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Geology is the Way

Plagioclasio

Triclino

(Na,Ca)Al1-2Si3-2O8

I feldspati plagioclasici sono importanti allumosilicati di Na e Ca che si trovano in gran parte delle rocce ignee ed in molte rocce sedimentarie e metamorfiche. I plagioclasi sono costituenti fondamentali della crosta terrestre e anche della crosta anortositica della Luna (gli altipiani). Il nome plagioclasio deriva dal Greco πλάγιος (plágios, “obliqua”) + κλᾰ́σῐς (klásis, “frattura”), in riferimento ai suoi due sistemi di sfaldatura.

Struttura e chimismo
I plagioclasi sono tettosilicati con una struttura simile a quella dei feldspati alcalini. Essi mostrano una rete di tetraedri (Si,Al)O4 che condividono atomi di ossigeno in tutte le direzioni e che sono distorti da grossi siti cationici che possono contenere Na+, Ca2+, e un po’ di K+. Similmente ai feldspati alcalini, il plagioclasio può contenere Fe2+, Fe3+, Ba, Ti, Mg, Sr e Mn in traccia. La serie dei plagioclasi rappresenta una soluzione solida tra l’albite (Na[AlSi3O8]) e l’anortite (Ca[Al2Si2O8]). La struttura dell’albite, che rappresenta anche il termine sodico dei feldspati alcalini, è triclina. L’anortite è anch’essa triclina, ma la sua struttura è più ordinata rispetto a quella dell’albite, dal momento che in essa gli atomi di Si e Al si alternano rigorosamente. La soluzione solida tra albite e anortite è possibile perché il Na+ e il Ca2+ hanno simile raggio ionico (Na+ = 0.97 Å; Ca2+ = 1.00 Å). La carica differente di questi ioni è compensata dalla sostituzione contemporanea di Si4+ da Al3+ (NaSi → CaAl). I nomi dei plagioclasi lungo la serie sono arbitrari e indicano uno specifico intervallo composizionale. Considerando il termine anortite (An), si possono assegnare i seguenti nomi:

albite
: An0-10
oligoclasio: An10-30
andesina: An30-50
labradorite: An50-70
bytownite: An70-90
anortite: An90-100

plagioclasio zonato

Fenocristallo di plagioclasio zonato. Etna, Italia. Immagine a NX. (Campo = 7mm). Foto © Alessandro da Mommio (alexstrekeisen.it).

Proprietà
Abito: prismatico, tabulare
Durezza: 6 – 6.5
Sfaldatura: {001}, {010} perfetta (due piani che si intersecano quasi a 90°)
Geminazione: geminati semplici Carlsbad ({hko}, solitamente {01o} piano di geminazione – [001] asse), Baveno ({021}/{0-21} piano di geminazione – [021]/[0-21] asse), Manebach ({001} piano di geminazione – [001] asse); geminati polisintetici Albite ({010} piano di geminazione – [010] asse), Periclino ({0kl} piano di geminazione – [010] asse)
Colore: incolore o bianco, a volte giallo, verde, grigio scuro e iridescente
Lucentezza: vitrea
Struscio: bianco
Alterazione: sericite, saussurite
In sezione sottile…
α(α^a albite ad andesina; α^b labradorite ad anortite): 1.528 (albite) – 1.575 (anortite)
β(β^c albite a labradorite; β^a bytownite ad anortite): 1.532-1.533 (albite) – 1.583 (anortite)
γ(γ^b albite a labradorite; γ^c bytownite ad anortite): 1.534-1.539 (albite) – 1.588 (anortite)
*angolo di estinzione su (010) relativamente alla traccia di (010): – 20° (albite) – 55-60° (anortite)
2V: 50°(-) albite di alta T; 77° (+) albite di bassa T; 78°(-) anortite
Colore: incolore
Birifrangenza (δ): 0.007 – 0.013 (grigio del prim’ordine)
Rilievo: basso, più alto o più basso del quarzo
Segno ottico: + o –
[Mindat]

diagramma ternario dei feldspati

Diagramma classificativo dei feldspati. I plagioclasi rappresentano una soluzione solida tra albite e anortite. Gli intervalli composizionali lungo la serie hanno dei nomi specifici.

