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Geology is the Way

Skarn

Gli skarn sono rocce a silicati prodotte dall’interazione fra fluidi idrotermali caldi rilasciati da un magma in cristallizzazione con rocce carbonatiche – un processo noto come metasomatismo. I fluidi metasomatici rilasciati da un sistema magmatico, comunemente arricchiti in Si, Fe e Mn e con temperature tra i 400 e i 900 °C, reagiscono con le rocce carbonatiche contenenti Ca e/o Mg, causando la decarbonatazione dei minerali carbonatici (ovvero il rilascio di CO2) e producendo una basta gamma di silicati a Ca-Mg-Fe-Mn e in alcuni casi feldspati alcalini e feldspatoidi. Queste paragenesi a silicati si possono formare a spese delle rocce carbonatiche – e in tal caso sono detti exoskarn – o delle rocce magmatiche stesse (endoskarn), dal momento che il Ca e il Mg può pure migrare dalle rocce carbonatiche all’interno di rocce ignee e altre rocce a silicati nelle vicinanze. Gli skarn si possono ritrovare al contatto fra rocce carbonatiche e a silicati (skarn di contatto) o come vene o dicchi che tagliano le rocce carbonatiche (skarn in vena). Gli skarn sono comunemente associati con mineralizzazioni a solfuri contenenti Fe, Cu, Ag, Au, Mo e W, in aggiunta ad altri elementi di valore commerciale (B, Be, terre rare). Infatti, il termine ‘skarn‘ è un vecchio termine Svedese che veniva usato per descrivere la roccia ‘di scarto’, sterile, associata a questi depositi minerari.

In termini composizionali, gli skarn possono infine essere distinti in skarn magnesiaci (Mg-skarn), prodotti dall’alterazione di dolomie ricche in Mg e contenenti a loro volta diversi silicati ricchi in Mg, e calc-skarn (Ca-skarn), prodotti dal metasomatismo di rocce carbonatiche ricche in Ca e costituiti da calcsilicati. Tipiche paragenesi degli skarn magnesiaci sono caratterizzate da olivina ricca in Mg (forsterite), diopside, spinello magnesiaco, periclasio, clinohumite, flogopite e pargasite, ma possono essere presenti anche molti altri minerali tra cui enstatite, pirosseno fassaitico, monticellite, akermanite e merwinite. I calc-skarn sono tipicamente caratterizzati da granato ugrandite, orto e clinopirosseni ricchi in Fe o Mn (edenbergite, ferrosalite, johannsenite), wollastonite e/o altri pirossenoidi, in aggiunta ad altri minerali che si formano in condizioni specifiche (es: epidoto, vesuviana, ilvaite, rodonite, bustamite…). Gli skarn possono inoltre contenenere minerali carbonatici come magnesite, dolomite e calcite, feldspati alcalini (es: adularia), scapolite e quarzo. Inoltre, gli skarn di alta temperatura possono facilmente essere sostituiti da minerali idrotermali tardivi come clorite, serpentino, anfiboli della serie tremolite-actinolite, talco, carbonati e brucite.

hedenbergite ilvaite skarn

Hedenbergite (verde dorata) ed ilvaite (nera) in uno skarn da Punta Rossa, Calamita, Isola d’Elba. Foto © Samuele Papeschi/GW.

Skarn
Roccia metasomatica
Paragenesi mineralogica:
Mg skarn: • forsterite • diopside • spinello • periclasio • clinohumite • flogopite • pargasite
Ca skarn: • granato ugrandite • edenbergite • johannsenite • wollastonite o pirossenoidi ricchi in Mn • ilvaite • epidoto

classificazione:
• endoskarn: prodotto per metasomatismo di rocce ignee o rocce a silicati
• exoskarn: prodotto per metasomatismo di rocce carbonatiche

skarn schema formazionale

Diagramma concettuale che illustra le relazioni fra skarn, rocce ignee e carbonatiche. Grafica & concept: GW.

La presenza di tutti questi minerali diversi è governata non solo dalla pressione e temperatura di formazione dello skarn, ma anche dall’attività degli elementi chimici e la composizione del fluido metasomatico, la distanza dalle rocce ignee e la composizione delle rocce coinvolte. L’insieme di queste variabili produce estese zonature nei minerali degli skarn e tipicamente paragenesi molto variabili, alcune delle quali si formano a temperature elevate in prossimità del magma sorgente (skarn di alta temperatura), mentre altre si formano in aree più distali del sistema magmatico o crescono sopra gli skarn di alta temperatura (skarn di bassa temperatura). Per sintetizzare, la maggior parte degli skarn sulla Terra sono governati da innumereveli fattori locali e la loro origine così come le condizioni della loro formazione sono spesso uniche per ciascun caso di studio.

Immagini di terreno e campioni di skarn

skarn a grossularia augite e calcite

Skarn con grossularia rossa, calcite blu e augite verde. Larghezza: 6 cm. Monti Monzoni, Trentino, Italia. Foto © Siim Sepp.

skarn a edenbergite

Aggregati fibroso-raggiati di edenbergite (verdi) associati a tasche brunastre (alterate) contenenti ilvaite (nera) e solfuri ossidati. I livelli color verde pistacchio sono ricchi in epidoto. Torre di Rio Marina, Isola d’Elba.

skarn ad edenbergite ed ilvaite

Skarn ad edenbergite-ilvaite alterato contenente cristalli di edenbergite biancastri e livelli ricchi in ilvaite e solfuri brunastri. Miniera di Capo Calamita, Capoliveri, Isola d’Elba.

mineralizzazione ad arsenopirite

Mineralizzazione ad arsenopirite disseminata in uno skarn cloritizzato. Miniera di Capo Calamita, Capoliveri, Isola d’Elba.

Esempi

Skarn a wollastonite (Norsi, Isola d’Elba)
Ca-skarn contenente aggregati fibrosi di wollastonite circondati da calcite ricristallizzata (originariamente un calcare). La wollastonite è cresciuta grazie alla silice portata da fluidi esterni, utilizzando il calcio derivante dalla decarbonatazione dei minerali carbonatici. [BLOG POST]


Calcsilicati cresciuti nel calcare al contatto fra calcare e argillite, lungo cui si sono infiltrati fluidi idrotermali super caldi.


Lente di calcare sostituita da calcsilicati. Lo skarn a wollastonite si è formato nel nucleo, dove solo Ca e Si erano disponibili. I bordi contengono silicati di Fe-Mg-Ca verdastri (anfiboli, epidoto, clorite, idrogrossularia) prodotti da elementi rilasciati sia dal carbonato che dalle argilliti circostanti.

skarn a wollastonite

Aggregati fibroso-raggiati di wollastonite (bruni) formatisi nei calcari metasomatizzati di Norsi, Isola d’Elba.

Bibliografia

        

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Minerali Metamorfici
Strutture Metamorfiche
Rocce Metamorfiche

 

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