Lugarite

Tyrell definì Le Lugariti come rocce a grana grossa composte da cristalli euedrali di augite titanifera, barvekite (ora Kaersutite) lunghi fino a 7 cm, feldspati alterati e ilmenite in una matrice a grana fine contenete analcime, nefelina e altri prodotti di alterazione. (Tyrell, 1917)

Il Sill di Lugar

Il Sill di Lugar (Fig .1 – Fig.2) affiora nelle vicinanze del villaggio di Lugar, nell’Ayrshire centrale (Inghilterra); il Sill è intruso all’interno di rocce sedimentarie ed ha uno spessore complessivo di circa 42-49 m. A parte lievi irregolarità il Sill di Lugar si estende, in direzione nord, per quasi 5 km con una larghezza mediamente di 300-400 m.

[l’intrusione di Lugar è costituita da Picriti-Tescheniti-Theraliti: le Tescheniti sono rocce subvulcaniche basiche costituite da plagioclasio, analcime, augite, kaersutite, nefelina e olivina; attualmente vengono classificate come Gabbri ad analcime. Le Theraliti invece sono essenzialmente Gabbri a foidi].

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Fig.1: Immagine tratta da Google Earth della zona di Lugar.




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Fig.2: Affioramento del Sill di Lugar (Grigio puntinato). I pallini rossi indicano i sondaggi e carotaggi. Modificata da Henderson e Gibb nel 1987.




Il Sill di Lugar ha un importanza rilevante in petrologia in quanto rappresenta un classico e ben evidente esempio di Sill alcalino basico/ultrabasico differenziato; ciò è dovuto principalmente ai lavori pioneristici di Tyrell (1917, 1948, 1952). Successivamente nuovi studi, compiuti da Henderson e Gibb nel 1987, hanno permesso una maggiore comprensione del Sill di Lugar; questo è stato possibile grazie allo studio di un carotaggio (punto 3 Fig.2) effettuato attraverso l’intero Sill. Tramite le nuove indagini il Sill è stato suddiviso in 9 unità (Fig.3):



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Fig.3: Suddivisione petrografica del Sill di Lugar. Modificata da Henderson e Gibb nel 1987.




Unità 1 (Upper marginal teschenite)
In questa unità la grana della roccia tende ad aumentare progressivamente allontanandosi del contatto con le rocce incassanti. L’unità 1 è costituita da tescheniti ad olivina estremamente alterate. Nella parte meno alterata dell’unità la roccia è costituita da cristalli fino a 3 mm di plagioclasio e augite in una matrice alterata, a grana fine, composta da nefelina, analcime, clorite, sericite e apatite.

Unità 2 (Upper teschenite)
Alla base dell’unità 1 è presente un netto contatto, tra le tescheniti ad olivina e le sottostanti tescheniti a grana molto fine. Man mano che la grana delle rocce dell’unità 2 aumenta, assumono caratteristiche pressoché simili a quelle dell’unità 1, eccetto per la presenza di analcime interstiziale.

Unità 3a (Upper coarse teschenite)
La parte sommitale di questa unità è costituita da tescheniti contenenti cristalli di augite, kaersutite, abbondanti ossidi di Fe-Ti, plagioclasi alterati e biotite in una matrice a grana fine. All’aumentare della grana della roccia, in profondità, la quantità di ossidi di Fe-Ti e di kaersutite diminuisce sensibilmente e divengono molto abbondanti pseudomorfi di olivina. La base dell’unità 3a è ricca in cristalli di augite disposti orizzontalmente; tale caratteristica fa supporre che la porzione basale dell’unità possa essere una zona cumulitica della sovrastante teschenite.

