Antirapakivi

Numerosi esempi di rocce sia intrusive sia effusive, tra cui anche rocce italiane come ad esempio le trachiti dei Campi Flegrei o le rocce appartenenti al distretto dei Vulsini, mostrano un bordo di feldspato alcalino che circonda nuclei di plagioclasio. Questo tipo di tessitura di sovra crescita/inclusione è definita tessitura anti-rapakivi .

Queste rocce oltre a contenere cristalli con tessitura anti-rapakivi, presentano anche cristalli singoli di plagioclasio e K-feldspato.
Il caso opposto di un nucleo di feldspato alcalino contornato da un bordo di plagioclasio (oligoclasio) si definisce tessitura rapakivi , ed è tipica di graniti scandinavi (rapakivigranites della Svezia e della Finlandia).

Il termine rapakivi fu introdotto nel 1694 da Urban Hjarne per indicare alcune porzioni rocciose granitiche finniche rese friabili dal weathering.
I graniti rapakivi presentano grossi fenocristalli ovali di K-feldspato bordati da plagioclasio con inclusioni di quarzo ed una matrice con le singole fasi (plagioclasio, quarzo,K-feldspato) che non mostrano nessuna relazione sistematica tra loro.

Diversi processi sono stati invocati per spiegare la formazione delle tessiture rapakivi ed antirapakivi.

Uno di questi comporta l’analisi delle reazioni peritettiche che avvengono nel sistema An-Ab-Or-Qtz-H₂O
Considerando il Qtz e l’H₂O sempre presenti in quantità in grado di saturare il sistema e proiettando i punti sulla faccia An-Ab-Or si ottiene un triangolo ternario che mostra gli andamenti delle soluzioni solide. Vengono illustrati due diagrammi in condizioni di pressione dei fluidi (PH₂O) di 0,5 GPa (Immagine 4) e di 0,2 GPa (Immagine 5).

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Immagine 4 - 5 Sistema An – Ab - Or

In condizioni di pressione più alta (Immagine 4) la curva (boundary curve) che separa il campo del plagioclasio (Pl) + liquido (L) dal campo del feldspato potassico (Or) + liquido (L) raggiunge l’eutettico (e) sul lato Ab-Or, poiché nel diagramma binario Ab-Or il solidus incontra il solvus.

Non ci sono indicazioni sperimentali che mostrino che questa curva sia di reazione (Abbott R. N. 1978). In condizioni di pressione più bassa (Immagine 5) non è più presente un punto eutettico, ma un minimo termico m sul lato Ab-Or poiché in queste condizioni di PH₂O il solvus ed il solidus deldiagramma binario Ab-Or sono separati.
In questa situazione la boundary curve termina in punto critico finale, critical end point (C Immagine 8) non raggiungendo il join dei feldspati alcalini.

fig6.7.jpg

Immagine 6 - 7
figura 6: Triangoli composizionali (tratto da Cox et al. 1979).
Figura 7: cristallizzazione frazionata di un liquido basaltico B. B-P, linea del liquido con frazionamento di Pl,. P-L frazionamento di due feldspati. L-O frazionamento di un feldspato. (tratto da Cox et al. 1979).

Il diagramma riportato nell' Immagine 6 mostra come a temperature maggiori i liquidi coesistono con due feldspati, uno ricco in An ed uno ricco in Or, mentre al decrescere della temperatura, i due feldspati si avvicinano in composizione ed in particolari condizioni, quando il liquido raggiunge il punto critico, è in equilibrio con un unico feldspato di composizione ternaria (K' immagine 8) detto feldspatocritico.
Superato un punto, chiamato neutral point, (N Immagine 8) il liquido coesiste con un solo feldspato. Dunque la boundary curve, in condizione di PH₂0 = 0,2 GPa, per un tratto (EN Immagine 8) è cotettica, mentre superato il punto neutrale N diviene peritettica.

Immagine 8 Porzione del feldspato ternario in prossimità del punto C. La sequenza dei diagrammi (abc) mostra schematicamente lo spostamento della special line (NM) da campo dell’Or (a) a quello del Pl (c). Nello stadio intermedio (b) C ed N coincidono ed il feldspato frazionato avrà composizione ternaria K’. (tratto da Abbott 1978).

Nel caso ideale di cristallizzazione frazionata di un liquido B (Immagine 7), il liquido frazionerà inizialmente un Pl anortitico (a), proseguendo lungo un percorso curvo durante il quale il liquido frazionerà plagioclasio sempre meno calcico e si impoverirà progressivamente di An, finché raggiungerà la boundary curve.

