Basalti

Ogni serie Magmatica ha come magma "capostipite" un magma Basaltico.
I Basalti sono indubbiamente le rocce più abbondanti sulla terra dal momento che costituiscono tutti i fondali oceanici e vaste aree continentali (Plateaux basaltici).
Le caratteristiche chimico-Petrografiche delle rocce basaltiche sono sostanzialmente uniformi, nello spazio e nel tempo: questo ci suggerisce che essi derivino da processi mantellici non casuali, ma definiti dalle condizioni chimico-fisiche di genesi (T, profondità, materiale sorgente).

Spesso per descrivere le rocce Basaltiche viene utilizzato il termine "Clan Basaltico". Questo termine raggruppa tutto un insieme di rocce differenti ma con caratteristiche chimiche degli Elementi Maggiori molto simili.

In linea generale le rocce di tipo Basaltico sono costituite da una paragenesi fondamentale costituita da: Plagioclasio, Clinopirosseno, variabili quantità di Olivina, Nefelina, Ossidi di Ferro.

I Basalti della serie Calcoalcalina sono caratterizzati dall'avere:

- Abbondante Plagioclasio spesso zonato, frequentemente con zonatura inversa (nucleo Calcico spesso corroso e alterato)
- Mg-Olivina che mostra comunemente segni di instabilità (anse di corrosione e bordi di Ortopirosseno).
- Clinopirosseno calcico, che tende a diminuire con il grado di differenziazione (evoluzione delle rocce).

I Basalti della serie Alcalina differiscono da quelli Calcoalcalini per:

- Abbondante Olivina stabile anche in Pasta di Fondo.
- Clinopirossen calcico e ricco in Titanio.
- Feldspato alcalino interstiziale associato a un Foide in Pasta di Fondo.

Solamente utilizzando il diagramma chimico TAS e il diagramma modale di Streckeisen, non si riesce a ottenere un'adeguata classificazione dei Basalti,e per questo si può utilizzare il tetraedro Basaltico di Yoder&tilley, ai cui vertici sono riportati i quattro componenti normativi fondamentali dei basalti, che sono:

- Ol (Olivina).
- Ne (Nefelina).
- Cpx (Clinopirosseni).
- Qtz (Quarzo).

Tra il termine Qtz e Ne abbiamo Ab (Plagioclasio), mentre tra Ol e Qtz abbiamo Opx (Ortopirosseno).
Inoltre sono presenti due piani delimitati da Ab-Ol-Cpx (piano critico di sottosaturazione) e Opx-Cpx-Qtz (piano di sovrassaturazione).

Il piano critico di sottosaturazione è barriera termica a bassa P invalicabile in entrambi i sensi.
Questo significa che magmi sottosaturi daranno, per frazionamento, prodotti sempre più sottosaturi e alcalini che si allontaneranno dal Piano di sottosaturazione. Lo stasso vale per magmi saturi che, per frazionamento, genereranno prodotti che si allontaneranno dal Piano critico di sottosaturazione ma in questo caso diretti verso il Quarzo.

Il piano critico di sovrassaturazione invece non costituisce una barriera invalicabile, quindi un magma, per fenomeni di frazionamento, potrà superare questo piano durante la sua evoluzione.

In base al tetraedro basaltico possiamo distinguere, normativamente questi tipi di Basalti:

- Quarzo Tholeiiti (sovrassature),nel volume Cpx-Ab-Opx-Qtz. Rocce contenenti Qtz e Hy normativi.
- Tholeiiti (sature),giacenti sul piano di saturazione. Rocce contenenti Hy normativo ma non Qtz.
- Olivin Tholeiiti, nel volume Cpx-Ab-Opx-Ol. Rocce contenenti Ol e Hy normativi.
- Alcalibasalti, Basanti, Nefeliniti, nel volume Cpx-Ab-Ol-Ne. Rocce contenenti Ne e Ol normative.

Le Quarzo Tholeiiti e le Tholeiiti sono Basalti Subalcalini che possono essere sia Tholeiitici che Calcoalcalini.

