Lamelle di essoluzione in Pirosseni

Nei pirosseni delle rocce intrusive si possono osservare al microscopio lamelle (o lacinie più o meno continue) a composizione diversa dal cristallo ospite. Le lamelle o lacinie si presentano sempre con orientazioni cristallografiche definite, dipendenti dalla composizione (e quindi struttura) relativa. (vedi immagine 1)

Diagramma 1:Cristallo ospite, lamelle e loro orientazione. Da Rocchi, meccanismi di cristallizzazione e sgtrutture delle rocce ignee.

I nomi dei due tipi di opx presentanti lamelle diversamente orientate derivano da due importanti complessi intrusivi basici: Bushveld, nel Sudafrica, ha una età di circa 2 Ga e, con un volume ~di 105 km³, è il più grande conosciuto; Stillwater è il nome di una intrusione nel Montana, che ha una età di circa 2.75 Ga.

L'analisi approfondita dei pirosseni di alcuni massicci basici stratificati ad affinità tholeiitica ha messo in evidenza come lo studio delle variazioni composizionali dei pirosseni possa essere arricchito da osservazioni sugli smescolamenti subsolidus che in essi si sviluppano. Gli smescolamenti dei pirosseni presentano tre caratteristiche generali:

1) L'orientazione cristallografica degli smescolamenti relativa al cristallo ospitante segue lo schema proposto nell'immagine 2. Lo schema contempla anche i risultati di Robinson et al. (1971), che hanno hanno mostrato come gli smescolamenti di pigeonite nell'augite siano perfettamente paralleli a (001) soltanto nel caso in cui siano uguali i parametri di cella a delle due fasi, e come siano perfettamente paralleli a (100) soltanto nel caso in cui siano uguali i parametri di cella c delle due fasi.
Sensibili differenze in a si riscontrano però soltanto alle temperature tipiche delle condizioni metamorfiche. In questo caso l'aumentare dell'angolo tra smescolamenti e (001) al diminuire della temperatura può fornire stime geotermometriche.

2) L'equidimensionalità di un cristallo è inversamente proporzionale al sottoraffreddamento del fuso e al rapporto Vc/D (dove Vc = velocità di crescita del cristallo e D = coefficiente complessivo di diffusione nel fuso delle specie che lo compongono).
Questo fa sì che gli smescolamenti dei pirosseni dei magmi più basici (T alta, Vc/D basso), abbiano forma di lacinie tondeggianti, quindi tendenzialmente equidimensionale, mentre gli smescolamenti che si formano nei pirosseni dei magmi meno basici (T più basse, Vc/D più alto), hanno forma di lamelle, meno equidimensionale delle lacinie, anche se più regolare.

3) I clinopirosseni ricchi in Ca (augiti) dopo lo smescolamento rimangono monoclini, come analogamente rimangono rombici gli opx dopo aver smescolato cpx ricco in Ca. Più complessa è la storia di smescolamento dei cpx poveri in Ca (pigeoniti): essi smescolano inizialmente augite circa //(001) e, raramente, anche augite circa //(100); questo impoverimento in Ca favorisce, in seguito a una lenta diminuzione di T, la loro inversione a ortopirosseni (questo spiega perché la pigeonite è in pratica confinata alla rocce vulcaniche); in seguito queste pigeoniti invertite possono ancora smescolare augite, ma stavolta strettamente //(100).
Così i pirosseni cristallizzati direttamente come rombici hanno lamelle di cpx //(100) (pirosseni tipo Bushveld), mentre i pirosseni divenuti rombici in seguito all'inversione di pigeoniti ricche in Fe (Fs > 30) hanno augite circa //(001) smescolata prima dell'inversione e , eventualmente, augite //(100) smescolata dopo l'inversione (pirosseni tipo Stillwater).

lamellecpx1.jpg.jpg

Diagramma 2: Le frecce indicano la direzione di smescolamento genitore --- figlio. Tutte le sezioni rappresentate sono (010). Da Rocchi, meccanismi di cristallizzazione e sgtrutture delle rocce ignee.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• David Shelley (1983): Igneous and metamorphic rocks under the microscope. Campman & Hall editori.
• K.G.Cox, J.D.Bell & R.J Pankhurst (1979): The interpretetion of igneous rocks. George Allen&Unwin editori.
• Rocchi S. (1993): Meccanismi di cristallizzazione e strutture delle rocce ignee. SEU Pisa.

Foto
Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite (notare la differenza di rilievo). Immagine a N//, 10x ( lato lungo = 2mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a NX, 10x ( lato lungo = 2mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a N//, 10x ( lato lungo = 2mm)
Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a NX, 10x ( lato lungo = 2mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a NX, 10x ( lato lungo = 2mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a N//, 10x ( lato lungo = 2mm)
Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a NX, 10x ( lato lungo = 2mm)	Pirosseni in un gabbro, con lammelle di essoluzione di pigeonite. Immagine a NX, 2x ( lato lungo = 7mm)	Pirosseni in un gabbro, con lammelle di essoluzione di pigeonite. Immagine a NX, 2x ( lato lungo = 7mm)
Pirosseni in un gabbro, con lammelle di essoluzione di pigeonite. Immagine a NX, 2x ( lato lungo = 7mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a NX, 10x ( lato lungo = 2mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a NX, 10x ( lato lungo = 2mm)
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Pirosseni in un gabbro, con lammelle di essoluzione di pigeonite. Immagine a NX, 2x ( lato lungo = 7mm)	Pirosseni in un gabbro, con lammelle di essoluzione di pigeonite. Immagine a NX, 2x ( lato lungo = 7mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a N//, 10x ( lato lungo = 2mm)
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Pirosseni in un gabbro, con lammelle di essoluzione di pigeonite. Immagine a NX, 2x ( lato lungo = 7mm)	Pirosseni in un gabbro, con lammelle di essoluzione di pigeonite. Immagine a NX, 2x ( lato lungo = 7mm)	Lamelle di essoluzione di pigeonite in augite. Immagine a NX, 10x ( lato lungo = 2mm)