Una prima classificazione
Approccio speditivo: non si pretende di piazzare il campione esattamente nel campo del diagramma, ma di dargli un nome ragionevole. L’anno prossimo, a Petrografia, lo si farà in modo rigoroso.
Lo schema della slide (da Marshak) mette in fila le rocce secondo il contenuto in silice, dalle silicee (acide) alle intermedie, alle femiche, alle ultrafemiche. Più cresce la silice, più la roccia è acida, leggera e chiara. Scendendo verso le ultrafemiche aumentano ferro, magnesio e densità, cala la silice, sale l’indice di colore. [ndr] In aula la silice è stata data “da un minimo del 40% fino al 60%”. La scala di solito usata: ultrafemiche < 45%, femiche 45–52%, intermedie 52–63%, silicee > 63% (fino a circa il 75% nei graniti).
- Per ogni riga c’è un termine effusivo (micro/criptocristallino o porfirico) e il suo equivalente intrusivo (olocristallino, cristalli visibili a occhio nudo): granito–riolite, diorite–andesite, gabbro–basalto, peridotite–komatiite.
- Più si va verso il silicico, più la composizione mineralogica è varia. Verso l’ultrafemico si impoverisce, fino a rocce fatte praticamente solo di olivina.
- I minerali dello schema sono tutti quelli delle schede: feldspati alcalini, quarzo, plagioclasi, biotite, anfibolo, pirosseno, olivina.
- Il plagioclasio ha un campo molto ampio e cambia composizione: ricco in calcio nei termini femici, ricco in sodio in quelli silicici.
I nomi sono storici (soprattutto dell’Ottocento): non suggeriscono il tipo di roccia. Non vanno studiati a memoria: in laboratorio e all’esame si tiene sotto gli occhi il diagramma e si usa il nome del campo in cui si cade. Con l’uso ci si ricorda.
L’indice di colore (leucocratico, mesocratico, melanocratico, ultrafemico) va usato con molta cautela. Un’ultrafemica dovrebbe essere la roccia più scura, ma se è fatta di olivina fresca non è poi così nera.
Le rocce vetrose
Frammentarie: le piroclastiti
Il nome “nobile” delle vetrose frammentarie è rocce piroclastiche, molto più usato di “frammentarie”. Due grandi gruppi: i tufi di caduta e i tufi saldati, cioè i depositi di un flusso piroclastico che scorre lungo i versanti. Gli abitanti di Pompei sono stati travolti e sepolti da una nube piroclastica. In entrambi i casi il risultato è comunque un tufo in senso geologico.
Nel linguaggio comune “tufo” indica cose diverse. Nelle Langhe “tufo” sono le marne, rocce sedimentarie su cui stanno le vigne, che non hanno nulla a che vedere con i tufi vulcanici. Verificare sempre che si stia usando la nomenclatura scientifica.
Le piroclastiti nascono da un’attività vulcanica esplosiva che proietta grandi volumi di gas e frammenti di lava, sia ancora fusa (brandelli) sia già consolidata. I frammenti raffreddano rapidissimamente e ricadono (fallout), in atmosfera o colando lungo il cono. Per questo sono il punto di passaggio verso le sedimentarie, e si classificano con un triangolo granulometrico, come le sedimentarie clastiche:
| Classe | Dimensione |
|---|---|
| Blocchi e bombe | > 64 mm (le bombe sono i termini più grossolani) |
| Lapilli | 2–64 mm |
| Ceneri | < 2 mm |
La registrazione si interrompe alle ceneri: la riga dei lapilli è la classe intermedia standard.
- Ialoclastite (dall’inglese hyaloclastite): lava effusa in acqua, sotto un ghiacciaio o in sedimenti saturi d’acqua. L’interazione con l’acqua dà un raffreddamento rapidissimo e una contrazione: il materiale si frammenta in clasti angolosi, a spigoli vivi.
- Autoclastite: in generale, un fuso che si frammenta durante il consolidamento, in qualunque condizione.
