Olivina Scheletrica

Il processo di formazione dei cristalli avviene tramite due stadi caratterizzati da tempi e cinetiche diverse:
- Nucleazione.
- Crescita.

La nucleazione avviene in un primo stadio, e porta alla formazione di Germi cristallini attraverso l'aggregazione di Atomi.
La crescita è un processo successivo alla nucleazione.

La nucleazione può essere suddivisa in due tipi:

- Nucleazione Eterogenea. L'aggregazione degli atomi è favorita da impurità nel liquido.
- Nucleazione Omogenea. L'aggregazione degli atomi nel liquido è spontanea.

Esiste un valore di raggio critico al di sotto del quale i germi cristallini sono facilmente riassorbiti dal magma. Non appena viene superato questo valore, i germi cristallini cominciano a crescere e cominciano a richiamare le specie atomiche disperse nel liquido.
Le particelle atomiche si muovono con velocità che dipendono principalmente dalla loro velocità di diffusione nel liquido, dalla viscosità e dalla temperatura del liquido.

La velocità di crescita di un cristallo a partire da un germe cristallino è in funzione della diffusione delle specie atomiche nel liquido e dalla loro velocità di diffusione.

Se si hanno valori di diffusione molto lenti ne risulta che pure la crescita del cristallo sarà lenta anche se le velocità di aggregazione alle pareti del cristallo sono rapide.

La velocità di diffusine delle specie chimiche nel magma dipende sia dalle singole specie chimiche che dalle proprietà reologiche del magma.

La diffusione è esprimibile tramite la legge di Fick per cui:

J_x = -D(Delta c )/(Delta x )

"la quantità di materiale (J) che si muove lungo una direzione x dipende dal gradiente di concentrazione c lungo la direzione x e da una costante D detta Coefficiente di Diffusione"

Il segno negativo davanti a D indica che il materiale si muove da zone a maggior concentrazione verso zone a minor concentrazione.

Man mano che il cristallo cresce, le facce si spostano parallelamente ad se stesse verso l'esterno. La velocità di crescita delle varie facce risulta diversa ed è in funzione dell'energia libera di superficie. Maggiore è questa energia e maggiore è la velocità di crescita di quella faccia.

Oltre che all'energia libera di superficie, la forma dei cristalli è determinata dalla velocità di accrescimento e di aggregazione delle specie atomiche.
Se la crescita è lenta, il cristallo svilupperà un aspetto euedrale in quanto gli atomi hanno il tempo necessario a diffondersi su tutta la superficie del cristallo.

Se le velocità di aggregazione è estremamente elevata, ad esempio per eccesso di determinate fasi atomiche nel magma oppure per temperature al di sotto di quelle di equilibrio di cristallizzazione o ancora per rapido raffreddamento, la velocità di diffusione degli atomi non risulta omogenea su tutta la superficie del cristallo.

Avremo così zone soggette a maggior apporto di materiale e zone più povere. Generalmente le zone in cui la diffusione risulta maggiore sono gli spigoli, mentre sulle facce è più lenta.

Questo si spiega anche con il fatto che gli spigoli sono a contatto con maggior quantità di materiale rispetto alle facce con maggior apporti di atomi.
inoltre la maggior velocità di crescita degli spigoli facilita il superamento della zona impoverita di materiale che circonda il cristallo, e il raggiungimento di zone più ricche con conseguente costante apporto di materiale.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
- Rocchi S. (1993): Meccanismi di cristallizzazione e strutture delle rocce ignee. SEU Pisa
- David Shelley (1983): Igneous and metamorphic rocks under the microscope. Campman & Hall editori.

Foto
Bellissimo cristallo di Olivina tagliato secondo (001). Notare la forma frastagliata dovuta alla veloce crescita. Il materiale rosso-marrone è Iddingsite. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Bellissimo cristallo di Olivina tagliato secondo (001). Notare la forma frastagliata dovuta alla veloce crescita. Il materiale rosso-marrone è Iddingsite. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Bellissimo cristallo di Olivina tagliato secondo (001). Notare la forma frastagliata dovuta alla veloce crescita. Il materiale rosso-marrone è Iddingsite. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Bellissimo cristallo di Olivina tagliato secondo (001). Notare la forma frastagliata dovuta alla veloce crescita. Il materiale rosso-marrone è Iddingsite. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (010). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (010). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (001). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (001). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (001). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (100). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (100). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo scheletrico di Olivina tagliato secondo (100). Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)