Plagioclasi - NaAlSi₃O₈--CaAlSi₂O₈

I Plagioclasi costituisco il gruppo di minerali più comuni nelle rocce di ogni tipo.
I Plagioclasi di alta temperatura sono caratteristici delle rocce vulcaniche mentre quelli di bassa delle rocce plutoniche.

Le caratteristiche ottiche spesso variano sensibilmente all'interno dei vari gruppi della serie, che vengono suddivisi in maniera arbitraria in base al contenuto di molecola Anorititica:

0-10 Albite, 10-30 oligoclasio, 30-50 Andesina, 50-70 Labradorite, 70-90 Bytownite, 90-100 Anortite.

La struttura dell'Albite pura ha una struttura completamente ordinata nella quale gli atomi di Si e Al si alternano in numero uguale nei vari siti tetraedrici T1 e T2, mentre la struttura dei vari termini della serie dei Plagioclasi invece non è del tutto chiara nonostante i numerosissimi studi in merito.

I Plagioclasi pur essendo allumino silicati di Na e Ca con composizione variabile da termine puro NaAlSi₃O₈ al termine puro CaAlSi₂O₈ possono contenere quantitativi fino al 5% di molecola Ortoclasica. Altri cationi che possono essere presenti in quantitativi modesti sono Ti, Fe, Mn, Ba, Sr.

Caratteristiche ottiche:

- Colore: Incolore e limpido.
- Rilievo: Assente.
- Abito: Generalmente euedrale con forme rettangolari o quadrate.
- Sfaldatura: Buona su (001) e distinta su (010).
- Colori di Interferenza: Grigio del primo ordine.
- Geminazione:
Tra la più comune quella di tipo polisintetico albite spesso associata alla Carlsbad.

Il diagramma di fase dei Plagioclasi presenta una soluzione solida continua tra i due termini stremi Albite e Anortite, senza presentare ne minimi ne massimi.
Il punto di fusione dell'Anortite è posto a circa 1550°C e quello dell'Albite a 1100°C (P=1bar).

zonaturadiagrammi(2).jpg

Diagramma Ab-An ad 1atm (modificato da Bowen,1913)

Un liquido di composizione A comincerà a cristallizzare a circa 1450°C, e in questo punto si formerà il primo cristallo di composizione Ab₈₀An₂₀ (la composizione si legge tracciando la parallela all'asse An-Ab e poi scendendo perpendicolarmente a tale lato).

Durante una cristallizzazione in equilibrio, il liquido e i cristalli cambiano continuamente e in modo costante la loro composizione (il liquido varierà la sua composizione secondo la curva del Liquidus e i cristalli secondo quella del Solidus).
La cristallizzazione di A terminerà nel punto D, in questo punto l'ultimo ipotetico cristallo mostrerà una composizione Ab₅₀An₅₀.

Questa variazione continua e graduale della composizione dei cristalli durante la cristallizzazione è possibile solo se i cristalli formatisi in precedenza hanno il tempo necessario per riequilibrarsi col liquido circostante.

Se queste condizioni non sono rispettate (di solito per veloce raffreddamento) i cristalli risulteranno "zonati", cioè ad ogni abbassamento della temperatura i cristalli formatisi in precedenza (non in equilibrio col liquido) verranno "rivestiti" da gusci con composizione in equilibrio col liquido.

Questo causa variazioni anche considerevoli tra nucleo (il primo cristallo) e bordo (l'ultimo cristallo), questo processo di zonatura è paragonabile al fenomeno della cristallizzazione frazionata, in quanto i cristalli che via via vengono avvolti da gusci in equilibrio col liquido è come se venissero sottratti al sistema. Questo causa una variazione composizionale del liquido che man mano si sposterà verso composizioni più vicine all'Albite.

Questo sistema mostra temperature di Liquidus e Solidus estremamente più basse all'aumentare della pressione idrata.

