Complesso stratificato di Rhum

Il complesso stratificato di Rum, o Rhum, (Fig.1), intrusosi durante l’apertura dell’Atlantico del nord (Paleogene), è stato a lungo considerato come un classico esempio di intrusione mafica stratificata, formatasi in un sistema magmatico aperto, tramite processi di differenziazione. I primi studi sulle rocce mafiche stratificate del complesso di Rum portarono alla nascita delle teorie della cristallizzazione frazionata e dei processi di cumulo (wager. 1960).

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Fig 1: Carta geologica semplificata dell’isola di Rum. NMZ (Northern Marginal Zone), SMZ (Southern Mountains Zone), PL (Priomh Lochs), F (Fiachanis). Tratta da Emeleus (1997).




Il complesso è situato al di sopra di un ridge, impostato su arenarie Torridoniane (Meso-Neo Proterozoico) con alla base i Lewisian gneiss. L’intrusione di magma durante il Paleogene causò il sollevamento della parte centrale dell’isola di circa 1.7 Km. L’innalzamento venne seguito da eruzioni ignimbritiche e collassi calderici e successivamente, dall’intrusione di corpi granitici. L’attività ignea culminò con la messa in posto del complesso basico stratificato. Il complesso basicostratificato dell’isola di Rum (Fig.1) è costituito da tre unità principali: ELS (Eastern Layered Series), WLS (Western Layered Intrusions), CS (Central Series).

Eastern Layered Series (ELS): Le rocce di questa unità sono esposte nella zona di Askival-Hallival (Fig.3) e sono costituite da una successione ciclica di rocce basiche. Ogni unità è composta da una parte basale formata fa peridotiti feldspatiche ricche in cristalli cumulitici di olivina (e talvolta pirosseno), sovrastate da troctoliti cumulitiche, dette Allivaliti (dalla località di Allival). Talvolta la parte più alta delle varie unità è formata da Anortositi. Brown (1956) riconobbe, nella zona di Askival-Hallival, 15 unità di spessore variabile e compreso tra 10 e 80m. La topografia terrazzata che caratterizza la zona di Askival e Hallival (Fig.3), nella parte centrale dell’isola di Rum, è dovuta alla differenza di resistenza tra rocce peridotitiche e rocce trocltolitico-anortositriche. Le unità costituite da peridotiti sono più soggette a processi di alterazione/erosione mentre le parti costituita da troctoliti/anortositi offrono una maggiore resistenza.

Central Series (CI): Le rocce di questa serie sono costituite prevalentemente da peridotiti, con quantità subordinate di gabbri e troctoliti.

Western Layered Intrusions (WLS): Le rocce di questa unità sono formate essenzialmente da peridotiti; le relazioni temporali tra le rocce della ELS, e quelle della WLS, non sono del tutto chiare; tuttavia le rocce della WLS sono strutturalmente più basse e sono separate dalle rocce della ELS dalle rocce della CS.

Le troctoliti (allivaliti) presentano una mineralogia data da quantità variabili di olivina, pirosseno (diopside), plagioclasio e spinello cromifero. Le porzioni troctolitiche (Fig.4) delle viarie unità sono tipicamente ben stratificate a scala centimetrica, e presentano spesso zone di Slump (Fig.5) e strutture di flusso. Tali strutture sono del tutto simili a quella che si formano in sedimenti poco litificati o ricchi in acqua. si ritiene che queste strutture si formino durante l’accumulo di grandi quantità di cumuliti poco consolidate nella parte basale della camera magmatica. Le rocce stratificate della ELS sono interpretate come il risultato di impulsi successivi di magma, a composizione picritica, in una camera magmatica superficiale (Fig.2). Ogni impulso di nuovo magma avrebbe prodotto una singola unità, in seguito a processi di cristallizzazione frazionata, alla base della camera magmatica (Wager e Brown, 1951).

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Fig 2: Processi di formazione delle rocce stratificate di Rhum.



