Minerali metamorfici

Tessiture e microstrutture

Esempi di rocce

Yoderite - Mg₂(Al;Fe³⁺)₆Si₄O₁₈(OH)₂

La yoderite venne scoperta nel 1959 da McKie nelle rocce delle Mautia Hill che la dedicò al professor Hatten Schuyler Yoder. La Yoderite presenta delle caratteristiche strutturali simili a quelle della cianite, questo spiega la comune crescita di yoderite su cianite nelle rocce delle Mautia Hill. Come la cianite, la yoderite ha una struttura a catena, costituita da ottaedri A(1) = (MgO, Al)O₅(OH) che si estenono lungo l’asse b, tuttavia a differenza della cianite, le catene ottaedriche della yoderite sono legate tra loro da due tipi di poliedri bipiramidali A(2) = (Mg,Al)O₄(OH) e A(3) = (Al,Fe³⁺)O₅ e da tetraedri isolati occupati da Si.

Caratteristiche ottiche
• Forma: Cristalli anedrali.
• Rilievo: Alto.
• Colore: blu-viola intenso.
• Pleocroismo: Da viola intenso, a blu fino a marrone.
• Colori di interferenza: Da blu di prussia del I ordine fino a rosso del I ordine.

Geologia delle Mautia Hill

Le Mautia Hill sono situate a circa 10 Km a NNE (Fig.1) della provincia del Kongwa (Tanzania centrale), in prossimità del bordo occidentale del Pan-African Mozambique Belt, la cui formazione è relazionata alla collisione tra il Gondwana Est ed Ovest. Ad Ovest si trova il cratone archeano della tanzania, composto principalmente da rocce granitiche formatesi circa 2.8 – 2.6 Ga; la regione ad Est del Cratone della Tanzania, denominata Western Mozambique Belt, è invece dominata da gneiss granitici e granuliti felsiche. Le Mautia Hill (Fig.2) sono una catena di colline che si estende in direzione WNW-ESE per circa 3 km, con un’ampiezza di 1km e un altezza media di 50m caratterizzate da litologia metasedimentarie. Le rocce delle Mautia Hill sono composte principalmente da ortogniess e scisti a Cianite, marmi deformati e Anfiboliti mafiche. lungo l’asse centrale affiorano invece scisti a cianite e Yoderite e saffirina, che costituiscono il nucleo di una Sinforme a scala regionale.

mautiahills(3).jpg

Fig.1: Carta Geologica semplificata della Tanzania orientale. (Cutten 2004).

Fig.2: a) Schema geologico delle Mautia Hill. b) Schema geologico dettagliato delle Mautia Hill, le zone a colorazione più scura rappresentano gli affioramenti osservabili. (S.P.Johnson in 2000).

Le Mutia Hills sono localizzate in una zona estremamente complessa dal punto di vista tettonico, all’interno dell’orogene neoproterozoico Est Africano, in vicinanza di granuliti archeane di alta T appartenenti al cratone della tanzania, e molto vicine alle rocce eclogitiche Paleoproterozoiche della catena dell’Usagaran. Così come altre rocce metasomatiche, formatesi in condizioni di P e T simili, le rocce delle Mautia Hills vengono interpretate come il prodotto della subduzione di una porzione della crosta continentale. Fockenberg e Schreyer (1994) hanno dimostrato che l’evoluzione tettono-metamorfica delle Mautia Hill seguì un percorso PT-t caratterizzato da alta pressione e moderata temperatura, secondo un percorso orario. I dati indicano che le rocce delle Mautia Hill furono subdotte fino ad una profondità di circa 30 Km.

Gli Scisti a Yoderite

Gli scisti a talco-cianite-quarzo-yoderite (Fig.3) delle Mautia Hill sono costituiti da cristalli di talco, spesso piegati, in una matrice di quarzo fortemente deformato. La yoderite si presenta in cristalli anaedrali, spesso pecilitici (con inclusioni di quarzo e talco). Una caratteristica pressoché costante di queste rocce è la presenza di relitti di cianite, bordati da yoderite.

Fig.3: Campione di scisto a yoderite delle Mautia Hill. nell'ingrandimento è visibile un cristallo relitto di cianite (giallo) circondato da yoderite blu.

Le analisi chimiche degli scisti a talco-cianite-quarzo-yoderite hanno evidenziato che queste rocce sono pressoché prive di calcio e alcali, hanno un alto rapporto Mg/Fe con contenuti in MgO spesso superiori a 12.33 Wt%. Tale composizione differisce notevolmente da qualsiasi roccia di origine ignea o da qualsiasi sedimento; sono state perciò postulate tre ipotesi principali per spiegare tale anomalia.

