Formazione dei magmi

FORMAZIONE DEI MAGMI

Il magma si genera all'interno della litosfera per fusione della parte superiore del mantello. Se la temperatura di fusione fosse uguale a quella di cristallizzazione, la fusione parziale di massa rocciosa darà un fuso più acido della roccia iniziale, e un residuo più basico (dato che la temperatura di fusione dei minerali femici è più alta) (cfr.pag.17)

Quando la fusione avviene all'interno della crosta terrestre avremo magmi anatettici (acidi, perché la litosfera è prevalentemente acida) viscosi che facilmente si imprigionano all'interno di essa e generano grossi corpi plutonici, detti batoliti. La risalita del magma è favorita dall'assimilazione, cioè la fusione delle rocce soprastanti che ne ostacolano la risalita così da scorrere più agevolmente. Se il mantello superiore ha una composizione peridotitica (fusione di peridotiti, rocce ultrabasiche) è un magma di tipo basaltico, costituito da plagioclasi calcici, pirosseni, anfiboli e olivina. Questo magma è detto primario, più fluido del magma anatettico, che risale più velocemente attraverso le fratture. Esistono, inoltre, processi che variano il chimismo delle rocce, quali:

Differenziazione magmatica, si ha nel momento in cui si cristallizzano i primi minerali compatibili con il chimismo di quel tipo di magma, ma che vengono isolati dallo stesso e non possono più reagire al diminuire della temperatura, venendo allontanati e variando il chimismo al raffreddamento del magma. Questa differenziazione avviene per processi di:

Differenziazione gravitativa (non frequente), si verifica quando all'interno della camera magmatica i cristalli femici, più densi, si spostano verso il basso di questa, generando le cumuliti (accumuli di minerali femici); analogamente, feldspatoidi, di bassa densità, possono disporsi nella zona superiore della camera magmatica. Questi meccanismi, però, possono avvenire solo in condizioni di pari temperatura, densità, movimenti nulli della massa fusa, altrimenti si genererebbero dei moti convettivi, che arresterebbero questa distribuzione per densità.

Differenziazione per meccanismo filtro - pressa, in corrispondenza dell'accumulo di magma in una strettoia, questa provocherà una sorta di filtrazione che lascerà passare la massa fusa e arresterà, facendoli accumulare, i cristalli che si distaccheranno dal magma.

Differenziazione per flusso, si ha quando il flusso del magma scorre all'interno di condotti vulcanici subcilindrici, l'attrito sarà maggiore in prossimità delle pareti e quindi i cristalli che si trovano in quelle prossimità, verranno arrestati nello scorrimento. Al centro della massa fusa, la velocità sarà massima e i cristalli subiranno la deposizione secondo le linee di massima velocità, accumulandosi al centro del condotto.

Differenziazione per formazione di cristallo zonato, consiste in un cristallo la cui composizione cambia dal centro verso l'esterno (ad esempio, plagioclasio al centro presenterà anortite - plagioclasio calcico - e attorno si formeranno "gusci" di plagioclasio sempre più arricchiti in sodio - fino all'albite; dopo aver ipotizzato che il residuo fuso non è più in contatto con i cristalli posti al centro.

Assimilazione, processo che può portare alla variazione del chimismo del magma, quando questo si muove fondendo le rocce circostanti e il suo chimismo verrà quindi influenzato da queste.

Mescolamento, tra magmi, eventualmente, a chimismo diverso che si incontrano durante la risalita.

GIACITURA DELLE ROCCE IGNEE.

La giacitura sta ad indicare la disposizione spaziale di alcuni corpi geologici.

GIACITURA DI ROCCE INTRUSIVE e IPOABISSALI, si hanno due tipi di giacitura: massiva, costituita da rocce intrusive di notevoli dimensioni (batoliti o plutoni), le cui dimensioni tendono ad allargarsi verso l'interno, tanto che non si conosce il substrato su cui poggia, quest ultimo disturbato da protuberanze e filoni che si diramano verso l'alto, legati all'alta mobilità del magma fuso residuo. Generalmente i batoliti hanno una composizione uniforme, ma si possono rinvenire parti più basiche. Esistono poi corpi plutonici più piccoli detti concordanti o discordanti per la  loro forma in relazione a quella delle rocce incassanti, rispettivamente detti laccoliti con forma a "campana schiacciata", e lopoliti con forma a "scodella" o a "bacino" concavo verso l'alto, oppure filoniana di estensione areale notevole rispetto allo spessore modesto, e si formano perché il magma durante le fasi di raffreddamento si infiltra all'interno di discontinuità di una roccia stratificata o all'interno di fessure rocciose.

Il filone o dicco si distingue a seconda del rapporto che hanno con le rocce infiltrate (rocce stratificate e filoni concordanti/discordanti la stratificazione). I filoni spesso derivano da stress tettonici, dove questi ultimi generano allineamenti di fratture e quindi insiemi di filoni detti campi di filoni, e riscontrarvi l'età di ogni sistema filoniano.

GIACITURA DI ROCCE EFFUSIVE, differenziata da quella esplosiva. L'attività effusiva porta in superficie della lava, mentre quella esplosiva porta dei prodotti misti (solidi, fusi e gas). Per l'attività effusiva, la geometria dei corpi lavici è diversa a seconda del chimismo e della viscosità del magma (magmi basici producono colate o plateaux - espandimenti - magmi acidi danno origine a strutture più raccolte arealmente ma elevate in quota, forme denominate cupole, duomi, neck). Per l'attività esplosiva i processi sono legati allo stadio ortomagmatico e pneumatolitico: quando le pressioni interne dei gas sono massime, ovvero quando le pressioni superano le pressioni litostatiche (legate al carico delle rocce o all'ostruzione dei condotti vulcanici), il materiale fuoriesce in modo esplosivo lanciando a quote elevate i prodotti, che ricadono in modo stratificato, caratterizzando le rocce stesse.

Figura 14. Sezione trasversale di un lopolite, un'ampia intrusione a forma di scodella, con un canale di alimentazione centrale. I lopoliti sono costituiti  da rocce femiche, a volte sottoforma di intrusioni stratificate. I margini possono essere concordanti o discordanti

Figura 15. Sezioni schematiche di laccoliti, con gli strato sovrastanti piegati a cupola e con o senza apofisi.

Figura 16. Blocco - diagramma riassuntivo delle diverse strutture plutoniche e vulcaniche (secondo R.G. Schimdt e H.R. Shaw, U.S. Geological Survey).