Zonatura

Variazioni delle proprietà ottiche (es. colore, birifrangenza, angolo di estinzione) all'interno di un cristallo riflettono variazioni composizionali.
Molte fasi sono zonate composizionalmente, ma non sempre la zonatura è ben visibile e determinabile al microscopio, infatti talvolta la zonatura non è cospicua a motivo della facile riequilibratura del cristallo col liquido a seguito dell'agevole interscambio tra i cationi coinvolti.

La fase che più si presta alla determinazione quantitativa al microscopio è il plagioclasio poichè la riequilibratura dei cristalli di plagioclasio col liquido risulta difficoltosa in quanto implica anche l'interscambio di Al e Si, componenti dell'impalcatura tettosilicatica, e la zonatura è quindi piuttosto comune e cospicua.

Inoltre i plagioclasi sono triclini e la posizione dell'indicatrice ottica varia (anche notevolmente) con la composizione, fornendo angoli di estinzione fortemente e regolarmente variabili.

I salti composizionali possono essere evidenziati da allineamenti di inclusioni cristalline e/o vetrose, particolarmente frequenti nei plagioclasi.

La variazione di composizione dal nucleo al bordo del cristallo può seguire andamenti molto variabili.
La zonatura è detta continua se le variazioni composizionali avvengono gradualmente, discontinua se le variazioni sono brusche, oscillante se coinvolge alternativamente aumenti e diminuzioni del contenuto in molecola An.

La zonatura è detta normale per i cristalli che verso il bordo si arricchiscono del componente bassofondente della miscela, come previsto dal normale decorso della cristallizzazione magmatica, mentre la zonatura è invece detta inversa per i cristalli il cui bordo è più ricco del componente altofondente.

I plagioclasi hanno zonatura normale se la composizione diventa più acida (più ricca in albite) verso il bordo, inversa quando la composizione diventa più basica (più ricca in anortite) verso il bordo.

La forma delle varie zone concentriche può ricalcare l'abito esterno del cristallo, ed essere quindi generalmente euedrale o subedrale, oppure può presentare andamenti più o meno irregolari con evidenti rientranze, nel qual caso è detta convoluta. In alcune casi si osservano, in genere nei nuclei, delle zone anaedrali a composizione contrastante e separate tra loro a dare una estinzione a chiazze (patch zoning).

Per altre informazioni sulla zonatura vedi la relativa pagina.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
- Klein Cornelis: Mineralogia. Zanichelli 2004
- W. A. Deer, R. A. Howie, J. Zussman (1994): Introduzione ai Minerali che costituiscono le rocce. Zanichelli editore.
- Optical Mineralogy : The Nonopaque Minerals by Phillips / Griffen
- E. WM. Heinrich (1956): Microscopic Petrografy. Mcgraw-hill book company,inc

Foto
Plagioclasio geminato a croce in un Basalto. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Plagioclasio geminato a croce in un Basalto. Notare nell'angolo in alto a destra parte di un cristallo di Olivina. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Plagioclasio in sezione basale, in cui è possibile notare l'accrescimento per via di inclusioni di fuso (vetro) sulle superfici di accrescimento. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Plagioclasio in sezione basale, in cui è possibile notare l'accrescimento per via di inclusioni di fuso (vetro) sulle superfici di accrescimento. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Plagioclasio limpido ed euedrale affinacato ad un Plagioclasio anaedrale e con tessitura a setaccio (data dalle inclusioni di vetro). Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Plagioclasio limpido ed euedrale affinacato ad un Plagioclasio anaedrale e con tessitura a setaccio (data dalle inclusioni di vetro). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Plagioclasio limpido ed euedrale affinacato ad un Plagioclasio anaedrale e con tessitura a setaccio (data dalle inclusioni di vetro). Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Plagioclasi con tessitura a Setaccio. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Plagioclasio con vistosa zonatura. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Plagioclasio con vistosa zonatura. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)	Plagioclasio con vistosa zonatura. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Plagioclasio con vistosa zonatura. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Plagioclasio con zonatura Convoluta. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Plagioclasio con zonatura Convoluta. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)