Milonite

Le Miloniti sono rocce che si originano in regimi fortemente deformativi.
La deformazione avviene generalmente in una zona detta Shear Zone che è delimitata da due pareti indeformate dette Wall rock.
All'interno di queste zone indeformate avremo regimi deformativi che tenderanno ad accomodare gli spostamenti relativi dei due blocchi.
Le Shear zone, o zone di taglio, possono essere suddivise in base al grado metamorfico in cui si generano in:

- Brittle Zone (Faglie). Zone superficiali della crosta.
- Ductile Zone (Miloniti). Zone crostali profonde.

Le Brittle Zone danno origine a rocce Incoerenti come Brecce (30% di frammenti angolari), cataclasiti (> 30% di frammenti angolari), e Fault gouge (farine di faglia).
In questo tipo di zone di taglio possiamo avere anche la formazione di rocce dette "Pseudotachiliti".
Queste rocce sono rocce coesive altamente vetrose che si originano per fusione di porzioni di roccia lungo piani di faglia, sopratutto in seguito ad un forte scorrimento (terremoto).
L'enorme calore (T > 1000°C) che si genera per il movimento della faglia (attrito) porta a fusione le rocce lungo il piano di scorrimento.

Nelle Ductile Zone si creano rocce di tipo Milonitico.
Le miloniti sono rocce caratteristiche di zone di taglio in cui il regime deformativo è duttile. Si formano a partire da qualsiasi tipo di roccia ad una profondità compresa tra 10-15 Km ed oltre, ed a temperature dell'ordine di 250-350°C.
Le Miloniti, rispetto alla roccia di partenza, presentano una netta riduzione di grana dovuta ai forti stress a cui sono sottoposte.
Comunemente presentano strutture asimmetriche quali:

• Porfiroclasti ruotati.
• Lenti.
• Micropieghe (sheat folds e oblique folds).
• Foliazione pervasiva.
• Fabric S-C.
Le Miloniti vengono classificate in base alla percentuale di matrice rispetto alla percentuale di Porfiroclasti. Si distinguono così:

• Protomilonite (10-50% matrice).
• Milonite (50-90% matrice).
• Ultramilonite (90-100% matrice).

Processi di Strain Softening

mostra che è più facile continuare a deformare lungo la zona di taglio stessa piuttosto che allargare la z.t. deformandone le pareti per far si che questo succeda sono necessari processi di indebolimento o softening che possono avvenire in quattro modi diversi.

• Riduzione della granulometria
• Indebolimento geometrico
• Indebolimento per reazione
• Indebolimento per fluidi

Riduzione della granulometria
In molte zone di taglio, durante la deformazione si ha una riduzione della granulometria, e molti meccanismi deformativi sono più efficienti in minerali di taglia piccola, quindi questo può portare a strain softening e favorire la localizzazione della deformazione nella parte a grana più fine.

Indebolimento geometrico
Durante la deformazione i granuli ruotano finchè i loro sistemi di scivolamento sono disposti favorevolmente, i grani con orientazione "sfavorevole" possono ruotare come corpi rigidi o possono dissolversi, frantumarsi, deformarsi in qualche altro modo.
La maggior parte dei granuli finisce per avere i sistemi di scivolamento allineati in maniera favorevole allo spostamento e questo porta ad una orientazione cristallografica preferenziale e ad un indebolimento generale della roccia.

Indebolimento per reazione
Si ha quando la deformazione è accompagnata dalla formazione di nuovi minerali che si deformano più facilmente rispetto ai minerali originari (per esempio serpentino in rocce ultrafemiche). In rocce felsiche o intermedie la deformazione in scisti verdi provoca la ricristallizzazione del feldspato in mica chiara e dell’anfibolo in biotite o clorite.
Quindi la roccia diventa più micacea e durante la milonitizzazione diventa più debole e tende a concentrare ulteriore deformazione.
Il processo continua finchè tutti i feldspati e anfiboli sono stati consumati o finchè c’è acqua a sufficienza per far avvenire la reazione.

