Minerali metamorfici

Tessiture e microstrutture

Esempi di rocce

Skarn di Sassi Neri

Il termine skarn deriva da una antica parola utilizzata dai minatori svedesi per indicare il materiale di scarto, ricco in silicati, che veniva estratto assieme ai materiali da cui si estraevano metalli, e che apparentemente tendeva a sostituire i calcari di età proterozoica del distretto minerario di Persberg. Attualmente il termine è utilizzato per indicare rocce ricche in silicati di calcio di qualsiasi età esse siano. Nella letteratura scientifica americana spesso al posto di skarn viene utilizzato il termine tactite.

Gli skarn sono delle rocce mineralogicamente molto semplici, essendo formate da silicati di calcio, come ad esempio pirosseni e granati; si rinvengono in tutti i continenti e in formazioni rocciose di ogni età. Tuttavia essi sono estremamente comuni in litologie ricche in calcio (calcari, argille, arenarie, graniti) ma si formano anche a spese di rocce come komatiiti e basalti.
Gli skarn si possono formare durante eventi di metamorfismo regionale o di contatto a seguito di complessi processi metasomatici grazie a fluidi magmatici, metamorfici, meteorici e/o di origine marina. La maggior parte tuttavia, si rinviene al contatto con intrusioni plutoniche (acide a basiche) o lungo zone di taglio la dove si abbia una forte circolazione di fluidi. In aggiunta all’estrema variabilità di ambienti gli skarn sono caratterizzati anche da un estrema variabilità composizionale, si hanno skarn contenenti Fe, W, Cu, Pb, Zn, Mo, Ag, Au, U, REE, F, B e Sn.

Gli skarn, in linea generale, possono essere suddivisi in: Esoskarn e Endoskarn, i due termini vengono utilizzati per indicare rispettivamente un protolite sedimentario e igneo. Tuttavia i termini Eso e Endo vengono spesso utilizzati per indicare la posizione che assumono gli skarn rispetto all’intrusione plutonica; ciò pero risulta spesso poco chiaro nel caso in cui si abbiano intrusioni plutoniche multiple o nel caso in cui non si abbia traccia apparente di intrusioni plutoniche.

I termini Mangano, Magnesiaco e calcico sono spesso utilizzati per indicare la mineralogia dominante del protolite e di conseguenza la mineralogia dei rispettivi skarn. Tali termini possono essere ovviamente combinati tra loro a seconda del caso (mangano-Endoskarn; Calcio-Esoskarn ecc).

Il termine Skarnoide è un termine descrittivo per indicare rocce calc-silicatiche a grana fine, povere in ferro, e che riflette, almeno in parte, la composizione del protolite. Geneticamente gli Skarnoidi sono rocce intermedie tra Hornfels puramente metamorfici e skarn derivanti da processi metasomatici. Per tutti i termini appena descritti, la composizione e la tessitura dei vari protoliti tende a controllare e influenzare la composizione e la tessitura dei relativi skarn. In opposizione a ciò, la maggior parte dei depositi di skarn contenenti elementi economicamente importanti si è formata a causa di complessi processi metasomatici.

Importanza dei depositi di Skarn:

1) Sono importanti fonti di Fe, W, Cu, Pb, Zn, Mo, Ag, Au, U, REE, F, B e Sn. Inoltre sono importanti per l’estrazione di asbesto, magnesite, talco e wollastonite, minerali importanti per l’industria.
2) Sono geneticamente e spazialmente associati a intrusioni plutoniche.
3) Sono geneticamente legati ad altri depositi minerari come ad esempio i porphyry copper (la più importante fonte di rame).
4) La stretta associazione tra skarn ricchi in minerali di ferro e depositi minerari rappresenta un importante esempio naturale dei processi di solfatazione e ossidazione.
5) Sono rocce a grana grossa-molto grossa e i minerali di cui sono composti sono spesso estremamente colorati; questo facilita e permette lo studio dettagliato anche su un singolo campione.

Come è possibile distinguere gli skarn da rocce calc-silicatiche simili (hornfels)? In primo luogo, come riconosciuto da Goldschmidt nel 1911, gli skarn tendono ad avere una grana molto grossa rispetto agli hornfels; spesso si hanno cristalli di granato fino a 2-3 cm e cristalli di pirosseno fino a 10 cm o più. Tale caratteristica è probabilmente dovuta alla crescita dei cristalli da fluidi ad alta temperatura e ricchi in elementi (come avviene nelle pegmatiti).

In secondo luogo gli skarn sono formati da minerali con colore e mineralogia distintive; i granati presenti negli skarn tendono ad essere andradite piuttosto che grossularia, i clinopirosseni sono costituiti per lo più da hedenbergite o johansenite piuttosto che Diopside. Tale arricchimento in ferro e manganese inoltre causa una forte colorazione durante l’alterazione. Si hanno inoltre, a differenza degli hornfels, arricchimenti molto importanti in boro (axinite e datolite), fluoro (auorite, apofillite ed humiti).

In fine gli skarn tendono ad essere "metasomaticamente zonati" (spesso in bande simmetriche) attorno alle zone di passaggio dei fluidi idrotermali, o nelle zone di contatto con le rocce plutoniche; gli hornfels invece hanno una distribuzione dei minerali calcsilicatici controllata essenzialmente dall’originaria struttura del protolite. La zonatura metasomatica degli skarn è spesso ben evidente in quanto spesso si ha l’alternanza di bande mono o poli- mineraliche separate da contatti netti. Tale zonatura tuttavia può essere mascherata o disturbata da ulteriori processi di circolazione di fluidi tardivi, ma è quasi sempre riconoscibile.

