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Geology is the Way

Che cosa sono le ‘palle scure’ nel granito di Sant’Andrea (Elba)?

Se vi ricordate il mio post precedente, vi avevo lasciato con una domandina finale: che cosa sono le ‘palle scure’ nel granito?

I graniti sono oggetti spettacolari che derivano dalla cristallizzazione del magma in profondità. Quando infine riusciamo a vederli, messi a nudo dall’erosione ed altri processi sulla superficie del pianeta, li vediamo come aggregati solidi di cristalli e possiamo credere erroneamente che non è rimasto nulla che ci permetta di capire cosa avveniva nel magma quando era ancora fuso.

Eppure, basta guardarsi attorno per vedere moltissime strutture ignee formatesi nel magma liquido, come le ‘palle o masse scure’, di dimensioni variabili da pochi centimetri ad alcuni metri, che sono visibili ovunque nella zona di Sant’Andrea.

enclave mafica in monzogranito

enclave mafica in monzogranito

Se esaminate attentamente questi oggetti, essi appaiono come masse scure include nel granito. Certamente, non sono fatti della stessa roba del granito: sono scure, dai contorni arrotondati e a grana molto fine. Come prima idea, uno può pensare che questi siano frammenti di altre rocce incontrate dal magma granitico ed incorporati al suo interno quando era fuso. Frammenti di rocce metamorfiche esotiche intrappolate nel granito – dette xenoliti – esistono a Sant’Andrea. Ecco qui un esempio:

Questo in particolare è uno xenolite proprio perché possiamo riconoscervi una struttura interna, una bandatura composizionale, che è troncata dal contatto col granito circostante. Pertanto, possiamo ragionevolmente concludere che questo sia un frammento di roccia strappato via da qualche parte dal magma. Ma le nostre ‘palle scure’ hanno qualche caratteristica in più che le rendono diverse.

enclave mafica in monzogranito

Per prima cosa, chiamiamole col loro nome proprio. Sono di colore scuro, sono a grana fine rispetto al granito circostante, e sono incluse nel granito… quindi sono chiamate – con non molta immaginazione – inclusioni microgranulari mafiche o semplicemente enclave mafiche. Oltre alle caratteristiche elencate qui sopra, le inclusioni mafiche mostrano sempre questi tipici contorni tondeggianti.

Ma come si formano? Vi ricordate della volta scorsa, quando vi ho detto che il granito qui è pieno di grossi cristalli di K-feldspato? E che, siccome sono così grandi e ben sviluppati, si sono probabilmente formati molto presto durante la storia di cristallizzazione del granito? Un piccolo promemoria:

megacristalli di feldspato alcalino prossimi al bordo di una enclave mafica

Questi cristalli galleggiavano nel fuso granitico… ma cosa è successo quando hanno incontrato gli inclusi mafici? Ecco un’osservazione chiave:

Dopo aver visto questo, diviene molto difficile pensare a questa roba come oggetti solidi e piuttosto iniziano ad apparire piuttosto fluidi! Il contorno delle enclave mafiche si flette attorno ad oggetti nel granito, come cristalli e xenoliti, ed è molto comune trovare cristalli, come quello qui sopra, che ‘punzecchiano’ le masse scure.

Guardate ancora le strutture! Non ricordano forse goccioline d’olio nell’acqua? O, ancora meglio, lava lamp?

Questa è esattamente l’interpretazione delle enclave mafiche: masse di un magma mafico immiscibile che si è mescolato con un fuso granitico in una camera magmatica. In generale, i magmi mafici (basaltici) sono molto più caldi dei fusi granitici e, di conseguenza, quando si mescolano con loro, sono costretti a raffreddare molto rapidamente, formando cristalli a grana molto fine. Tuttavia, rimangono liquidi per un certo periodo di tempo durante il quale possono interagire con il fuso circostante e altri oggetti solidi, come cristalli, che contiene. E qui è dove le cose diventano interessanti: secondo voi che succede ai cristalli di feldspato alcalino che finiscono nelle enclave?

Eccoli lì. Ci sono ancora, ma mi sembrano piuttosto infelici rispetto ai cristalli perfetti che si trovano nel granito. Nelle enclave, i cristalli di feldspato alcalino mostrano dei contorni arrotondati o irregolari, il che significa che sono stati in parte riassorbiti dal magma mafico. Questo è uno dei modi in cui i magmi evolvono in composizione: mescolandosi e reagendo. Per esempio, Gagnevin et al ha analizzato la composizione chimica del granito e degli inclusi e non ha trovato praticamente nessuna differenza di composizione, dal momento che i due magmi si mescolavano chimicamente mentre si mescevano meccanicamente.  Questa è una grossa differenza con la lava lamp (dove i due liquidi si mescolano senza cambiare di composizione).

Le strutture che vediamo qui testimoniano il costante processo di interazione ed evoluzione di magmi diversi che avviene costantemente sotto i nostri piedi. Quando la lava esce dai vulcani, questi processi sono già avvenuti. Quindi, studiare intrusioni esumate è un modo eccellente per capire come il magma migra ed evolve in composizioni differenti prima delle eruzioni. Ricordatevi di questo la prossima volta che guardate il vostro tavolino di granito!

Questo post è stato possibile grazie al supporto di Sandra McLaren e Neal Landsberg (grazie!). Se vi piacciono i miei post geologici e volete sostenermi, potete farlo offrendomi una tazza di caffé su ko-fi!

Bibliografia
Barboni, M., Annen, C., & Schoene, B. (2015). Earth and Planetary Science Letters432, 436-448.
Gagnevin, D., Daly, J. S., & Poli, G. (2004). Lithos78(1-2), 157-195.

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