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. Generalmente i Basalti delle dorsali sono Basalti Tholeiitici e vengono definiti N-MORBs (Normal Morbs).
I Basalti di tipo MORB non sono tutti uniformi per quanto riguarda la loro composizione chimica. In base a ciò possiamo suddividere i MORB 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 coaratterizzati 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 NMORB che possono sfumare gradualmente a EMORB.

OIB
(Ocean Island Basalt). Vengono chiamati in questo modo i Basalti delle isole oceaniche. La maggior parte di queste 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'arcipelago delle isole Hawaii, è un arcipelago che fa parte di una catena montuosa lunga circa 6000Km, situata nel bel mezzo della placca oceanica Pacifica.
I vulcani attivi delle Hawaii (Muna Loa e Kilawea), sono localizzati nell'isola più meridionale dell'arcipelago. L'evoluzione di un'isola di tipo Hawaiiano 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
I Basalti Orogenici sono Basalti che si rinvengono comunemente lungo i margini convergenti.
La quantità di materiale prodotto lungo i margini convergenti è seconda solo a quella prodotta lungo le dorsali medio-oceaniche.
I Basalti prodotti lungo i margini convergenti rappresentano il 20% di tutte le rocce di questo anìmbiente, e mostrano un estreme differenza tra di loro.
Si rinvengono in questo contesto tettonico circa cinque tipi di Basalti:

1) Basalti appartenenti all'associazione Bobinitica.
2) Tholeiiti di arco.
3) Basalti dia associazione Calcoalcalina. Tra tutti sono quelli più abbondanti, e sono associati in larga misura 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 estruse appartiene all'associazione Boninitica e/o a quella Tholeiitica d'arco.
Durante gli stadi di maggiore evoluzione vengono estruse Andesiti e rocce appartenenti all'associazione Calcoalcalina.

Il quadro complessivo dell'attività Vulcanica e magmatica nelle zone di convergenza è assai complesso in quanto:

A) La velocità di subduzione può variare nel tempo o essere differente in zone diverse dello stesso margine convergente.
B) La composizione modale e chimica dei materiali subdotti può essere estremamente variabile.
C) Lo spessore della Placca subdotta e la sua composizione possono variare.
D) La zona al di sopra del piano di Benioff detta Cuneo mantellico (Mantle Wedge) può variare in composizione e nelle proprietà fisiche al trascorrere del tempo.
E) Volatili rilasciati dalla placca subdotta che possono generare una variazione nel cuneo Mantellico (Mantello che viene Metasomatizzato).
F) Profondità di genesi. In particolari zone di ambiente convergente magmi generati a profondità diverse mostrano composizioni chimiche differenti.
G) Distanza dalla Fossa. Esiste una correlazione positiva tra distanza dalla fossa e contenuto di K₂O.

Mam mano che ci si allontana dal margine convergente si ha un costante e continuo aumento del contenuto di K₂O. Basalti Alcalini ricchi in K e Basalti dell'associazione Shoshonitica che si generano al di sopra del piano di Benioff si rinvengono spesso a grande distanza dal margine di placca.

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
Fenocristalli di Plagioclasio con inclusioni di vetro (tessitura detta a "Setaccio"). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Fenocristalli di Plagioclasio con inclusioni di vetro (tessitura detta a "Setaccio"). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Fenocristalli di Plagioclasio con inclusioni di vetro (tessitura detta a "Setaccio"). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Fenocristalli di Plagioclasio con inclusioni di vetro (tessitura detta a "Setaccio"). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Fenocristalli di Plagioclasio con inclusioni di vetro (tessitura detta a "Setaccio")o. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)

Basalto alcalino
Fenocristalli di plagioclasio immersi in una pasta di fondo a grana medio-fine. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Fenocristalli di plagioclasio immersi in una pasta di fondo a grana medio-fine. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Fenocristalli di plagioclasio immersi in una pasta di fondo a grana medio-fine. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Pasta di fondo a grana medio fine. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Fenocristalli di Plagioclasio e ossidi opachi dendritici. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Fenocristalli di Plagioclasio e olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Fenocristallo di plagioclasio e olivina. Immagine a NX,10x (lato lungo = 2mm)	Fenocristalli di Plagioclasio e ossidi opachi dendritici. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Fenocristalli di Plagioclasio e olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)