Formazione degli Skarn

La formazione degli skarn è dovuta a numerosi processi metasomatici ed in linea generale tende a seguire un ordine progressivo:

1) Intrusione di un magma intermedio o acido (900-700°C) a bassa profondità (da alcune centinaia di metri a qualche km). Raramente si ha la presenza di intrusioni basiche.
2) Sviluppo di un aureola di contatto (processi di decarbonatazione e deidratazione) nelle rocce incassanti (700-500°C); la cristallizzazione dell’intrusione tende ad essere completa.
3) Formazione dei primi skarn anidri (600-400°C) dovuta al rilascio di fluidi deuterici ricchi in ferro e silicio da parte del magma o a causa di fluidi circolanti di altra origine. Nei calcari i primi skarn che si formano sono ricchi in granato e/o clinopirosseno; nelle dolomie si hanno invece Forsterite e/o Flogopite.
4) La formazione dei depositi metalliferi inizia a 500-300°C mentre si ha la continua formazione di skarn. Comunemente si ha la formazione prima di scheelite e di ossidi piuttosto che la formazione di solfuri. La formazione delle zone ricche in metalli è generalmente confinata ai primi skarn formatisi, mentre gli skarn tardivi sono generalmente sterili.
5) Tra 400 e 200°C si ha lo sviluppo di processi di alterazione tardivi che tendono a obliterare i primi skarn anidri formatisi e al tempo stesso contribuiscono alla deposizione di metalli. Si ha la sostituzione della forsterite da parte di serpentino mentre calcite, magnetite, ematite, quarzo, pirite, ilvaite, clorite e altri minerali tendono a sostituire i granati e i clinopirosseni.

Gli skarn e i depositi di Ferro Elbani

La struttura geologica dell’Isola d’Elba è caratterizzata da vari complessi, ad affinità continentale e oceanica impilati gli uni sugli altri a seguito della fase compressiva dovuta all’orogenesi appenninica oligo-miocenica. A seguito della fase compressiva l’Elba è stata caratterizzata da una tettonica distensiva. Secondo Trevisan (1950) le varie unità est vergenti sono suddivise in 5 complessi principali. I complessi dall’I al III sono composti da rocce paleozoiche-mesozoiche ad affinità continentale, appartenenti al margine W della microplacca Adria. Si hanno rocce silicoclastiche continentali, evaporiti e depositi carbonatici di mare basso. I complessi IV e V invece appartengono ad dominio ligure; il complesso IV i costituito da una sequenza ofiolitica giurassica e da relative coperture mentre il complesso V è costituito da flish Cretaceo ed Eocenici. Durante la fase distensiva l’Elba è stata interessata da un esteso magmatismo acido. La zona Ovest è dominata dall’intrusione granitica del Monte Capanne (6.2 Ma) e da un complesso laccolitico multistrato. La zona Est invece è dominata dal plutone di Porto azzurro e da un associato sciame di dicchi leucogranitici.

I depositi di ferro dell’Elba sono localizzati in una stretta fascia con andamento N-S, lungo la costa est dell’isola: Rio Albano, Rio Marina, Terranera-Rio Ortano, Ginevro, Sassi neri, Calamita.

Mappa geologica dell’Elba in cui vengono riportati i complessi intrusivi e i complessi tettonici, Modificata Da Rocchi et al. 2010.

Si hanno tre principali tipologia di depositi:

1) Depositi di tipo Calamita caratterizzati da Magnetite; sono localizzati nella zona del promontorio del Calamita (Ginevro, Sassi neri e Calamita). Sono associati a skarn ricchi in Ilvaite-Ferrosillite-Ferroactinolite-Grossularia-Epidoto. Tali depositi si rinvengono generalmente in lenti di 100m lunghezza e 60 M di spessore, all’interno delle rocce dei complessi I e II.
2) Depositi di tipo Ortano (Rio Ortano e Terra nera); sono localizzati nella parte centrale della costa Est. Sono caratterizzata da depositi di Pirite-Ematite-Magnetite.
3) Depositi di tipo Rio Marina (Rio Albano e Rio Marina), caratterizzati da depositi di Pirite-Ematite. Gli skarn si sviluppano in corpi lenticolari all’interno delle rocce di età permo-carbonifera e verrucana.

Miniera di Sassi Neri

La Miniera di Sassi Neri è situata lungo la costa Est del promontorio del Monte calamita, ad 1.5 km dalla miniera del Ginevro. Si ha la presenza di Skarn massivi, sormontati da rocce metamorfiche a basso grado; si ha anche la presenza di dicchi leucogranitici parzialmente sostituiti da skarn (la formazione degli skarn è quindi successiva al magmatismo acido). Gli skarn di Sassi Neri e del Ginevro differiscono molto dagli altri Skarn Elbani in quanto sono dominati da Ferro-Pargasite con quantità subordinate di Ilvaite e Grossularia.

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Miniera di Sassi Neri

Miniera di Sassi Neri. Dicco granitico parzialmente sostituito da Skarn

Campione di Skarn a Pargasite proveniente da Sassi neri.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• L.D. Meinert; G.M.Dipple; S. Nicolescu: orld Skarn Deposits. Economic Geology 100th Anniversary Volume pp. 299–336 • Ines Dunkel: The Genesis of East Elba Iron Deposits and Their interrelation with messinian tectonics.

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