Minerali metamorfici

Tessiture e microstrutture

Esempi di rocce

Vene

Le vene (Fig.1) sono delle strutture estensionali riempite da cristalli, spesso ad abito fibroso (solitamente quarzo o calcite). Le vene si formano in tutti i tipi di roccia di ogni grado metamorfico, con dimensioni variabili da pochi mm fino ad alcuni metri. La loro morfologia, petrologia e chimica, permette di determinare numerose informazioni sul regime deformativo. Lo sviluppo delle vene è solitamente associato alla circolazione di fluidi. I fluidi favoriscono sia l’apertura delle vene, che la deposizione di materiale al loro interno. Il materiale depositato all’interno delle vene può derivare da processi di avvezione, ovvero dalla circolazione di fluidi esterni (non legati alla roccia), o derivare da fluidi presenti nella roccia. In questo caso il processo è detto di diffusione.

Fig.1: Orientazione delle vene rispetto alla direzione di massima compressione. Immagine tratta e modificata da Jean-Pierre Burg.

Morfologia dei cristalli presenti nelle vene

Molte vene contengono cristalli dalla morfologia fibrosa. Questi minerali possono essere fasi che comunemente hanno abito fibroso come ad esempio serpentino, actinolite o altri minerali, ma anche fasi che normalmente non sviluppano morfologie fibrose come calcite, gesso, feldspati e quarzo. La morfologia fibrosa di questi minerali è legata alle particolari condizioni di crescita all’interno delle vene. Le vene si originano a partire da fratture, una volta che la frattura si apre, i fluidi circolati depositano il materiale cristallino al suo interno. Man mano che l’apertura della vena procede si ha continuamente la crescita di nuovi cristalli. Questo determina spesso lo sviluppo di morfologie fibrose e allungate.

Classificazione delle vene

La terminologia relativa alle vene, attualmente in uso, deriva in gran parte dai lavori di Ramsay & Huber (1983) e Passchier & Trouw (1996). Le vene possono essere classificate basandoci su tre categorie: Morfologia macroscopica, morfologia microscopia e modalità di crescita dei cristalli.

1) Morfologia macroscopica: Questa classificazione è basata sulla morfologia generale delle vene che vengono divise in due categorie:

- Pressure fringe: Vene che sono legate ad oggetti rigidi (solitamente cristalli). Si sviluppano ai due lati dell’oggetto, e sono costituite da cristalli solitamente fibrosi.
- Vene generiche: vene il cui sviluppo non è legato ad oggetti rigidi, ma a fratture o altri processi.

2) Morfologia microscopica: Questa classificazione si basa sulla morfologia interna della vene e sulla t¬essitura assunta dai cristalli. Possono essere distinte quattro principali categorie: 1. Tessitura a "blocchi" (blocky); 2. Tessitura a blocchi allungati; 3. Tessitura fibrosa; tessitura stretched.

Tessitura a "blocchi" (blocky): tessitura caratterizzata da cristalli equidimensionali e orientati casualmente.
Tessitura a blocchi allungati: in questo caso i cristalli hanno una morfologia leggermente allungata. Gli assi lunghi dei cristalli sono generalmente sub-paralleli tra loro.
Tessitura fibrosa: in questo caso i cristalli hanno morfologie molto allungate e fibrose, con gli assi lungi tutti paralleli tra loro.
Tessitura stretched: La distinzione principale tra questa tessitura e le altre è che nel caso della tessitura stretched, la crescita dei cristalli avviene a partire da fratture interne alla vena stessa, che dividono il cristallo in due. I singoli cristalli possono inoltre estendersi da una parte all’altra della vena.

3) Modalità di crescita dei cristalli: Questa classificazione si basa sulla modalità di crescita dei cristalli all’interno della vena. Possono essere distinte tre modalità principali: crescita sintassiale, antitassiale e atassiale.

• Vene sintassiali: In questo tipo di vene i minerali di riempimento sono dello stesso tipo dei minerali della roccia (Fig.2). Il materiale di riempimento nuclea a partire dalle pareti della roccia, mentre l’accrescimento dei cristalli avviene al centro della vena. La crescita dei cristalli all’interno della vena spesso inizia con la sovracrescita sintassiale (con lo stesso senso cristallografico) dei cristalli della roccia incassante, e procede dalle pareti verso l’interno della vena (crescita detta bitassiale). Una caratteristica peculiare delle vene sintassiali è la presenza di una linea mediana posta solitamente al centro della vena. Questa linea è il punto di contatto, di incontro, dei cristalli che crescono a partire dalla pareti della vena. I Singoli cristalli non attraversano la linea mediana. La parte più vecchia della vena si trova lungo i margini al contatto tra la vena e la roccia incassante; la parte più giovane si trova nella parte mediana. Le vene sintassiali sono spesso asimmetriche, ovvero hanno la linea mediana spostata verso una delle due pareti. In casi estremi la linea mediana coincide con una parte; in questo caso la vena viene definita unitassiale (Fig.3).

Fig.2: Evoluzione di una vena sintassiale. Un cambiamento nel movimento relativo delle pareti della vena (indicato dalla frecce) può cusare la curvatura dei cristalli. Immagine tratta e modificata da Passchier (2005).

