Minerali metamorfici

Tessiture e microstrutture

Esempi di rocce

Granulite a saffirina

Il complesso metamorfico del Gruf, nelle Alpi centrali, è un complesso molto peculiare. Si ha infatti, la presenza di rocce di alto grado metamorfico, come ad esempio granuliti a saffirina, charnockiti e migmatiti.
Il complesso del Gruf, con un estensione approssimativa di 20x10 Km, è situato lungo il margine SE del duomo Lepontino (una regione di sollevamento tettonico situata nelle Alpi Centrali a cavallo tra Italia e Svizzera).
A Nord è delimitato dell’unità ofiolitica Mesozoica di Chiavenna, ad Est è tagliato dal plutone calcoalcalino di Bergell (30-32Ma), mentre a Sud e ad Ovest è delimitato dal granito di Novate (S-Type) datato 24-25Ma e dalla falda dell’Adula (Fig.1).

Fig.1: Carta schematica della Alpi centro occidentali, al confine tra Italia e Svizzera. (rettangolo nero = Area della Fig.2). Modificato da Galli et al. (2011).

Il complesso del Gruf (Fig.2) è costituito prevalentemente da ortogneiss migmatitici, paragneiss e da rocce metapelitiche contenenti biotite-sillimanite-granato-(±cordierite). Queste ultime presentano un metamorfismo in facies anfibolitica. Fenomeni più o meno diffusi di migmatizzazione hanno interessato il complesso; si ritiene si siano verificati in contemporanea (o immediatamente dopo) la messa in posto del plutone di Bergell.
All’interno degli ortogneiss migmatitici (soprattutto al contatto con il plutone di Bergell) si rinvengono comunemente lenti, di dimensioni metriche, e noduli, centimetrici, di rocce mafiche, ultramafiche (Fig.8), metapelitiche e calcaree. Queste rocce sono considerate essere i relitti di una falda equivalente a quella di Chiavenna.

Rare granuliti a saffirina (Fig.11-12-13), scoperte per la prima volta da Cornelius (1916) solo come blocchi non in posto, lungo il corso del torrente Codera (Fig.6), rappresentano le uniche rocce crostali formatesi a T>800°C dell’intero arco Alpino. Queste rocce si sono formate a condizioni di UHT (ultra-high temperature) con T=920-940 °C e P = 8.5-9.5 kbar (Galli et al. 2011).

Fig.2: Carta geologica semplificata del complesso del Gruf. Rettangolo nero = zona di rinvenimento delle granuliti a saffirina (vedi Fig.3). Modificato da Galli et al.(2011).

Le rocce del Gruf possono essere suddivise, in generale, in due grandi gruppi: (i) metagranitoidi migmatitici e (ii) metasedimenti pelitici parzialmente migmatizzati. In entrambi i gruppi (iii) si rinvengono, come accennato precedentemente, piccole lenti e noduli di rocce mafiche, ultramafiche, pelitiche e carbonatiche soprattutto nella zona del Bivacco Vaninetti nella parte NE del complesso (Fig.3).
Le rocce del Gruf sono comunemente tagliate da dicchi pegmatitici ed aplitici con spessori fino a 5m. Questi dicchi sono costituiti da quarzo, plagioclasio, feldspati alcalini e quantità variabili di muscovite, biotite, granato, tormalina e berillo.

Fig.3: Carta geologica dettagliata del contatto tra il complesso del Gruf e l’intrusione di Bergell nei pressi del Bivacco Vaninetti. Modificato da Galli et al., (2013).

Ortogneiss migmatitici
Gli ortogneiss migmatitici (Fig.9-10) affiorano lungo il fianco Sud della Val Chiavenna e formano la maggior parte della Val Codera. Queste rocce hanno un colore grigio scuro e presentano una grana grossolana; sono composte da bande leucocratiche composte da quarzo, plagioclasi e feldspati alcalini e bande melanocratiche composte da biotite. Tessituralmente sono caratterizzate una tessitura stromatica (alternanza ripetuta di leucosoma e melanosoma).
All’interno degli ortogneiss migmatitici si rinvengono abbondanti enclave (con dimensioni fino ad alcune centinai di metri) di rocce basiche, charnokitiche, granulitiche, lerzolitiche, websteritiche, gabbronoritiche, calcaree e pelitiche.