La miscibilità dell’albite e dell’anortite è completa ad alta temperatura (ovvero tra albite di alta temperatura – plagioclasio di alta temperatura – anortite a corpo centrato; T ~ 1000 – 1400 °C). A temperature più basse, i plagioclasi sono soggetti a smescolamenti (come le pertiti nei feldspati alcalini). Tuttavia, lo smescolamento è energeticamente sfavorito e si sviluppano lamelle submicroscopiche di albite e anortite (n.b. invisibili al microscopio ottico). La presenza di queste lamelle causa dei fenomeni ottici, come ad esempio l’iridescenza di alcuni plagioclasi (es: labradorite). Tre diversi tipi di smescolamenti si sviluppano per diverse composizioni nei plagioclasi: peristerite (albite-oligoclasio), Bøggild (andesina-labradorite) e Huttenlocher (labradorite-bytownite). Come detto sopra, i plagioclasi possono contenere un po’ di ortoclasio (Or; KAlSi3O8) in soluzione solida, normalmente sotto il 5%. La miscibilità dell’Or è favorita ad alta temperatura e in plagioclasi ricchi in Na. A temperature più basse, l’ortoclasio si smescola dal plagioclasio formando antipertiti (lamelle irregolari di K-feldspato nel plagioclasio).

Geminazioni
I plagioclasi sono soggetti alle stesse leggi di geminazioni presenti nei feldspati alcalini. La loro caratteristica principale è di mostrare geminazioni polisintetiche ripetute a scala microscopica, secondo la geminazione Albite (rotazione di 180° fra i due geminati lungo un asse perpendicolare all’asse cristallografico intermedio o asse b) e, meno comunemente, Periclino (rotazione di 180° fra i due geminati lungo l’asse b, perpendicolare ai geminati Albite). La geminazione polisintetica nel plagioclasio si forma durante la transizione da strutture di alta temperatura a strutture di bassa temperatura. Può essere completamente assente in plagioclasi (es: albite pura) che crescono in rocce metamorfiche di basso grado. La geminazione semplice Carlsbad (rotazione di 180° lungo l’asse lungo o asse c) è anch’essa molto comune. I geminati Baveno (rotazione di circa 45° rispetto all’asse c) e Manebach (rotazione di 180° attorno all’asse minore o asse a) si possono trovare ma sono meno comuni.

geminazione nei feldspati

Alcune leggi di geminazione comuni nei feldspati. Modificato da Deer et al. (2013).

plagioclasio

La geminazione Albite si vede molto raramente sul terreno. Questo (enorme) cristallo di plagioclasio proveniente da una pegmatite mostra lunghe bande parallele grandi meno di un millimetro di colore bianco: si tratta di geminati Albite. Campione di oligoclasio (An20) proveniente da un granitoide pegmatitico da Evje, Norway. Lunghezza del campione: 12 cm. Foto © Siim Sepp.

iridescenza nei feldspati

La presenza di smescolamenti submicroscopici  causa colori iridescenti in alcuni plagioclasi. Questo è un esempio di iridescenza (nel caso specifico detta labradorescenza) in labradorite. Foto © Prokofiev (wikimedia.org).