A questo punto il liquido evolve lungo questa curva e precipiteranno due feldspati, fino a quando il liquido non supererà il punto neutro dopo il quale la curva diviene di reazione. Un infinitesimo prima di questo punto gli ultimi due feldspati coesistenti avranno una composizione di oligoclasio potassico e di anortoclasio o sanidino. Il liquido poi lascerà la boundary curve seguendo un percorso curvo detto special line, (MN Immagine 8) frazionando un unico feldspato fino a raggiungere il minimo M.
Al variare delle condizioni di P, a(H₂O) e a (Qz) la special line può muoversi andando dal campo del feldspato alcalino a quello del plagioclasio e viceversa (Immagine 8).

In conclusione sono possibili due tipi di reazioni peritettiche corrispondenti a due percorsi del liquido durante la cristallizzazione frazionata:

1) Il liquido si sposta attraversando la boundary curve dal campo del plagioclasio (Immagine 8c) a quello del feldspato alcalino (Immagine 8a) (plagioclasio + liquido → feldspato alcalino);

2) Il liquido si sposta attraversando la boundary curve dal campo del feldspato alcalino (Immagine 8a) a quello del plagioclasio (Immagine 8c) (feldspato alcalino + liquido → plagioclasio); In questi spostamenti ci sarà una posizione (Immagine 8b) in cui C coincide con N e la boundary curve sarà cotettica lungo tutta la sua lunghezza. Queste due reazioni, che avvengono in condizioni isobariche (0,2 GPa), sono state proposte per spiegare le tessiture rapakivi ed ant-rapakivi.

Per quanto riguarda la tessitura anti-rapakivi questo modello di cristallizzazione frazionata isobarica sembra applicabile sia in rocce plutoniche sia in rocce vulcaniche dove la diminuzione veloce della temperatura favorisce lo spostamento della special line, (Abbott R. N. 1978). Questa spiegazione non sembra applicabile alla tessitura rapakivi, poiché molti indizi come ad esempio cavità miarolitiche, suggeriscono un rapido degassamento. Inoltre non spiega il perché questa tessitura sia confinata ai graniti Proterozoici, mentre i granitoidi sono comuni in tutte le ere geologiche. Per spiegare quindi questa tessitura vengono prese in considerazione altre due cause quali la sinneusi, che però può interessare solo rari casi, ed il mixing tra due magmi a composizione diversa.
Quest’ultima ipotesi è supportata dal fatto che alla maggior parte deicomplessi granitici rapakivi sono associati a complessi plutonici mafici (gabbri, anortositi etc…).

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Abbot, R. N. Jr. (1978): Peritecticreaction in the system An-Ab-Or-Qtz-H2O, Canadian mineralogist Vol.16.
• Müller A. (2007): Rapakivi granites, Geology Today, Vol. 23, No. 3.
• Cox et al. (1979): The Interpretation of Igneous Rocks, George Allen and Unwin, London.

Pagina tratta dal lavoro di tesi di Iaccarino Salvatore

Foto
Plagioclasio con bordo di Sandino. Questo tipo di struttura viene detta Anti-Rapakiwi, ed è tipica di rocce Trachitiche peralcaline. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Spesso bordo di Sanidino attorno ad un cristallo di Plagioclasio con forma ellittica e vertici smussati (reazione col liquido). immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Bordo di Sanidino attorno ad un cristallo di Plagioclasio con vertici smussati (reazione col liquido). immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Bordo di Sanidino attorno ad un cristallo di Plagioclasio con vertici smussati (reazione col liquido). immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Bordo di Sanidino su Plagiocalsio. In questo caso il Sanidino è cresciuto mantenendo la geminazione Karlsbad coincidente con quella del Plagioclasio. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Bordo di Sanidino su Plagiocalsio. In questo caso il Sanidino è cresciuto mantenendo la geminazione Karlsbad coincidente con quella del Plagioclasio. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Bordo di Sanidino su Plagiocalsio. In questo caso il Sanidino è cresciuto mantenendo la geminazione Karlsbad coincidente con quella del Plagioclasio. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Bordo di Sanidino su Plagiocalsio. In questo caso il Sanidino è cresciuto mantenendo la geminazione Karlsbad coincidente con quella del Plagioclasio. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)