Charnockiti
Le charnokiti formano corpi di forma tabulare (spesso boudinati) circondati da zone milonitiche. I due affioramenti maggiori (0.5 Km e 8 Km) affiorano nella zona tra la Val Chiavenna e la Val Piana. Corpi minori (<100 m) si rinvengono comunemente in Val Piana, Valle del Conco, Val Scarione eVal Aurosina. Sono rocce leucocratiche e grana medio grossa e sono costituite da quarzo, plagioclasio, feldsapti alcalini pertitici, pirosseni relitti (corrosi), biotite + granato e sillimanite.

Websteriti e gabbronoriti
Lenti e noduli websteritico-gabbronoritici si rinvengono all’interno degli ortogneiss migmatitici, spesso in associazione con le charnokiti, o direttamente al loro interno. Questi enclave mafici-ultramafici sono concentrati lungo una fascia che va dalla Val Scarione aa Ovest fino al Pizzo dei Vanni ed Est. Sia le websteriti che le gabbronoriti hanno un colore verde-marrone (per processi di alterazione), hanno un aspetto massivo e una grana medio grossa con clinopirosseni fino ad 1 mm.

Granuliti
Lo studio sempre più dettagliato del complesso del Gruf ha rivelato la presenza di almeno sei tipi di granuliti:

Tipo A: Granuliti massive a saffirina-ortopirosseno-cordierite-granato.
Tipo B: Granuliti massive a ortopirosseno-sillimanite-cordierite-granato±saffirina.
Tipo C: Granuliti massive a ortopirosseno-cordierite-granato.
Tipo D: Granuliti foliate a saffirina-ortopirosseno-granato.
Tipo E: Granuliti felsiche, foliate a ortopirosseno-granato±saffirina.
Tipo F: Granuliti felsiche, foliate a saffirina-ortopirosseno.

Le granuliti del Tipo A e B sono quelle descritte da Cornelius (1916) come blocchi sparsi lungo la Val Codera. Le granuliti del Tipo C-D-E-F non erano mai state descritte prima delle scoperte di Galli et al. (2011).
Le granuliti del Tipo A e B si rinvengono in enclave da centimetrici a metrici all’interno sia degli ortogneiss migmatitici (Valle dei Vanni) che all’interno delle charnokiti (Val Piana).
Le granuliti del tipo C si rinvengono come blocchi di dimensioni metriche lungo il corso del torrente Codera e nella Val Schiesone. Le granuliti del Tipo D, E ed F si rinvengono come bande (lunghe fino ad 1 metro e spesse circa 40 cm) all’interno delle charnokiti della Val Piana, Valle del Conco e della Valle Aurosina.

Fig.4: Situazione durante la fase di rifting Permiana. Durante questa fase si ha la formazione di corpi charnokitici e mafici (underplating) , la messa in posto di corpi granitici e un esteso vulcanismo subaereo. Modificato da Galli (2013).

I corpi charnokitici presentano delle caratteristiche tessiturali molto diverse dal resto delle rocce del complesso del Gruf e del complesso degli ortogneiss. La presenza di granuliti a saffirina, all'interno dei corpi charnokitici, implica che la genesi di queste rocce è legata a intensi processi di fusione parziale di rocce pelitiche, in condizioni di un metamorfismo di altissima temperatura (UHT), ad una profondità di circa 8.5-9.5 Kbar (Galli et al. 2011), vedi figura Fig.4.

