccia)

La zona di Ivrea Verbano

La zona di Ivrea Verbano (Fig.1) rappresenta il settore più orientale delle Alpi meridionali, il quale, durante il Mesozoico, era parte del margine continentale della placca Adria, durante l’apertura della Tetide Alpina (o bacino Ligure-Piemontese). La zona di Ivrea Verbano, e l’adiacente Serie dei laghi, sono due unità litostratigrafiche che rappresentano rispettivamente porzioni di crosta profonda e intermedia. Entrambe queste unità furono interessate da un importante evento magmatico nel Permiano che ha dato luogo al vasto complesso mafico dell’Ivrea Verbano, e alla messa in posto di rocce granitiche, e associate rocce vulcaniche riolitiche, della Serie dei Laghi. Datazioni U-Pb effettuate su zirconi magmatici hanno restituito età variabili da 288 ± 2 a 282 ± 3 Ma per le rocce vulcaniche e 289 ± 3 to 275 ± 5 Ma per i graniti della Serie dei Laghi ed età comprese tra 289 ± 3 e 286 ± 6 Ma per i gabbri dell’Ivrea Verbano. Le età molto ravvicinate delle rocce basiche dell’Ivrea Verbano e le rocce vulcaniche e plutoniche della Serie dei Laghi indicano che probabilmente il magmatismo granitico e vulcanico, fu coevo, e forse indotto, dall’intrusione di magmi basici nella crosta profonda. Nel complesso, tutte queste rocce ignee coeve sono dette "sistema magmatico del Sesia".

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Fig.1: Carta geologica semplificata della zona di Ivrea Verbano (secondo Zingg 1983). CMB = Linea tettonica Cossato-Mergozzo-Brissago; CL = Linea tettonica di Cremosina. Sono riportate inoltre le isograde relative alla scomparsa della muscovite (mus out) e alla comparsa del ortopirosseno (opx in). Immagine tratta da Virtual Explorer.

La zona di Ivrea Verbano è costituita da rocce plutoniche e rocce di alta pressione e temperatura che sono giustapposte alle rocce del dominio Austro-alpino dalla Linea Insubrica. A sudest la zona di Ivrea Verbano è delimitata dalle rocce granitiche e dalle rocce metamorfiche in facies anfibolitica della Serie dei Laghi (detta anche zona Strona-Ceneri). Secondo numerosi autori, nel complesso, la zona di Ivrea Verbano, e la zona della Serie dei laghi, rappresentano rispettivamente porzioni di crosta profonda e intermedia. Secondo molti autori, la zona di Ivrea Verbano, rappresenta una porzione di crosta profonda, tiltata, deformata e successivamente esumata, da numerosi eventi tettonici, iniziati nel Giurassico, con l’apertura della Tetide, e culminati con la collisione Alpina. Storicamente, le rocce della zona dell’Ivrea Verbano sono state suddivise in tre unità principali: Peridotiti di mantello, Complesso mafico, Formazione kinzigitica.

• Peridotiti di mantello: i principali corpi peridotitici dell’Ivrea Verbano sono, da sud a nord, Baldissero, Balmuccia a Finero (Fig.1). Questi corpi sono allineati lungo il margine nordoccidentale del Complesso Mafico.

• Complesso Mafico: Il complesso Mafico è un vasto corpo igneo costituito prevalentemente da rocce gabbriche con subordinate rocce dioritiche, tonalitiche, charnockitiche e cumulati ultramafici. Il complesso Mafico è noto fin dai lavori pioneristici di Artini e Melzi (1900), che descrissero tali rocce come granuliti mafiche. Rivalenti et al. (1975) fu il primo a riconoscere che il complesso Mafico costituisce un unico corpo igneo, e lo suddivise in: Zona Basale, Zona Intermedia, Zona Sommitale, Main Gabbro e Zona Dioritica. La Zona Basale e quella Intermedia sono costituite da un’alternanza di rocce ultramafiche e mafiche (gabbri). La Zona Sommitale è costituita da gabbri e anortositi con rari livelli ultramafici. La zona del Main Gabbro è costituita da noriti a orneblenda. A grande scala, la struttura interna del Complesso Mafico (Fig.2), è caratterizzata da un andamento arcuato, centrato sul paese di Varallo, e definito da foliazioni magmatiche e layering composizionale. Le rocce granitiche e dioritiche non tagliano le rocce gabbriche, e presentano spesso contatti concordanti con esse. Si hanno poi numerose porzioni di paragneiss (paragneiss septa), derivanti dalla formazione kinzigitica, con andamento arcuato, che segue la struttura generale del Complesso Mafico.

