Tefrite fonolitica

Tefrite: Roccia vulcanica costituita da plagioclasio calcico, clinopirosseno e foidi (di solito > 10% dei minerali sialici). Il termine deriva dal greco "tephra" (cenere) ed è attribuito a Plinio il vecchio (77 A.C), e introdotto nella letteratura geologica da Fritsch nel 1865.

Le rocce alcaline

In petrologia, il termine alcalino è utilizzato per descrivere tutte quelle rocce che contengono quantità rilevanti di feldspatoidi (nefelina, sodalite, leucite ecc.) e/o pirosseni alcalini, e/o anfiboli alcalini, e/o melilite. Le rocce alcaline hanno generalmente più alcali di quelli che possono essere ospitati dai soli feldspati. Questo eccesso di alcali si traduce di fatto nella formazione di feldspatoidi, pirosseni e anfiboli sodici o altre fasi ricche in alcali. Più nello specifico, le rocce alcaline sono rocce sottosature, o al limite della saturazione in SiO₂ rispetto a Na₂O, K₂O, e CaO. Ci sono però anche rocce che possono essere povere in Al₂O₃ (ma non necessariamente in SiO₂); queste rocce sono dette in generale rocce peralcaline, e possono essere sottosature o soprassature.

Le rocce alcaline possono essere suddivise in:

1) Rocce sottosature in Al₂O₃ con quantità di silice variabile (sature o soprassature): A questo gruppo appartengono le rocce peralcaline, caratterizzate da un indice (Na₂O + K₂O)/Al₂O₃ > 1, detto indice di peralcalinità. Tipici esempi sono le pantelleriti (rioliti ricche in Na) e le comenditi (rioliti ricche in K).

2) Rocce povere in SiO₂ e con Al₂O₃ al limite della saturazione o in eccesso: Queste rocce sono costituite da feldspati, feldspatoidi, miche, anfiboli ecc. A questo gruppo appartengono le tefriti e le fonoliti.

3) Rocce povere sia in SiO₂ che in Al₂O₃: Queste rocce contengono feldspati alcalini, feldspatoidi e anche minerali mafici alcalini (pirosseni e/o anfiboli). A questo gruppo appartengono le trachiti a foidi.

Classificare le rocce alcaline è un po’ come aprire il vaso di Pandora, nel senso che è estremamente difficile. Le rocce alcaline sono rocce petrologicamente affascinanti ma estremamente diverse le une dalle altre. Queste rocce hanno attratto da sempre i geologi in misura sproporzionata rispetto alla loro abbondanza. Se consideriamo che queste rocce costituiscono meno dell’1% del volume totale di tutte le rocce ignee esposte, potremmo mettere in dubbio la razionalità del tentativo di una descrizione così completa, per rocce poco comuni. Il motivo per cui queste rocce sono così interessanti da punto di vista geologico è dato da fatto che comprendono tra l’altro le kimberliti (importanti fonti di diamanti) e le carbonatiti (importanti fonti di metalli ed elementi rari).

La classificazione delle rocce alcaline è confusa e controversa, in quanto riflette la difficoltà ad attribuire con certezza la genesi di molti affioramenti di tali rocce. Molti geologi hanno tentato di classificarle sulla base di somiglianze genetiche (come le serie magmatiche), mentre altri, riconoscendo la difficoltà nel valutare la genesi di rocce così diverse in contesti geodinamici molto vari, si sono basati sulle caratteristiche più facilmente determinabili, come la chimica, la mineralogica, e / o somiglianze tessiturali.

Caratteristiche petrografiche delle rocce alkaline

• Fonolite: Le fonoliti sono rocce vulcaniche costituite da feldspato alcalino (sanidino-anortoclasio), minerali mafici come pirosseni alcalini, augite, biotite e olivina e da uno o più foidi. Il termine, introdotto da Klaproth nel 1801, deriva dal greco "phonos" (suono) e "litho"s (roccia), con allusione al fatto che queste rocce producono un suono squillante se colpite con un martello.

• Tefrite: Le tefriti sono rocce vulcaniche costituita da plagioclasio calcico, clinopirosseno e foidi (di solito > 10% dei minerali sialici). Il termine deriva dal greco "tephra" (cenere) ed è attribuito a Plinio il vecchio (77 A.C), e introdotto nella letteratura geologica da Fritsch nel 1865. A differenza delle basaniti, le tefriti non contengono olivina, ma possono contenere piccole percentuali di feldspato alcalino; all’aumentare del contenuto in feldspato alcalino, passano a fonoliti tefritiche e tefriti fonolitiche.

• Basanite: Le basaniti sono rocce vulcaniche costituite da plagioclasio calcico, clinopirosseno, foidi (>10% dei minerali sialici) e olivina. Il termine deriva dal latino "basanites" (roccia molto dura).

rocce alcaline prive di feldspato

Le rocce alcaline prive di feldspato sono dette in generale foiditi. Questo termine è usato per indicare rocce vulcaniche costituite da più del 60% di feldspatoidi rispetto ai minerali sialici. Sono generalmente distinte sulla base del feldspatoide dominante.

• Leucititi: Le leucititi sono un gruppo di rocce vulcaniche-subvulcaniche a grana fine costituite da leucite e clinopirosseno (augite, diopside o aegirina). Il termine fu utilizzato per la prima volta da Rosenbush nel 1877.

• Nefeliniti: Le nefeliniti sono rocce vulcaniche composte principalmente dal nefelina e da augite titanifera o più raramente sodica e magnetite titanifera. Il termine venne usato per la prima volta da Cordier nel 1842

• Melilititi: Le melilititi sono rocce vulcaniche, caratterizzata dall'avere tra i costituenti essenziali, in percentuale superiore al 10% in volume, la melilite, accompagnata da feldspatoidi (nefelina e/o leucite e/o hauyna) ± olivina ± pirosseni.