Non frammentarie
| Roccia | Vescicole | Note |
|---|---|---|
| Ossidiana | praticamente zero | vetro vulcanico in senso stretto: magma talmente viscoso da non cristallizzare. Frattura concoide |
| Pomice | ≥ 50% del volume | lava ricchissima di gas. È così piena di vuoti che galleggia |
| Scoria | < 50% | stessa origine, meno vescicolare |
Le vescicole sono il riflesso dei gas disciolti nel fuso.
Il protocollo con i diagrammi triangolari
Ogni vertice è il 100% di un componente (end member); lungo ogni lato si legge la percentuale, e all’interno si incrociano le informazioni. Quest’anno le percentuali si stimano a occhio sul campione; l’anno prossimo si conteranno al microscopio.
Femici ≥ 90%: le ultrafemiche
Prima cosa da valutare: la percentuale di femici. Se arriva al 90% o più si usa il triangolo con olivina, ortopirosseno e clinopirosseno (che a occhio nudo si ragionano insieme). Tre nomi fondamentali:
- Dunite: olivina ≥ 90%.
- Peridotite: olivina tra 40 e 90%. Tra le più frequenti; equivalente effusivo la komatiite.
- Pirossenite: olivina < 40%, dominano i pirosseni.
Femici < 90%: Streckeisen per le intrusive
Il doppio triangolo del petrografo Streckeisen ha quattro termini estremi: Q quarzo, A feldspati alcalini, P plagioclasi, F feldspatoidi. Ci entrano praticamente tutte le intrusive.
- Q e F si escludono: il 100% di Q è in cima, lo 0% sulla linea A–P; sotto quella linea non c’è quarzo, sopra non ci sono feldspatoidi. Il resto si può mescolare in qualunque proporzione.
- La regola del 20%: per semplificare si assume che se il quarzo si vede, è almeno il 20% della roccia. Sotto quella soglia non lo si vede a occhio nudo; lo si troverà in sezione sottile.
- Sopra il 20%: rocce sovrassature in silice. Sotto: al più sature. Scendendo nel triangolo inferiore si esce dalla saturazione e si va verso il femico.
- Poi si stimano A e P, si incrociano con Q e si trova il campo (ad esempio quello dei graniti). Stessa logica nel triangolo inferiore, con i feldspatoidi (i bianchi tondeggianti) al posto del quarzo.
Una soluzione è sovrassatura quando un soluto è più concentrato di quanto il solvente possa tenere, e quindi precipita. Nel fuso è lo stesso: c’è talmente tanta silice che tutti i minerali “si sono seduti al tavolo della silice”, ne hanno presa quanta volevano e l’hanno messa nel reticolo. Quella avanzata cristallizza come quarzo. Se vedo quarzo, la silice era in abbondanza.
Il femico accessorio
I femici, in questi diagrammi, sono accessori: si aggiungono e di solito non cambiano il nome. Nei graniti c’è tipicamente biotite: “ci sono anch’io”, ma non aggiunge molto. Servono invece nei campi in cui cadono più nomi, come la casella di diorite, gabbro e anortosite (stesse proporzioni di Q, A e P):
| Roccia | Cosa si vede oltre al plagioclasio |
|---|---|
| Diorite | anfibolo: prismi sottili e lunghi, aghetti, spesso a ciuffetti |
| Gabbro | pirosseno: prismi tozzi e robusti |
| Anortosite | quasi solo plagioclasio, abbondante e spesso colorato (anche violaceo), con pochissima mica, anfibolo o pirosseno |
Le effusive
Una roccia effusiva, qualunque sia la sua tessitura, si classifica in modo corretto e rigoroso solo dopo analisi di laboratorio. Sul terreno si dà un primo nome e si porta il campione in laboratorio.
- Il triangolo di Streckeisen per le effusive ha gli stessi vertici, ma si può usare a occhio solo con tessitura porfirica, ragionando sui fenocristalli: prima si cerca quarzo o feldspatoidi, poi si valuta A rispetto a P. La nomenclatura è più semplice, perché ci sono meno suddivisioni.
- Con tessitura micro o criptocristallina si fa quello che si può: indice di colore, al massimo qualche microcristallo con la lente.
