Anortosite

Anortosite: Roccia plutonica leucocratica composta prevalentemente da plagioclasio (generalmante labradorite o bytownite) e piccole quantità di pirosseno. Olivina, anfibolo, ilmenite, magnetite e spinello possono essere comuni accesori presenti in piccole quantità.

Il termine anortosite deriva dal Frencese anorthose (termine per indicare il plgioclasio) e fu coniato da Sterry Hunt. Le anortositi sono rocce abbastanza rare e si rinvengono solitamente in complessi plutonici. Sono le uniche rocce che si possono rinvenire in un arco temporale che va dall’Archeano fino all’attuale e molte varietà di anortositi si rinvengono unicamente in determinati intervalli temporali. Sulla base delle caratteristiche tessiturali, età e ambiente geodinamico Ashwal (1993) ha suddiviso le anortositi in:
1) Anortositi Archeane con megacristalli, 2) Anortositi Proterozoiche (massicci anortositici), 3) Anortositi associate a intrusioni basiche stratificate, 4) Anortositi oceaniche, 5) Inclusioni anortositiche in altre rocce e 6) Anortositi extraterrestri.

Anortositi Archeane con megacristalli
Le anortositi Archeane si rinvengono spesso nelle greenstone belts, dove sono associate a intrusioni mafiche e rocce estrusive. Hanno una tessitura caratterizzata da megacristalli di plagioclasio calcico, di solito An > 80, con dimensioni spesso fino a 30 cm, immersi in una matrice mafica. Queste anortositi sono legate geneticamente alle rocce mafiche (plutoniche e vulcaniche) delle greenstone belts; ciò è testimoniato dalla presenza di megacristalli di plagioclasio in tali rocce e dal fatto che la composizione della matrice mafica delle anortositi, è chimicamente, molto simile alle rocce basaltiche.

Anortositi Proterozoiche (massicci anortositici)
Tra i vari tipi di anortositi è quello più abbondante. Si rinvengono generalmente in intrusioni con dimensioni estremamente variabili, da piccoli plutoni di pochi Km2, fino a batoliti con dimensioni > 15-18.000 Km2. I batoliti più grandi sono formati dalla coalescenza di intrusioni anortositiche più piccole, spesso di età coeva. Sono rocce contenenti plagioclasio con composizione variabile da An40 a An60 e piccole quantità di olivina, pirosseno, ossidi di Fe-Ti e apatite.
Oltre ovviamente alle anortositi, i massici anortositici sono caratterizzati dalla presenza di leucogabbri, leucotroctoliti, leuconoriti e da piccole quantità di gabbri. Le rocce mafiche-ultramafiche sono estremamente rare se non assenti. Il fatto che queste anortositi non siano associate a rocce mafiche, ma siano associate invece a rocce granitiche, e che non si conosca nessun magma "capostipite" capace di generare anortositi, ha portato Bowen a formulare il così detto "problema anortositico", un dilemma geologico che è stato dibattuto per decenni.
Attualmente l’ipotesi maggiorante accettata è che le rocce granitiche associate alle anortositi, derivino dalla fusione parziale della crosta, causata dalla messa in posto dei grandi batoliti anortositici. Secondo recenti studi le anortositi derivano dalla cristallizzazione frazionata di grandi volumi di magmi basaltici alla base della crosta (Fig.1). La cristallizzazione frazionata genera accumuli di minerali mafici (olivina, pirosseni) nelle parti basse della camera magmatica, mentre genera accumuli di minerali silicatici (plagioclasio) nelle parti alte. I minerali mafici tenderebbero, a causa della loro densità, a rimanere alla base della crosta, mentre gli accumuli di plagioclasio tenderebbero a risalire per contrasto di densità fino in superficie e a coalescere formando ampi massicci anortositici.

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Fig.1: Formazione di un massiccio anortositico. A) il magma basaltico si accumula alla base della crosta. B) Fusione parziale della crosta continentale e cristallizzazione di fasi mafiche che si accumulano alla base della camera magmatica. C) Cristallizzazione di fasi sialiche (plagioclasio) che si accumulano nella parte alta della camera magmatica. D) Risalita degli accumuli di plagioclasio per contrasto di densità con le rocce crostali. E) coalescenza di vari plutoni anortositici e formazione di un vasto massiccio anortositico. Le cumuliti mafiche restano alla base della camera magmatica e tendono man mano ad affondare nel mantello. Tratto da Ashwall (1993).



Anortositi associate a intrusioni basiche stratificate
Le intrusioni basiche stratificate vanno dall’Archeano al Terziario, e presentano generalmente anortositi in proporzioni variabili. Comunemente, le anortositi si rinvengono nelle porzioni più superficiali delle intrusioni, dove possono formare livelli fino a 100 m o più. Queste anortositi sono caratterizzate da una grana fine (<1 cm) e tessituralmente variano da ortocumuliti fino a adcumuliti.

Anortositi oceaniche
Piccole quantità di anortositi sono state rinvenute durante le operazioni di dragaggio nelle zone di dorsale oceanica, soprattutto nella zona Caraibica ma anche nell’oceano Atlantico e Indiano. Sono tessituralmente simili a quelle dei complessi stratificati.

Inclusioni anortositiche in altre rocce
Le anortositi si rinvengono comunemente anche come inclusioni in numerose rocce da kimberliti a basalti fino a graniti. Molte di queste inclusioni sono rappresentate da xenoliti, mentre altre rappresentano porzioni cumilitiche formatesi dal magma in cui sono incluse.

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Anortosite Archeana con megacristalli di plagioclasio circondati da minerali mafici. Pipestone Lake, Manitoba. Tratta da Ashwal (1993).



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Cristalli di plagioclasio in una anortosite.



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Cristalli di plagioclasio con labradorescenza in una anortosite.



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Anortosite cumulitica: Livelli anortositici separati da sottili livelli ricchi in plagioclasio. Complesso mafico di Stillwater, Montana, USA.



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Anortosite cumulitica: Livelli anortositici e livelli ricchi in cromite. Dwars Rivier, Complesso mafico stratificato del Bushveld. Foto di Jackie Gauntlett.



Bibliografia



• Ashwal, L. D. (1993). Anorthosites (Vol. 21). Springer Science & Business Media.
• Herz, N. (1969). Anorthosite belts, continental drift, and the anorthosite event. Science, 164(3882), 944-947.
• Simmons, E. C., & Hanson, G. N. (1978). Geochemistry and origin of massif-type anorthosites. Contributions to Mineralogy and Petrology, 66(2), 119-135.
• Emslie, R. F. (1978). Anorthosite massifs, rapakivi granites, and late Proterozoic rifting of North America. Precambrian Research, 7(1), 61-98.


Foto
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Cristalli di plagioclasio in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e ortopirosseno in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e ortopirosseno in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e ortopirosseno in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e ortopirosseno in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio in una adcumulite. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)