• Le rocce derivano dal metamorfismo di un mix tettonico di quarzo e rocce ultrabasiche.
• Le rocce derivano da Mg-metasmomatismo.
• Le rocce derivano dal metamorfismo isochimico di una saponite bentonitica.

La prima ipotesi è altamente improbabile in quanto nella zona delle Mautia Hill non si hanno sorgenti di rocce ultrabasiche. La seconda ipotesi richiederebbe il Mg-Metasomatismo di Arenarie argillose; l’esistenza di arenarie argillose alternate ad arenarie ricche in Mg e a calcari è stratigraficamente plausibile. La terza ipotesi è quella riscuote il maggior consenso dalla comunità scientifica; la composizione chimica attuale degli scisti a Yoderite è, con le dovute accortezze, paragonabile a quella di rocce silicee (selci ecc.) contenenti grandi quantità di fillosilicati. Durante il metamorfismo di una saponite bentonitica, la montmorillonite si decompone ad una T inferiore a 500°C, dando luogo ad una composizione caratterizzata da quarzo-talco-pirofillite, stabile fino a una T di 530°C, temperatura alla quale inizia la formazione della cordierite; successivamente a 575°C la decomposizione della pirofillite in cristobalite e mullite.

Se le ultime due reazioni vengono inibite, come succede se si ha un incremento di pressione, e la pirofillite si decompone senza dare luogo alla formazione di cordierite, dando luogo a silice e cianite, si ottiene un assemblaggio mineralogico identico a quello delle rocce delle Mautia Hill, prima della formazione della yoderite. Qualunque sia stato la precisa storia evolutiva di queste rocce, esse si sono formate durante un evento metamorfico in presenza di un alta concentrazione di H₂. La presenza di una fase acquosa (fase vapore) è necessaria per la formazione della yoderite secondo la reazione: Talco + cianite + HO = yoderite + quarzo.

yoderite2017(1).jpg

Panoramica di una sezione sottile di scisto a yoderite, realizzata da Andy Tindle (Virtual Microscope). Immagine a N//, lato lungo = 2,5 cm.

Panoramica di una sezione sottile di scisto a yoderite, realizzata da Andy Tindle (Virtual Microscope). Immagine a NX, lato lungo = 2,5 cm.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Johnson, S.P & Oliver, G.J.H (1998): A second natural occurence of Yoderite. Journal of Metamorphic Geology, 16 (809-818).
• McKie, D. (1959): Yoderite, a new hydrous magnesium iron aluminosilicate from Mautia Hill. Mineralogical magazine, 32 (282-307)
• Schreyer, W & Yoder, H.S (1968): Yoderite, Synthesis, Stability and interpretation of its natural occurence. Carneige Instituition of Washington Yearbook, 66
• Cutten H., Johnson S. P., De Waele B. (2006) Protolith Ages and Timing of Metasomatism Related to the Formation of Whiteschists at Mautia Hill, Tanzania: Implications for the Assembly of Gondwana, Journal of Geology 114, 683–698.
• PhD thesis, Cutten H. (2004): Development of an ArcView/Access database and its use to decipher the tectonic history of the Mozambique Belt, eastern Africa. Perth, Univ. W. Australia.

Corona di yoderite blu attorno a cianite. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cianite. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli Yoderite blu. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di yoderite con colori di interferenza blu, cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cianite. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo di yoderite con colori di interferenza blu, cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Corona di yoderite blu attorno a cianite. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cianite. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cianite e cristalli birifrangenti di talco. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cianite. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cianite (bassi colori di interferenza), cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cristalli relitti di Cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cristalli relitti di Cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cristalli relitti di Cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cristallo relitto di cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cristallo relitto di cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cristallo relitto di cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di yoderite con colori di interferenza blu attorno a cristallo relitto di cianite (bassi colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di yoderite con colori di interferenza blu, cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di yoderite con colori di interferenza blu, cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di yoderite con colori di interferenza blu, cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di quarzo e talco (alti colori di interferenza). Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite con inclusioni di Piemontite (rosa). Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di yoderite blu. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite e talco. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite e talco (alti colori di interfernenza). Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Yoderite blu attorno a cristallo relitto di cianite. Mautia Hill (Tanzania). Mautia Hill (Tanzania). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)