domenica 27 ottobre 2013

Cristallizzazione magmatica e differenziazione

Durante la risalita dei magmi primari, essi si raffreddano e comincia la loro cristalizzazione, ovvero il processo di trasformazione dallo stato liquido a quello solido, in cui vi può essere anche una successione ordinata di cambiamenti chiamata serie di reazione, verificabile in due modalità diverse:

1) Reazione continua, quando il minerale all'inizio del processo si forma e cambia successivamente la propria composizione mediante sostituizione di ioni. Il plagioclasio di composizione calcitica (anortite), al diminuire della temperatura, sostituise i ioni di calcio con quelli di sodio, creando un plagioclasio ricco di sodio (albite),
2) Reazione discontinua, propria  dei minerali mafici, quando la cristallizzazione del minerale iniziale muta la propria struttura cristallina, creando altri minerali, iniziando con l'olivina, poi il pirosseno, dopodiché l'anfibolo e infine la biotite.

Queste due serie die reazioni costituiscono la serie di Bowen, mineralista americano, secondo la quale i minerali cristallizzano per progressiva diminuzione della temperatura, in successione dal basso verso l'alto.


Norman Levi Bowen








In molti casi però i minerali già cristallizzato non reagiscono con il magma e formano il termine successivo, ma vengono separati dal fuso, modificando così anche la serie di reazioni: tale processo si definisce cristallizzazione frazionata, e causa la differenziazione magmatica, ovvero il magma originario compone rocce di differente composizione mineralogica.
Ad esempio, se l'olivina non segue il magma verso l'alto, forma la peridotite, oppure se la serie discontinua si ferma ai pirosseni, essi costituiranno il gabbro. A questo punto il magma è privato dei componenti mafici, perciô costituirà il granito, formata in gran parte da quarzo e feldspato potassico. La soluzione finale costituirà la pegmatite.

Pegmatite
Pertanto la composizone di una roccia dipende sia dalle caratteristiche del fuso iniziale, sia dalle modalità del processo di cristallizzazione (serie di Bowen o cristallizzazione frazionata).