Strain fringes

Oggetti rigidi (generalmente cristalli) in una roccia sottoposta a deformazione duttile possono causare delle perturbazioni locali del campo di stress. Vengono quindi a crearsi delle zone ad alto strain, perpendicolari alla direzione di massima compressione e delle zone a basso strain (ombre di pressione) perpendicolari alla direzione di compressione minima. Queste due zone presentano delle pressioni molto divere; la presenza di zone a diversa pressione fa sì che si abbia dissoluzione di materiale nelle zone ad alta pressione e deposizione in quelle a bassa pressione. Se i cristalli che si formano nelle zone di bassa pressione hanno morfologia fibrosa allora avremo quelle che sono definite strutture di strain fringes.

Le strain fringes possono essere classificate in base alla morfologia in fringes sintassiali, antitassiali e complesse (Fig.1).



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Fig.1: Strain fringes sintassiali, antitassiali e complesse.



Fringes sintassiali: a superficie di crescita dei cristalli fibrosi è collocata al contatto con la matrice della roccia. Il materiale cristallino delle fibre è generalmente dello stesso tipo di quello dell’oggetto rigido, e sono comunemente in continuità ottica con l'oggetto rigido attorno a cui si sviluppano. Questa tipologia di fringe è abbastanza rara.

Fringes antitassiali: La superficie di crescita è localizzata tra l’oggetto rigido e le fibre. Si ha comunemente continuità mineralogica e ottica tra i cristalli della matrice e le fibre, ma non tra fibre ed oggetto rigido. È la tipologia di fringe più comune.

Fringes complesse: Sono fringes che presentano una struttura complessa caratterizzata da porzioni sintassiali e antitassiali di diverso spessore.

Le fringes possono essere inoltre classificate e suddivise in base alla direzione di crescita delle fibre (Fig.2):

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Fig.2: Morfologia face- e displacement-controlled.



Face-controlled: Le fibre crescono perpendicolarmente alle facce dell'oggetto rigido.
Displacement-controlled: Le fibre crescono parallelamente alla direzione di estensione delle ombre di pressione.

Strain fringes su oggetti sferici: È la tipologia di strain fringes più comune; un tipico esempio sono gli aggregati globulari di pirite (pirite framboidale) su sui si sviluppano fringe di quarzo.

In un regime di taglio puro, le fibre che crescono secondo il meccanismo displacement-controlled, hanno una morfologia rettilinea; quelle che invece crescono secondo il meccanismo face-controlled, hanno una morfologia curvilinea. Lo sviluppo delle strain fringes in rocce sottoposte a taglio semplice è molto più complesso. Le strain fringes infatti ruotano assieme all’oggetto rigido, e man mano che si formano, vengono piegate e spinte in zone distanti dall’oggetto stesso. Quello che ne risulta è una morfologia spesso molto complessa (Fig.3).

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Fig.3: Fringe su oggetti sferici durante la deformazione per taglio puro e semplice.



Strain fringes su oggetti spigolosi: Molte strain fringe si sviluppano attorno a cristalli euedrali, generalmente cristalli cubici di pirite o magnetite. La differenza tra queste fringes, e quelle che crescono su gli oggetti sferici, sta unicamente nella linea di sutura che si sviluppa tra le fibre che crescono sulle diverse facce del cristallo (Fig.4).

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Fig.4: Fringe su oggetti spigolosi durante la deformazione per taglio puro e semplice.



La geometria delle fringe dipende da numerosi fattori come la forma dell’oggetto su cui si sviluppano, il regine deformativo a cui la roccia è sottoposta, la modalità con cui crescono le fibre (face- o displacement-controlled) e le condizioni di P-T della roccia.

Bibliografia



Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
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• Vernon, R. H. (2018). A practical guide to rock microstructure. Cambridge university press.


Foto
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Strain fringes di quarzo attorno ad un cristallo di pirite. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Strain fringes di quarzo e calcite attorno a cristalli di pirite. Casio, Slate della "Pizarras de luarca formation" (Ordoviciano), Spagna. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
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