Basalti

I basalti sono rocce vulcaniche a grana fine formate essenzialmente da plagioclasio, pirosseno (generalmente augite) e quantità variabili di olivina. Fasi comuni possono essere: orneblenda, biotite, ortopirosseno e feldspatoidi. I basalti sono generalmente porfirici e possono contenere comunemente xenoliti mantellici. I basalti possono essere suddivisi, su base chimica, in due grandi gruppo: tholeiiti ovvero basalti da saturi in silice a leggermente sovrassaturi, e i basalti alcalini che sono sottosaturi in silice. I basalti tholeiitici sono comuni nelle isole oceaniche (OIB) mentre quelli alcalini sono comuni nelle zone di rift continentale. I basalti sono tra le varie rocce ignee, quelle più comuni sulla superfice terrestre; vengono prodotti in numerosi ambienti geodinamici quali, dorsali medio oceaniche, hot spot, rift continentali, zone di subduzione ecc).
I basalti si originano per fusione parziale del mantello terrestre, e sono considerati come i “capostipiti” della maggior parte delle rocce ignee, in quanto la differenziazione dei magmi basaltici produce la maggior parte delle rocce ignee presenti sulla superfice terrestre. Date che i basalti sono il prodotto della fusione parziale del mantello, la loro composizione chimica e eventualmente gli xenoliti che contengono possono fornire importanti indicazione sul mantello stesso.

Classificazione dei basalti secondo il tetraedro di Yoder & Tilley
I basalti possono essere classificati in tre gruppi distinti sulla base del grado di saturazione in silice. Basandoci sulla saturazione in silice la maggior parte dei basalti è costituita da quantità variabili dei seguenti minerali normativi (che non necessariamente sono presente come fenocristalli nella roccia): olivina, clinopirosseno, plagioclasio, quarzo e nefelina. Questi minerali rappresentano i vertici del tetraedro di Yoder & Tilley (Fig.1). Il tetraedro basaltico è suddiviso in tre volumi composizionali, separati da due piani:

1) Piano Cpx-Plg-Opx o piano critico di saturazione: i basalti con quarzo normativi ricadono nel volume Cpx-Plg-Opx-Qtz, e sono considerati sovrassaturi in silice e vengono detti quarzo-tholeiiti.
2) Piano Ol-Plg-Cpx o piano critico di sottosaturazione: basalti contenenti nefelina normativa (basaniti, nefeliniti, basalti alcalini ecc) ricadono nel volume Cpx-Plg-Ol-Ne.

Tra i due piani è presente il volume composizionale Ol - Plag - Cpx – Opx che contiene basalti saturi in silice o detti anche olivin-tholeiiti. Il piano critico di sottosaturazione è una barriera termica a bassa pressione, Ciò significa che composizioni su entrambi i lati del piano non possono produrre liquidi sull'altro lato del piano tramite processi di cristallizzazione frazionata.

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Tetraedro basaltico di Yoder&Tilley.



MORB
(Middle Oceanic Ridge Basalt). Sono chiamati in questo modo i basalti delle dorsali oceaniche. Il meccanismo che porta alla formazione dei MORB è la decompressione adiabatica che porta alla fusione parziale del mantello peridotitico al di sotto della dorsale medio oceanica. Generalmente i basalti delle dorsali sono basalti tholeiitici e vengono definiti N-MORBs (Normal Morbs). I basalti di tipo MORB possono essere suddivisi in tre gruppi principali:

• Normal MORB.
• Enriched MORB.
• Transitional MORB.

I Normal MORB sono basalti che si rinvengono nella maggior parte delle dorsali medio-ocenaiche essi sono caratterizzati da un forte impoverimento in elementi incompatibili e hanno un rapporto 87Sr/86Sr molto basso.
Gli Enriched MORB sono caratterizzati da elevati contenuti in elementi incompatibili (P, K, Rb, Cs, Ba, REE leggere, Ta, Th, U). Questi Basalti si rinvengono spesso in piattaforme associati a Plume mantelliche (Islanda, Azzorre, Galapagos, Reunion).
I Transitional MORB sono dovuti a variazioni dei N-MORB che possono sfumare gradualmente a E-MORB.

OIB
Ocean Island Basalt. Vengono chiamati in questo modo i basalti che si rinvengono nelle isole oceaniche, lontane dei margini di placca. La maggior parte di queste isole sono legate a Plume mantelliche che operano in maniera indipendente dalle celle convettive a cui invece sono legate dorsali e zone di subduzione. Tra le isole oceaniche legate a Plume mantelliche quelle maggiormente conosciute e famose, sono quelle delle Hawaii. Rocce tipiche delle Hawaii sono le hawaiiti, rocce basaltiche appartenenti alla serie alcalino-sodica.
L'evoluzione di un'isola ocenica (come la Hawaii) può essere semplificata nel seguente modo: la prima fase è di tipo effusivo tholeiitico, con generazione di vulcani a scudo situati direttamente al di sopra della Plume mantellica: i magmi tholeiitici si producono per le alte temperature dovute alla Plume. Man mano che l'isola si muove, si allontana dall'Hot spot, e questo movimento causa un abbassamento della temperatura che non permette la formazione di tholeiiti, ma di magmi moderatamente alcalini. L'ultima fase, quando l'isola è ormai lontana dall'Hot spot, consiste nella generazione di magmi molto alcalini e viscosi, accompagnati da attività esplosiva.

