Tessitura Scheletrica

Le microstrutture scheletriche sono caratterizzate da uno sviluppo estremo dei vertici e degli spigoli rispetto alle facce.
Esempi tipici sono le microstrutture scheletriche dell’olivina (olivina albero di natale), dei plagioclasi (plagioclasi con spike o whiskers) della leucite (leucite ruota di carro).
Le tessiture di tipo dendritico sono proprie di cristalli formatisi in magmi sottoposti ad alti tassi di raffreddamento (fenomeni di quenching), come ad esempio pomici, scorie o pillow.

Come si formano le tessiture scheltriche?
Consideriamo un cristallo che nuclea e si sviluppa in un magma in veloce raffreddamento; i componenti di bassa temperatura, non necessari alla crescita del cristallo, diventano via via sempre più concentrati soprattutto se il loro coefficiente di diffusione nel liquido è estremamente basso.
L’accumulo di componenti non necessari alla crescita del cristallo causa un abbassamento della temperatura di solidus e del grado di sovrasaturazione in ”nutrienti” (elementi necessari alla loro crescita); quindi la concentrazione di “nutrienti” ha valore minimo in prossimità della superficie del cristallo e aumenta progressivamente allontanandosene fino a raggiungere un valore stabile. (vedi schema 1) In queste condizioni la crescita del cristallo è possibile solo se ci si allontana dalla superficie del cristallo stesso, verso zone di liquido a composizione normale.
Lo sviluppo di forme dendritiche ha spesso origine a partire da cristalli poliedrici che tendono ad accrescersi molto più velocemente lungo i vertici e gli spigoli poiché sono zone circondate da un volume maggiore di materiale e sono allo stesso tempo più povere di componenti non necessari. (vedi schema 2)

dendritica(24).jpg

Schema 1: Diagramma composizione-distanza in cui sono riportate le concentrazioni dei vari componenti in base alla distanza dall’interfaccia del cristallo. Modificato da Kirkpatrick (1981)

Schema 2: Sviluppo di uno “spike” secondario su uno primario. La zona grigio chiaro attorno al cristallo rappresenta la porzione di liquido ricco di componenti non necessari al cristallo.

La dipendenza tra lo sviluppo di tessiture dendritiche e il grado di sottoraffreddamento è stato dimostrato sia da osservazioni su campioni naturali che da esperimenti in laboratorio. Lofgren (1974) e Corrigan (1982) hanno documentato lo sviluppo di tessiture scheletriche nei plagioclasi che all’aumentare del sottoraffreddamento passano da tabulari a scheletrici a dendritici e infine a sferulitici.
Le tessiture di tipo dendritico possono essere confuse con microstrutture di reazione/riassorbimento come ad esempio le forme “embayed” del quarzo. Queste sono interpretate come il risultato di variazioni della stabilità del quarzo al variare delle condizioni di T e P del magma ospite.
Donaldson e Henderson (1988) hanno dimostrato sperimentalmente come le bolle di gas sulla superficie dei cristalli attuino un meccanismo di dissoluzione localizzata, a causa di moti turbolenti del liquido attorno alle bolle stesse. Questo genera una continua e rapida dissoluzione del cristallo nel punto di contatto con la bolla, che può in definitiva “trapanare” il cristallo.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
- Rocchi S. (1993): Meccanismi di cristallizzazione e strutture delle rocce ignee. SEU Pisa
- Ron H. Vernon (2004): A pratical guide to rock microstructure. Cambridge editore
- Eric A.K. (1985): Middlemost Magmas and Magmatic Rocks. Longman, London
- D’Amico C., Innocenti F. & Sassi F.P. (1987): Magmatismo e metamorfismo. UTET

Plagioclasi
Cristalli di plagioclasio con evidenti "spike" o "baffi" in un pillow. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di plagioclasio con evidenti "spike" o "baffi" in un pillow. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di plagioclasio con evidenti "spike" o "baffi" in un pillow. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristalli di plagioclasio con evidenti "spike" o "baffi" in un pillow. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di plagioclasio con evidenti "spike" o "baffi" in un pillow. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di plagioclasio con evidenti "spike" o "baffi" in un pillow. Immagine a NX, 40x (lato lungo = 1mm)
Microfenocristallo di plagioclasio con cavità interna detta "tubo". Immagine a NX, 40x (lato lungo = 1mm)	Microfenocristallo di plagioclasio dalla strana forma scheletrica in un pillow. Immagine a NX, 40x (lato lungo = 1mm)	Microfenocristallo di plagioclasio dalla strana forma scheletrica in un pillow. Immagine a NX, 40x (lato lungo = 1mm)
Raro esempio di palgioclasi sferulitici, non dovuti a devetrificazione ma a raffreddamento ultra rapido, in un pillow. Immagine a NX, 40x (lato lungo = 1mm)

Leucite
"Leucite ruota di carro" in una tefrite dei Vulsini. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	"Leucite ruota di carro" in una tefrite dei Vulsini. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	"Leucite ruota di carro" in una tefrite dei Vulsini. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)

Pirosseni
Cristallo "piumoso" di pirosseno da cui si dipartono innumerevoli "spike". Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Microfenocristalli di pirosseno con spike. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)	Microfenocristalli di pirosseno con spike multipli. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)
Microfenocristalli di pirosseno con spike multipli. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)	Cristalli estremamente allungati di pirosseno in un pillow. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)

Olivina
Olivina "albero di natale" in una tefrite. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Olivina scheletrica con cavità interna. Notare come i vertici siano più sviluppati delle facce. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Olivina scheletrica con cavità interna. Notare come i vertici siano più sviluppati delle facce. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Olivina in sezione (010) con spike terminali. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)

Magnetite
Magnetite dendritica in un basalto. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)	Magnetite dendritica in un basalto. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)	Magnetite dendritica in un basalto. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)
Magnetite dendritica in un basalto. Immagine a N//, 40x (lato lungo = 1mm)