Unità 3b (Upper layered mafic teschenite)
La porzione basale dell’unità 3a, ricca in augite, delimita un netto cambio nella tessitura delle sottostanti rocce; al di sotto di questo contatto si ha la presenza di rocce a grana fine molto ricche in pseudomorfi di olivina. Questo cambio brusco delimita la parte superiore di una complessa unità, caratterizzata da un maggior contenuto in minerali mafici rispetto alle sovrastanti tescheniti. Il tetto dell’unità 3b è estremamente ricco in pseudomorfi di olivina e grossi cristalli di augite in una matrice alterata in cui si hanno minuti cristalli di augite; verso il basso dell’unità la grande dei cristalli di augite tende ad aumentare e karsutiute e biotite divengono abbondanti. Tuttavia la kaersutite diviene estremamente abbondante della porzione basale dell’unità costituita da Picro-tescheniti.

Unità 4 (Theralite-kaersutite; theralite-picrite)
A circa 4.5 m di profondità, Si ha il passaggio da tescheniti a theraliti e le Picro-tescheniti alla base dell’unità 3b segnano l’inizio della parte centrale (spessa 35 m) e volumetricamente più consistente, del Sill di Lugar.

I primi 20 metri dell’unità 4 sono costituiti da theraliti a kaersutite con un aumento costante, verso il basso, di cristalli di olivina. Man mano che la quantità di olivina aumenta la kaesrsutite diviene meno abbondante ma di dimensioni maggiori, assumendo spesso una tessitura pecilitica, con inclusioni di olivina. Tra 18 e 20 m i cristalli di augite tendono ad aumentare di dimensione, e questo cambiamento segna il passaggio tra theraliti e picriti (costituite da abbondante olivina e augite).

Unità 4' (Lugarite Horizons)
Tyrrell (1917), ha definito le Lugariti come rocce a grana grossa composte da cristalli euedrali di augite titanifera, barvekite (ora Kaersutite) lunghi fino a 7 cm, feldspati alterati e ilmenite in una matrice a grana fine contenete analcime, nefelina e altri prodotti di alterazione. Tuttavia riconobbe che la porzione lugaritica del Sill non era omogenea ma che alcune porzione di lugarite contenevano solamente kaersutite o augite mentre altre porzione le contenevano tutte e due: Lugariti a kaersutite, Lugariti ad augite e Lugariti normali (contenti sia kaersutite e augite).

Unità 5a (Lower layered mafic teschenite)
Tra 40 e 42 m è presente una complessa unità caratterizzata dall’alternanza di tescheniti mafiche e tescheniti a grana grossa.

Unità 5b (Lower coarse teschenite)
Questa unità è costituita da tescheniti a grana grossa, come quelle dell’unità 3a, contenenti grossi cristalli di augite, ad andamento raggiato, e cristalli di plagioclasio. Questa unità è estremamente alterata e verso la parte basale i cristalli di augite e plagioclasio risultano completamente alterati.

Unità 6 e Unità 7 (Lower teschenite and Lower marginal teschenite)
Dalla base dell’unità 5b, fino alla base dell Sill, le rocce risultano estremamente alterate e carbonatate. La separazione tra l’unità 6 e 7 è stata riconosciuta tramite variazioni di grana, durante lo studio del carotaggio.

Petrogenesi e Sorgente dei Magmi di Lugar

L’età di messa in posto del Sill di Lugar è stimata attorno al limite Carbonifero-Permiano (Henderson 1987) ed è ritenuto essersi formato in due stadi principali:

Porzione Teschenitica

La porzione Teschenitica si ritiene si sia formata per una serie di impulsimagmatici che hanno formato a) le unità 1 e 7, b) le unità 2 e 6, c) le unità 3a e 5b, d) le unità 3b e 5a.
Queste unità sono disposte simmetricamente, nella parte alta e bassa del Sill, e spesso presentano Chilled Margins. Lo spessore totale delle unità Teschenitiche è compreso tra 10 e 16 m. la composizione mineralogica e i dati sugli elementi maggiori e in traccia hanno mostrato che il primo impulso magmatico era molto differenziato con un grado di differenziazione decrescente da a) fino a d).