Basalti orogenici
Questi basalti si rinvengono tipicamente lungo i margini di placca convergenti. Attualmente il volume di materiale prodotto lungo questi margini è molto grande, secondo solo a quello prodotto lungo le dorsali oceaniche. I basalti prodotti lungo i margini convergenti rappresentano il 20% di tutte le rocce di questo ambiente, e possono essere suddivisi in:

1) Basalti appartenenti all'associazione bobinitica.
2) Tholeiiti di arco.
3) Basalti di associazione calcoalcalina. I più abbondanti e associati alle andesiti.
4) Balasti ricchi in K.
5) Basalti di associazione shoshonitica.

La Subduzione è il meccanismo tramite il quale si ha la generazione di grandi volumi di magma in ambiente convergente. Durante i primi stadi di evoluzione di un arco vulcanico la maggior parte delle rocce emesse appartiene all'associazione boninitica e/o a quella tholeiitica d'arco. Durante gli stadi di maggiore evoluzione vengono emesse andesiti e rocce appartenenti all'associazione calcoalcalina.

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Basalti colonnari, Sheepeater Cliffs, Yellowstone National Park. Immagine tratta da Natalie Teager, Arizona State University.



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Basalti colonnari, Aldeyjarfoss. Islanda



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Cristalli di Olivina in un Basalto vescicolato.



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Cristalli di olivina in un basalto. Peridot Mesa, Arizona. Immagine tratta da Natalie Teager, Arizona State University.



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Basalto delle Hawaii. Immagine tratta dalla Washington University



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Basalto. eruzione del vulcano Pu,o'o' (Hawaii). Immagine tratta da Natalie Teager, Arizona State University.


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Xenoliti dunitici in un basalto, San Carlos Indian Reservation, Arizona. Immagine tratta da Natalie Teager, Arizona State University.


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Xenolite di arenaria in un basalto, Coconino County, Arizona. Immagine tratta da Natalie Teager, Arizona State University.


Bibliografia



Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Eric A.K. (1985): Middlemost Magmas and Magmatic Rocks. Longman, London
• D’Amico C., Innocenti F. & Sassi F.P. (1987): Magmatismo e metamorfismo. UTET
• Innocenti F., Rocchi S. & Triglia R. (1999:) La classificazione delle rocce vulcaniche e subvulcaniche: schema operativo per il progetto CARG.
• Carmichael I.S.E., Turner F.J. & Verghoogen J. (1974): Igneous Petrology. McGraw-Hill.

Foto
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Fenocristalli di plagioclasio (incolore), olivina (alto rilievo, beige) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olvina. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine), olivina (alti colori di interferenza) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olvina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (incolore) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olvina. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olvina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olvina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (incolore) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olvina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olvina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (incolore) e olivina (alto rilievo, beige) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) e olivina (alti colori di interferenza) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (incolore) e olivina (alto rilievo, beige) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) e olivina (alti colori di interferenza) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) e olivina (alti colori di interferenza) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) e olivina (alti colori di interferenza) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Fenocristalli di plagioclasio (grigio I ordine) e olivina (alti colori di interferenza) immersi in una pasta di fondo a grana fine ricca in pirosseno ed olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Basalto vescicolato, Antartide. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto vescicolato, Antartide. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto vescicolato, Antartide. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto vescicolato, Antartide. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto vescicolato, Antartide. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto vescicolato, Antartide. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina e plagiolcasi. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina, clinopirosseni e plagiolcasi. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina, clinopirosseni e plagiolcasi. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina e plagiolcasi. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina, clinopirosseni e plagiolcasi. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Grosso cristallo di clinopirosseno geminato. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina, clinopirosseni e plagiolcasi. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina, clinopirosseni e plagiolcasi. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina, clinopirosseni e plagiolcasi. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di Olivina alterati da iddingsite, clinopirosseni interstiziali e plagiolcasi. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Fenocristallo di plagioclasio e cristalli di olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristallo di plagioclasio e cristalli di olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Fenocristalli di plagioclasio e cristalli di olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Olivina in sezione (100). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Olivina in sezione (100). Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
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Cristalli di olivina. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di plagioclasio e olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina con iddingsite al bordo. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Cristalli di clinopirosseno, plagioclasio e olivina. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto con pasta di fondo ofitica (clinopirosseni pecilitici con in clusioni di plagioclasio). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto con pasta di fondo ofitica (clinopirosseni pecilitici con in clusioni di plagioclasio). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
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Basalto con pasta di fondo ofitica (clinopirosseni pecilitici con in clusioni di plagioclasio). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)