Fig.3: Evoluzione di una vena unitassiale. Un cambiamento nel movimento relativo delle pareti della vena (indicato dalla frecce) può cusare la curvatura dei cristalli. Immagine tratta e modificata da Passchier (2005).

• Vene antitassiali: In questo tipo di vene (Fig.4) i minerali di riempimento sono di tipo diverso dei minerali della roccia (ad esempio vene di calcite in una quarzite ecc.). La crescita dei cristalli inizia comunemente lungo i bordi della vena e procede man mano dal centro della vena verso le pareti. Spesso si ha una debole linea mediana, ma in questo caso i cristalli possono comunemente attraversarla.

Fig.4: Evoluzione di una vena antitassiale. Un cambiamento nel movimento relativo delle pareti della vena (indicato dalla frecce) può cusare la curvatura dei cristalli. Immagine tratta e modificata da Passchier (2005).

Fig.5: Sviluppo e senso di crescita dei minerali in una vena antitassiale e sintassiale. Immagine tratta Jean-Pierre Burg.

• Vene atassiali: In questo tipo di vene la crescita dei cristalli avviene in vari siti, detti cracks, all’interno della vena (Fig.6). I cristalli che costituiscono la vena sono spesso sono i principali minerali della roccia incassante e hanno comunemente morfologia "stirata", ovvero si estendono, in continuità ottica, da una parte all’altra della vena. In questo tipo di vene non si ha una linea mediana. I Cracks possono avvenire dentro la vena o in modo casuale all’esterno (ma sempre paralleli alla vena). In questo caso la vena contiene molti pezzi della roccia incassante.

Fig.6: Evoluzione di una vena atassiale. Un cambiamento nel movimento relativo delle pareti della vena (indicato dalla frecce) può cusare la curvatura dei cristalli. Immagine tratta e modificata da Passchier (2005).

• Vene composite: sono vene che presentano porzioni antitassiali frapposte a porzioni sintassiali. In questo tipo di vene si hanno tre linee mediane (Fig.7).

Fig.7: Development of Composite vein. A change in the relative motion of the wall rocks (arrows) can cause curvature of the growing fibres in the veins. Modified from Passchier (2005).

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Bons, P. D. (2000). The formation of veins and their microstructures. Journal of the Virtual Explorer, 2, 12.
• Bons, P. D., Elburg, M. A., & Gomez-Rivas, E. (2012). A review of the formation of tectonic veins and their microstructures. Journal of Structural Geology, 43, 33-62.
• Bucher, K., & Grapes, R. (2011). Petrogenesis of metamorphic rocks. Springer Science & Business Media.
• Fossen, H. (2016). Structural geology. Cambridge University Press.
• Howie, R. A., Zussman, J., & Deer, W. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (p. 696). Longman.
• Passchier, Cees W., Trouw, Rudolph A. J: Microtectonics (2005).
• Philpotts, A., & Ague, J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology. Cambridge University Press.
• 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.
• Vernon, R. H. (2018). A practical guide to rock microstructure. Cambridge university press.

Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Grossa vena antitassiale di Quarzo, notare la linea mediana. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
Particolare di una grossa vena antitassiale di Quarzo, notare le inclusioni fluide nei cristalli di quarzo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Particolare di una grossa vena antitassiale di Quarzo, notare le inclusioni fluide nei cristalli di quarzo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Particolare di una grossa vena antitassiale di Quarzo, notare le inclusioni fluide nei cristalli di quarzo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Vena ad epidoto in una roccia termometamorfica di montecristo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Vena ad epidoto in una roccia termometamorfica di montecristo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Vena ad epidoto in una roccia termometamorfica di montecristo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Vene ad epidoto in una roccia termometamorfica di montecristo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Vene ad epidoto in una roccia termometamorfica di montecristo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Vena ad epidoto in una roccia termometamorfica di montecristo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Vena Antitassiale di Calcite e Quarzo. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Particolare di una vena Antitassiale. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena Antitassiale di Calcite e Quarzo. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Vena Antitassiale di Quarzo in uno scisto. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena Antitassiale di Quarzo in uno scisto. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena Antitassiale di Quarzo in uno scisto. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Vena Antitassiale di Quarzo in uno scisto. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena Antitassiale di Quarzo. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena Antitassiale di Quarzo. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Vene Antitassiali di Quarzo. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di quarzo con inclusioni in una vena composta da quarzo. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di quarzo con inclusioni in una vena composta da quarzo. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Vene antitassilale di quarzo in un marmo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Vena di di calcite in un marmo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Vena di di calcite in un marmo. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Vene di calcite in una quarzite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Vene sintassiali di quarzo in un ciottolo di verrucano dei monti pisani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Vene sintassiali di quarzo in un ciottolo di verrucano dei monti pisani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Vene di calcite in una quarzite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Vena sintassiale di quarzo in un ciottolo di verrucano dei monti pisani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Particolare di una vena sintassiale di quarzo in un ciottolo di verrucano dei monti pisani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 20x (lato lungo = 1mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 20x (lato lungo = 1mm)
Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 20x (lato lungo = 1mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a N//, 20x (lato lungo = 1mm)	Vena di calcite fibrosa in una serpentinite. Monterosso Calabro. Immagine a NX, 20x (lato lungo = 1mm)