Petrogenesi delle rocce alcaline

Le rocce alcaline si rinvengono in numerosi ambienti geodinamici, presentano caratteristiche chimiche molto variabili e sono spesso associate e rocce molto diverse tra loro. Questo implica che non esiste un unico maga capostipite capace di generale rocce alcaline. La presenza di rocce alcaline in isole oceaniche e in alcuni seamounts indica che, in alcuni casi, la genesi di tali rocce sia legata all’evoluzione di magmi mantellici, lontano da ogni fonte di contaminazione crostale. Secondo molti autori comunque, la genesi della maggior parte delle rocce alcaline, è legata a processi di contaminazione crostale, uniti a processi di cristallizzazione frazionata. Secondo Bailey (1983), il magmatismo alcalino è strettamente controllato dal degassamento di magmi mantellici; la risalita di questi magmi lungo zone di frattura (zone di rifting ecc.) inoltre favorisce la fusione parziale delle rocce incassanti e la contaminazione dei magmi mantellici. In base alla percentuale di fusione, e tipologia, delle rocce incassanti si può avere la formazione di numerose rocce alcaline con caratteristiche chimiche molto diverse.

Rocce a leucite

Le rocce a leucite rappresentano un particolare gruppo di rocce alcaline; Lo IUGS (International Union of Geological Sciences) ha ritenuto necessario distinguerle dalle altre rocce alcaline contenenti leucite (lamproiti e kakafugiti) date le loro peculiari caratteristiche geochimiche, per l'ambiente geodinamico di origine e per la peculiare associazione con alcuni altri tipi di rocce. Le rocce a leucite si rinvengono in pochi centri alcalini sparsi per il mondo come: la provincia magmatica di Toro-Ankole in uganda; la provincia magmatica dei Virunga in Rwanda, il massiccio centrale francese, il Laacher see in Germania, le provincie magmatiche di Mauricia e Almaria in Spagna, le Leucite Hills in America e la provincia magmatica Romana.

Nomenclatura delle rocce sottosature a leucite sulla base del rapporto tra % modale di leucite (in ordinata) e Rapporto Feldspatico (in ascissa: 0 corrisponde a 100% dei feldspati costituito da feldspati alcalini e 0% di plagioclasio e 100 al 100% di plagioclasio e 0% di feldspati alcalini. Immagine tratta da Daniele Fornasero

Le rocce a leucite possono essere distinte utilizzando il diagramma leucite-plagioclasio/feldspato. Se la leucite supera il 90% in volume dei minerali sialici si hanno rocce dette leucititi. Tra il 60-90% di leucite possiamo distinguere le leucititi fonolitiche (sanidino prevalente sul plagioclasio) e leucititi tefritiche (plagioclasio prevalente sul sanidino). Al di sotto del 60% di leucite possiamo distinguere le fonoliti (90-100% in volume dei feldspati costituito da sanidino), fonoliti tefritiche (50-90% in volume dei feldspati costituito da sanidino), tefriti fonolitiche (il feldspato dominante diviene il plagioclasio, compreso tra il 50-90%), tefriti e basaniti (90-100% di plagioclasio).

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Campione di tefrite con abbondanti cristalli tondeggianti di leucite. Immagine tratta da Flickr

Campione di tefrite con abbondanti cristalli tondeggianti di leucite e cristalli scuri di pirosseno. Vesuvio. Immagine tratta da Northern England Geology

Campione di tefrite con abbondanti cristalli tondeggianti di leucite e cristalli scuri di pirosseno. Vesuvio. Immagine tratta da Tumblr

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
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• Howie, R. A., Zussman, J., & Deer, W. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (p. 696). Longman.
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• Middlemost, E. A. (1986). Magmas and magmatic rocks: an introduction to igneous petrology.
• 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.

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Cristalli di leucite, clinopirosseno e glomerofiro composto da plagioclasio. Bolsena. Immagine a N//, 1,25x (lato lungo 0,5 mm).	Cristalli di leucite, clinopirosseno e glomerofiro composto da plagioclasio. Bolsena. Immagine a N//, 1,25x (lato lungo 0,5 mm).	Cristallo di leucite e clinopirosseno. Bolsena. Immagine a N//, 1,25x (lato lungo 0,5 mm).
Cristallo di leucite e clinopirosseno. Bolsena. Immagine a NX, 1,25x (lato lungo 0,5 mm).	Cristallo di leucite. Bolsena. Immagine a N//, 1,25x (lato lungo 0,5 mm).	Cristallo di leucite e clinopirosseno. Bolsena. Immagine a N//, 1,25x (lato lungo 0,5 mm).
Cristallo di leucite e clinopirosseno. Bolsena. Immagine a N//, 2x (lato lungo 7 mm).	Cristallo di leucite e clinopirosseno e plagioclasi. Bolsena. Immagine a NX, 2x (lato lungo 7 mm).	Cristalli di plagioclasio e clinopirosseno. Bolsena. Immagine a N//, 2x (lato lungo 7 mm).
Cristallo di leucite. Bolsena. Immagine a N//, 2x (lato lungo 7 mm).	Cristallo di leucite. Bolsena. Immagine a NX, 2x (lato lungo 7 mm).	Cristalli di clinopirosseno. Bolsena. Immagine a N//, 2x (lato lungo 7 mm).
Cristallo di clinopirosseno. Bolsena. Immagine a N//, 10x (lato lungo 2 mm).