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Fig 3: Successione ciclica di rocce peridotitiche e rocce troctolitiche (allivaliti). Hallival.



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Fig 4: Stratificazione magmatica nelle Troctoliti (Allivaliti). Hallival, foto di A.P. McKirdy


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Fig 5: Strutture di Slump nelle troctoliti affioranti sulla vetta de Askival, foto di A.P. McKirdy.




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Fig 6: Porzione stratificata: Troctolite (bianco) separata dalla porzione Peridotitica (verde) da un accumulo di cristalli di spinello. Immagine tratta da B. O’Driscoll (2010)


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Fig 7: Panoramica di una sezione sottile di roccia mafica stratificata proveniente dal complesso di Rhum. Immagine di Andy Tindle (Virtual Microscope). Immagine a N//, lato lungo = 2,5 cm.


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Fig 8: Panoramica di una sezione sottile di roccia mafica stratificata proveniente dal complesso di Rhum. Immagine di Andy Tindle (Virtual Microscope). Immagine a NX, lato lungo = 2,5 cm.


Campione donatomi da Robert Gill. Sezione sottile finanziata da Davide Benedetto Faraone (Roma "La Sapienza")

Bibliografia



Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• I.M.Young; R.C.Greenwood; C.HDonaldson (1988): Formation of the Eastern Layered Series of the Rum Complex Northern Scotland. Canadian Mineralogist Vol. 26; pp. 225-233
• G. Nicoll; M. Holness; V. Troll; E. Holohan; C. H. Emeleus; David Chew (2009): Early mafic magmatism and crustal anatexis on the Isle of Rum: evidence from the Am Mam intrusion breccia. Geol. Mag. 146 (3), 2009, pp. 368–381.
• B. O’Driscoll; C. H. Emeleus; C. H. Donaldson; J. S. Daly (2010): Cr-spinel Seam Petrogenesis in the Rum Layered Suite, NWScotland: Cumulate Assimilation and in situ Crystallization in a Deforming Crystal Mush. Journal of Petrology, Vol. 51, N. 6, pp. 1171-1201


Foto
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Cristalli di plagioclasio e pirosseno interstiziale. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e pirosseno interstiziale. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e pirosseno interstiziale. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e pirosseno interstiziale. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica e livello di cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica e livello di cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica costituita da cristalli di olivina e anfiboli interstiziale. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica costituita da cristalli di olivina e anfiboli interstiziale. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagiocalsio con inclusioni di olivina e spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di plagiocalsio con inclusioni di olivina e spinello cromifero. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di anfibolo con inclusioni di olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di plagiocalsio con inclusioni di olivina. Isola di Rhum (Scozia). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina nella porzione troctolica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina nella porzione troctolica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio, olivina e spinello cromifero nella porzione troctolica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio, olivina e spinello cromifero nella porzione troctolica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio, olivina e spinello cromifero nella porzione troctolica. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di plagioclasio, olivina e spinello cromifero nella porzione troctolica. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di plagioclasio, pirosseno e spinello cromifero. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio, pirosseno e spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica (in basso) e porzione troctolitica (in alto) separate da cristalli di spinello cromifero. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Porzione peridotitica con cristalli di olivina e plagioclasio interstiziale. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di pirosseno, spinello cromifero e plagioclasio. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di pirosseno, spinello cromifero e plagioclasio. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di pirosseno interstiziale e plagioclasio. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di pirosseno interstiziale e plagioclasio. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina, plagioclasio e pirosseno interstiziale. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di olivina, plagioclasio e pirosseno interstiziale. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di olivina, plagioclasio e pirosseno interstiziale. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli diplagioclasio con inclusioni di olivina e spinello cromifero. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di olivina e pirosseno interstiziale. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina nella porzione peridotitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina, spinello e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di olivina, spinello e plagioclasio nella porzione troctolitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)