• Formazione Kinzigitica: La Formazione Kinzigitica è costituita da paragneiss in facies anfibolitico-granulitica, derivanti da protoliti pelitici, carbonatici e vulcanici. Le rocca in facies anfibolitica affiorano nella zona sudorientale della zona di Ivrea mentre quelle in facies granulitica nella zona nordovest.

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Fig.2: Carta geologica del complesso mafico di Ivrea Verbano. Immagine tratta da Virtual Explorer.

Balmuccia

Balmuccia è uno dei corpi di peridotiti mantelliche che affiorano nella zona sud delle Alpi occidentali. Il complesso di Balmuccia si estende per circa 4.5 km, con uno spessore di circa 0.8 km, a cavallo tra la Val Sesia e la Val Mastellone (Fig.3). Il margine orientale del complesso presenta un netto contatto igneo con una serie di rocce stratificate, costituite da websteriti, pirosseniti, duniti e gabbri, dette nel complesso "serie di contatto". Queste rocce fanno parte del Complesso Mafico di Ivrea Verbano (Rivalenti et al.,1975). Lungo il margine occidentale del complesso si hanno ampie fasce milonitiche, spesse fino ad alcuni metri. In questa zona sono molto comuni dicchi di pseudotachiliti, con spessori variabili da pochi centimetri fino ad alcuni metri. Le pseudotachiliti presentano spesso un jointing colonnare (simile a quello che si sviluppa nei basalti). Il complesso di Balmuccia è caratterizzato, a grande scala, da una foliazione pervasiva con orientazione NNE-SSW, marcata da cristalli allungati di olivina e pirosseno e dalla concentrazione di minerali mafici (Rivalenti et al., 1975; Shervais, 1979). In alcune zone del complesso si sviluppa inoltre una tessitura porfiroclastica, con porfiroclasti di olivina e pirosseno, immersi in una matrice a grana fine, molto foliata.

Fig.3: Carta geologica del complesso di Balmuccia. Immagine modificata da Shervais (1979c).

Le peridotiti di Balmuccia sono costituite prevalentemente da lherzoliti e duniti. Le lherzoliti sono la litologia più abbondante, e costituiscono l’85% dell’intero complesso. Le duniti sono più comuni nella zona sud del complesso.

Lherzoliti: Le lherzoliti sono costituite da 60-70% di olivina, 20-25% di ortopirosseno e 12% di clinopirosseno. Hanno spesso una tessitura porfiroclastica, soprattutto nella zona centrale del complesso, con porfiroclasti di olivina e ortopirosseno con dimensioni fino a 1.5 cm, immersi in una matrice equigranulare.

Le lherzoliti sono attraversate da numerosi dicchi, distinti in base alla composizione dei pirosseni in: dicchi a Cr-diopside (Cr-diopside suite) e dicchi ad augite (Al-augite suite). Entrambe le tipologie di dicchi presentano dei netti contatti con le lherzoliti del complesso Shervais, 1979.

- Dicchi a Cr-diopside (Cr-diopside suite): I dicchi a Cr-diopside sono costituiti da websteriti, websteriti ad olivina e ortopirosseniti. Le websteriti formano livelli concordanti con la foliazione generale del complesso e dicchi che tagliano la foliazione a basso angolo. Composizionalmente variano da dicchi costituiti solo da Cr-diopside e dicchi costituiti solo da enstatite. L’olivina è un comune accessorio, e presenta una composizione simile alle lherzoliti principali (Fo_90-91).
- Dicchi ad augite (Al-augite suite): I dicchi ad augite hanno una colorazione grigio chiaro e sono costituiti da augite (povera in Cr e ricca in Al) e spinello (hercinite). In alcuni dicchi più differenziati si ha la presenza di plagioclasio (An_45-50). I dicchi ad augite tagliano i dicchi a Cr-diopside e risultano costantemente meno deformati. In numerosi casi i dicchi ad augite intrudono in maniera concorde i dicchi a Cr-diopside.