Le unità 3b e 5a (caratterizzate dall’alternanza di tescheniti mafiche e tescheniti a grana grossa) si suppone rappresentino il risultato della massa in posto di impulsi di magmi omogenei (ricchi in olivina e poveri in olivina) seguiti da una differenziazione in situ. Inoltre l’arricchimento in kaersutite nella parte alta dell’unità 3b e nella parte bassa dell’unità 5a, può essere dovuto all’arricchimento in volatili durante le fasi di differenziazione dell’ultimo impulso di magma di teschenitico.

Porzione Theralite-picrite

Poco dopo la messa in posto della porzione teschenitica, nuovi impulsi magmatici, ricchi in olivina, hanno formato la porzione centrale del Sill. Successivamente all’intrusione dei vari impulsi di, ad una profondità stimata di circa 1km, il magma ha subito differenziazione. La differenziazione magmatica ha causato un progressivo arricchimento in elementi incompatibili (Zr, Sr, Rb ecc) nella parte alta del Sill, questo è evidenziato dall’abbondanza di kaersutite nelle porzioni Theraliteche rispetto alla parte picritica. La porzione Lugaritica probabilmente si è formata durante questa fase di differenziazione, all’interno della zona Theralitica a kaersutite.

Henderson e Gibb (1987) sono in accordo con Tyrrell (1917, 1948, 1952) e ritengono che i vari impulsi magmatici a vario grado di differenziazione provengano dalla medesima sorgente magmatica che ha subito processi di differenziazione in una camera magmatica a bassa profondità e probabilmente che ha subito interazioni con le rocce incassanti durante la massa in posto. La camera magmatica avrebbe cosi assunto una zonazione composizionale, con magmi più differenziati, e meno densi, nella parte alta e più primitivi nella parte bassa. Successivamente ai processi di differenziazione all’interno della camera magmatica si è avuta la messa in posto, secondo una serie di impulsi, del Sill. I primi impulsi hanno drenato dalla camera magmatica i liquidi più differenziati e man mano che la camera si svuotava gli impulsi divenivano più primitivi, fino a essere drenati liquidi picritici.

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Campione di Lugarite. Notare i grossi Cristalli di kaersutite.




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Campione di Lugarite. Notare i grossi Cristalli di kaersutite.




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Campione di Lugarite. Notare i grossi Cristalli di kaersutite.




Campione donatomi da Robert Gill.

Bibliografia



Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• C.M.B. Henderson and F.G.F. Gibb (1987): The petrology of the Lugar Sill, SW Scotland. Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences, 77 (for 1986}, 325-347, 1987
• C.M.B. Henderson, F.G.F. Gibb, K.A. Foland (1987): The age of the Lugar sill and a discussion of the Late-Carboniferous/Early-Permian sill complex of S.W. Scotland. Geological Journal Volume 22, Issue 1, pages 43–52
• Tyrell. G (1917): The Picrite-Teschenite Sill of Lugar.Quart. Journ. Geological Soc. Vol. 72, Part 2.


Foto
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Cristalli di kaersutite e apatite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite in una Lugarite. Notare la matrice alterata a grana fine. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite in una Lugarite. Notare la matrice alterata a grana fine. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e feldspati raggiati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e feldspati raggiati in una Lugarite. Notare la matrice alterata a grana fine. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite in una Lugarite. Notare la matrice alterata a grana fine. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e augite (rosa) in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e augite in una Lugarite. Notare la matrice alterata a grana fine. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e magnetite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite in una Lugarite. Notare la matrice alterata a grana fine. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e feldspati alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e feldspati alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, augite (rosa) e magnetite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e feldspati alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e feldspati alterati in una Lugarite (in pasta di fondo notare i cristalli raggiati). Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e feldspati alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e grosso feldspato alterato in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e grosso feldspato alterato in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e feldspati raggiati e alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e feldspati raggiati e alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite e augite cloritizzata in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e feldspati alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e augite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e augite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Augite cloritizzata in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di kaersutite e apatite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di feldspato raggiati e alterati in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di kaersutite e augite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di apatite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di kaersutite, augite, apatite e magnetite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di kaersutite, apatite e magnetite in una Lugarite. Lugar Sill, Ayreshire, Scozia. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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