Come in altri complessi granulitici (per esempio: Ivrea, Unità di Malenco, Sesia, Sondalo), le condizioni di UHT furono raggiunte durante la fase di rifting nel Permo-Triass. Durante questa fase, la fusione parziale di rocce pelitiche, alla base della crosta produsse, liquidi a composizione charnokitica e residui (restiti) altamente refrattari (granuliti a saffirina). Una conferma a tale ipotesi è data dal fatto che le granuliti a saffirina (restiti) sono strettamente legate alle charnokiti e a rocce di tipo websteritico e gabbronoritico (di origine cumulitica).
L'intrusione del plutone di Bergell (Fig.5) è contemporanea alla migmatizzazione che interessa gran parte del complesso del Gruf. Questo suggerisce che le due unità abbiano condiviso la stessa storia metamorfica sin dall'Oligocene.
La dinamica della risalita del plutone di Bergell e i processi di messa in posto, potrebbero aver innescarono e favorirono l'esumazione del complesso migmatitico del Gruf e la risalita di porzioni di crosta profonda contenenti charnokiti, granuliti, websteriti e gabbronoriti.

Fig.5: Risalita, durante l'Oligocene, del plutone di Bergell ed esumazione del complesso migmatitico del Gruf. Modificato da Galli(2013).

Fig.6: Torrente Codera. Foto di Angelo Digger.

Fig.7: Monte Gruff. Foto di Angelo Digger.

Fig.8: Enclave Metaperidotitico all'interno degli Ortogneiss. Foto di Angelo Digger.

Fig.9: Ortogneiss a Biotite. Foto di Angelo Digger.

Fig.10: Gneiss migmatitico tagliato da dicco granitico. Foto di Angelo Digger.

Fig.11: Granulite a Saffirina. Rosso = granato, Nero = biotite-pirosseni, Blu-verde = saffirina. Foto di Angelo Digger.

Fig.12: Granulite a Saffirina. Rosso = granato, Nero = biotite-pirosseni, Blu-verde = saffirina. Foto di Angelo Digger.

Fig.13: Granulite a Saffirina. Rosso = granato, Nero = biotite-pirosseni, Blu-verde = saffirina. Foto di Angelo Digger.

Campione donato da Angelo Digger

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Galli, A., Le Bayon, B., Schmidt, M. W., Burg, J. P., & Reusser, E. (2013): Tectonometamorphic history of the Gruf complex (Central Alps): exhumation of a granulite–migmatite complex with the Bergell pluton. Swiss Journal of Geosciences, 106(1), 33-62.
• Galli, A., Le Bayon, B., Schmidt, M. W., Burg, J. P., Caddick, M. J., & Reusser, E. (2011). Granulites and charnockites of the Gruf Complex: evidence for Permian ultra-high temperature metamorphism in the Central Alps. Lithos, 124(1), 17-45.

Cristalli di ortopirosseno (marrone chiaro), saffirina (blu-verde), biotite (marrone scuro) e quarzo (incolore). Granulite a saffirina, Val Codera, complesso del Gruf. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di ortopirosseno, saffirina, biotite e quarzo. Granulite a saffirina, Val Codera, complesso del Gruf. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di ortopirosseno (marrone chiaro), saffirina (blu-verde), biotite (marrone scuro), Granato (con bordo simplectitico costituito da ortopirosseno vermicolare e cordierite) e quarzo (incolore). Granulite a saffirina, Val Codera, complesso del Gruf. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)
Cristalli di ortopirosseno, saffirina, biotite, granato (estinto) con bordo simplectitico (costituito da ortopirosseno vermicolare e cordierite) e quarzo. Granulite a saffirina, Val Codera, complesso del Gruf. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di ortopirosseno (marrone chiaro), saffirina (blu-verde), biotite (marrone scuro), Granato (con bordo simplectitico costituito da ortopirosseno vermicolare e cordierite) e quarzo (incolore). Granulite a saffirina, Val Codera, complesso del Gruf. Immagine a N//, 1x (lato lungo = 9mm)	Cristalli di ortopirosseno, saffirina, biotite, granato (estinto) con bordo simplectitico (costituito da ortopirosseno vermicolare e cordierite) e quarzo. Granulite a saffirina, Val Codera, complesso del Gruf. Immagine a NX, 1x (lato lungo = 9mm)
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