Si hanno numerose generazioni di dicchi (sia a Cr-diopside che ad augite), distinti in base alle reciproche relazioni di intersezione, al grado di deformazione e alla composizione. Secondo molti autori, questi dicchi, rappresentano l’evidenza di prolungati e ripetuti eventi di fusione parziale che hanno interessato le lherzoliti, probabilmente collegati alla risalita del corpo peridotitico, dall’astenosfera alla crosta, e alla successiva incorporazione dell’intero complesso all’interno del complesso mafico di Ivrea Verbano (Peressini et al.,2007).

Duniti: Le duniti affiorano prevalentemente nella zona sud, dove costituiscono fino al 10% del complesso. I contatti tra le duniti e le lherzoliti variano da netti a sfumati e graduali. Le porzioni dunitiche affiorano comunemente al contatto con i dicchi a Cr-diopside. Le duniti e i dicchi a Cr-diopside associati, hanno una composizione mineralogica più refrattaria rispetto alle lherzoliti. La costante associazione tra porzioni a Cr-diopside, livelli a spinello e porzioni dunitiche con abbondante spinello e la composizione simile tra duniti e dicchi a Cr-diopside, probabilmente indica che i dicchi a Cr-diopside sono coinvolti nella formazione delle porzioni dunitiche.

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Dicco a Cr-diopside (verde smeraldo), Balmuccia.

Dicco ad Al-augite con cristalli di augite (nero), Balmuccia

Grosso dicco ad Al-augite che taglia un dicco a Cr-diopside, Balmuccia

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Mazzucchelli, M., Rivalenti, G., Brunelli, D., Zanetti, A., & Boari, E. (2009). Formation of highly refractory dunite by focused percolation of pyroxenite-derived melt in the Balmuccia peridotite massif (Italy). Journal of Petrology, 50(7), 1205-1233.
• Mukasa, S. B., & Shervais, J. W. (1999). Growth of subcontinental lithosphere: evidence from repeated dike injections in the Balmuccia lherzolite massif, Italian Alps. Lithos, 48(1-4), 287-316.
• Shervais, J. W. (1979). Petrology and structure of the alpine lherzolite massif at Balmuccia, Italy (Doctoral dissertation, University of California, Santa Barbara).
• Shervais, J. W., & Mukasa, S. B. (1991). The Balmuccia orogenic lherzolite massif, Italy. Journal of Petrology, (2), 155-174.

Foto
Porfiroclasti di olivina e pirosseno. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti di olivina e spinello (marrone). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti di olivina e spinello. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porfiroclasti di olivina e spinello (marrone). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti di olivina pirosseno. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porfiroclasti pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti di olivina pirosseno. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Olivina con kink-bands. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Olivina-fish con kink-bands. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti pirosseno. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti pirosseno e spinello (verde). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Porfiroclasti pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti di olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti pirosseno e olivina. Si nota una zona di taglio posta a circa 45°. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Porfiroclasti pirosseno e olivina. Si notano superfici di taglio parallele poste a circa 45°. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno e olivina. Si notano superfici di taglio parallele poste a circa 45°. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno, olivina e spinello (estinto). Si notano superfici di taglio parallele poste a circa 45°. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porfiroclasti pirosseno e olivina. Si notano superfici di taglio parallele poste a circa 45°. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno e spinello (estinto). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porfiroclasti pirosseno e olivina. Si notano superfici di taglio parallele poste a circa 45°. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno e spinello (verde). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno e olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Porfiroclasti pirosseno e olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno e olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Porfiroclasti pirosseno e olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Porfiroclasto di pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti pirosseno e olivina con kink-bands. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasto pirosseno attraversato da una superficie di taglio. Si notano le geminazioni piegate secondo il senso di taglio. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Porfiroclasto di pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti di pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Porfiroclasti di pirosseno con geminazioni piegate. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)