- Nei termini femici distinguere a occhio un’andesite da un basalto è molto difficile: i fenocristalli sono quasi tutti plagioclasio. Aiuta un po’ l’indice di colore (le andesiti sono più chiare), ma è molto empirico.
In aula: il ragionamento sui campioni
“Dovete discutere con la roccia.” E non dite sì solo per far contento il prof: in laboratorio e all’esame lo farete da soli.
1 · Granito
Cristalli di dimensioni discrete: olocristallina, intrusiva. Leucocratica, tende al bianco: probabile roccia silicica, quindi femici sotto il 90% e Streckeisen. Si vede il quarzo: niente feldspatoidi, triangolo superiore, sovrassatura. Il quarzo è tutto? No, e nessuno pensa sia oltre il 60%: siamo tra il 20 e il 60%. A quel punto il quarzo “ha dato tutte le informazioni che poteva”. Restano A e P: i feldspati alcalini sono tabulari, spesso idiomorfi, colorati e con la geminazione che riflette la luce “a tavole”; il plagioclasio è bianco, allotriomorfo, riempie gli spazi. Qui prevalgono gli alcalini: si escludono granodiorite e tonalite, e gli alcalini non sono così tanti da essere un granito a feldspato alcalino. È un granito (A e P circa equivalenti: monzogranito; prevalgono un po’ gli alcalini: sienogranito). C’è una mica nera, probabilmente biotite: si mette nell’elenco dei minerali, ma non serve al nome. “Se diciamo che è un granito, siamo già a posto.”
2 · Gabbro
Grandi cristalli, anche centimetrici: olocristallina, intrusiva. Indice di colore intermedio, non melanocratico: niente triangolo delle ultrafemiche. Non si vedono né quarzo né feldspatoidi: siamo vicini alla linea A–P (attenzione: il quarzo potrebbe esserci in cristalli troppo piccoli, se la roccia è solo satura). Feldspati alcalini non se ne vedono, solo roba bianca, quindi domina il plagioclasio: angolo P, casella di diorite, gabbro e anortosite. Il nero è troppo per un’anortosite. Il femico è tozzo e robusto, non a aghetti o ciuffetti: pirosseno, quindi gabbro. Con l’anfibolo sarebbe stata una diorite.
3 · Effusiva porfirica vescicolare con feldspatoidi
Ha le vescicole, ma anche dei cristalli bianchi: è porfirica, quindi non è una scoria (una scoria non avrebbe fenocristalli). Si usa lo Streckeisen per le effusive. Quarzo niente; si vedono feldspatoidi, bianchi e globulari: triangolo inferiore, verso il fondo, più o meno nel campo delle tefriti. “Tutto quello che possiamo fare con una roccia di questo tipo è quello.”
4 · Riolite
Porfirica: grandi individui in una pasta di fondo. Tra i fenocristalli c’è il quarzo, anche se poco (“gli vogliamo bene? Sì: anche se è poco, vuol dire che siamo da qui in su”). Ci sono anche fenocristalli prismatici colorati, quindi non siamo nell’angolo del quarzo: riolite. Il campo della riolite è lo stesso del granito: la riolite è il suo equivalente effusivo.
5 · Effusiva scura senza fenocristalli
Effusiva, probabilmente femica per il colore scuro, con vescicole piccolissime. Ma non ha fenocristalli: a occhio nudo non si può classificare, ci si ferma.
Da fare
- Stampare o tenere sul tablet i diagrammi delle ultrafemiche e di Streckeisen (intrusive ed effusive): si usano in laboratorio e all’esame. I nomi non si studiano a memoria.
- Ridisegnare il diagramma di flusso del metodo e provarlo a voce su un campione immaginario.
- Fissare le coppie diorite/anfibolo, gabbro/pirosseno, anortosite/quasi solo plagioclasio.
- Chi non ha ancora mandato l’attestato del corso sicurezza da 4 ore: mandarlo al prof.
- Il consiglio del prof sugli esami del primo anno: dare priorità a chimica (frequentare, studiare, fare tutti i laboratori), poi matematica e fisica. Il docente di chimica è molto disponibile, “ma dovete esserci”.
Prossima lezione con Piazza
Lunedì.