Indebolimento per fluidi
Interazioni tra il fluido e la roccia possono indebolire notevolmente la roccia stessa. Ad esempio i fluidi possono DISSOLVERE e RIMUOVERE i grani che altrimenti potrebbero resistere alla deformazione duttile. Il materiale dissolto precipita sotto forma dello stesso minerale in strain shadow o in vene oppure può fluire al di fuori della zona di taglio.

Alternativamente i fluidi possono penetrare nella zona di taglio e depositare nuovi minerali più deboli dei minerali già presenti. Si possono formare così vene parallele alla zona di taglio che a loro volta possono concentrare altro stress perché costituite da minerali più deboli o perché anche i minerali che le compongono possono avere taglia più piccola e quindi più deformabili.
Oltre che favorire certi meccanismi deformativi un aumento della pressione dei fluidi può far si che i grani resistenti al flusso si rompano per idrofratturazione.

Processi di Strain hardening

In genere si osserva che le zone di taglio più spesse sono quelle che accomodano spostamenti maggiori, o che hanno agito per lunghi periodi di tempo.

Questo implica che le zone di taglio si "allargano" mano a mano che accomodano gli spostamenti. Perché una zona di taglio si allarghi è necessario che i minerali al suo interno non siano più deformabili e quindi devono essere deformate le pareti della zona di taglio stessa.

I minerali che non si deformano più si dice che hanno subito un processo di strain hardening rispetto alla roccia circostante. Questo avviene quando granuli molto deformati hanno una quantità di dislocazioni tale al loro interno che interagendo tra di loro impediscono ulteriori deformazioni del reticolo cristallino L’equilibrio tra strain hardening e strain softening è controllato da due fattori principali che sono strain rate (velocità di deformazione) e temperatura.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• David Shelley (1983): Igneous and metamorphic rocks under the microscope. Campman & Hall editori.
• E. WM. Heinrich (1956): Microscopic Petrografy. Mcgraw-hill book company,inc

Foto
Sezione di Milonite estremamente piegata.	Piega in Milonite messa in evidenza da cristalli di Tormalina disposti lungo gli assi della micropiega. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Piega in Milonite messa in evidenza da cristalli di Tormalina disposti lungo gli assi della micropiega e al nucleo. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Quarzo relitto avvolto da una matrice a grana fine composta da Qtz e Fillosilicati. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Feldspati relitti avvolti da una matrice molto fine, in cui si nota la forte scistosità evidenziata da livelli scuri (forse Magnetite o Grafite). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Feldspati relitti avvolti da una matrici molto fine, in cui si nota la forte scistosità evidenziata da livelli scuri (forse Magnetite o Grafite). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Coda di Fillosilicati attorno ad un Feldspato. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Micro pieghe presenti nella matrice. Immagine a N//.	Feldspati relitti avvolti da una matrice molto fine, in cui si nota la forte scistosità evidenziata da livelli scuri (forse Magnetite o Grafite). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Feldspati relitti avvolti da una matrice molto fine, in cui si nota la forte scistosità evidenziata da livelli scuri (forse Magnetite o Grafite). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Relitto di Granato in una Milonite. Si notano Ribbon di Quarzo e una matrice a grana molto fine. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Relitto di Granato in una Milonite. Si notano Ribbon di Quarzo e una matrice a grana molto fine. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Relitto di Granato in una Milonite. Si notano Ribbon di Quarzo e una matrice a grana molto fine. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Relitto di Granato in una Milonite. Si notano Ribbon di Quarzo e una matrice a grana molto fine. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Relitti Feldspatici immersi in una matrice molto fine. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Micro pieghe nella matrice. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Relitto di Plagioclasio con code di fillosilicati. L'orientazione delle code ci indica un taglio sinistro. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Relitto di Feldspato contornato da ribbon di Quarzo. Si nota l'estremo allungamento del Quarzo. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)