Caratteristiche di terreno
I feldspati hanno abito tabulare o prismatico, con sezioni bidimensionali rettangolari o circa-quadrate. Questo abito è comunemente ben visibile in rocce ignee vulcaniche e plutoniche, dove tendono ad essere euedrali o subedrali. I feldspati hanno due sistemi di sfaldatura che si intersecano a 90°. Per questo motivo mostrano spesso lucentezza vitrea su superfici di rottura (i piani di sfaldatura sono netti e riflettono la luce molto bene). Tutti i feldspati hanno durezza intorno a 6 sulla scala di Mohs (più duri del metallo ma più deboli del quarzo). Nelle rocce ignee, i feldspati costituiscono comunemente la parte di colore chiaro di una roccia (assieme al quarzo, facilmente identificabile per la sua trasparenza e la frattura concoide). Il plagioclasio può essere distinto dal feldspato alcalino in base al colore: il plagioclasio tende ad essere bianco fino a verde, mentre il feldspato alcalino varia da bianco a rossastro (attenzione: può essere verde in alcuni casi). Bisogna prestare attenzione quando si vedono solo feldspati di colore bianco: ci può essere una leggera sfumatura di colore che permette di riconoscere il feldspato alcalino (più rosato) dal plagioclasio (tendente al bianco latte). Altrimenti, è necessario, con una lente, cercare di riconoscere le geminazioni albite (se visibili, appaiono come delle sottili bande nette). La geminazione Carlsbad è spesso visibile nel plagioclasio come una superficie che separa due geminati con orientazione differente (ovvero che riflettono la luce ad angoli diversi).

glomerofiri di plagioclasio

Andesite con glomerocristalli (aggregati) di cristalli prismatici di plagioclasio bianchi in una pasta di fondo vulcanica a grana fine. Campo: 5 cm. Foto © Richard Droker.

fenocristalli di plagioclasio

Basalto porfirico con cristalli di plagioclasio bianchi. La roccia è lunga 8 cm. Isola di Mull, Scozia. Foto © Siim Sepp.

granito

Quando si ritrovano assieme, i feldspati alcalini tendono ad assumere colorazioni rossastre, mentre i plagioclasi virano al bianco. Attenzione, però, perchè entrambi possono essere bianchi o avere colori diversi (es: verde)! In questo granito, si possono osservare anche cristalli grigi, trasparenti, di quarzo e biotite nera. Campo: 21 cm. Foto © Siim Sepp.

Plagioclasio in sezione sottile
Il plagioclasio è incolore e mostra rilievo molto basso a N//. A NX il plagioclasio mostra colori di interferenza del grigio del prim’ordine e la caratteristica geminazione polisintetica, che appare come una serie di geminati paralleli di colore grigio chiaro/grigio scuro. Il plagioclasio ha due sistemi di sfaldatura perfetti ({001}, {010}) che si intersecano a circa 90° su sezioni prismatiche. Il plagioclasio si altera comunemente in sericite (misture a grana fine di mica bianca) e – in ambiente idrotermale – in saussurite: intercrescite a grana fine di zoisite, albite, calcite, sericite, e zeoliti.
La geminazione polisintetica è la caratteristica principale che permette il riconoscimento rapido del plagioclasio in molte rocce ignee, metamorfiche, e sedimentarie. Tuttavia, la geminazione polisintetica può essere difficile da vedere in cristalli a grana molto fine, che possono essere confusi col quarzo. In questi casi, il plagioclasio può essere distinto dal quarzo perché mostra dei piani di sfaldatura e appare più ‘sporco’ del quarzo, dal momento che si altera più facilmente. Il rilievo del plagioclasio sodico è più basso del quarzo, mentre quello del plagioclasio calcico è più elevato. Nelle rocce metamorfiche di basso grado, l’albite può non mostrare alcuna geminazione polisintetica e presentare solo geminazione Carlsbad, apparendo molto simile ai feldspati alcalini. In questo caso, l’alterazione molto diversa (sericite per l’albite, kaolinite per i feldspati alcalini) e l’abito (l’albite è comunemente allungata lungo l’asse intermedio, b) può essere diagnostica. Inoltre l’albite pura non presenta pertiti.
Un altro minerale che può essere confuso col plagioclasio è la cordierite, caratterizzata da colori di interferenza sul grigio del prim’ordine e geminazioni polisintetiche. Tuttavia, l’albite mostra anche geminati ciclici, è ortorombica (comunemente otticamente negativa) e si altera in pinite giallastra.
Le proprietà ottiche del plagioclasio variano leggermente lungo la soluzione solida: gli indici di rifrazione aumentano continuamente da albite ad anortite, così come l’angolo tra l’asse ottico intermedio, β, e l’asse lungo (asse c). Il tipo di plagioclasio può essere riconosciuto osservando l’angolo di estinzione dei geminati del plagioclasio su una sezione perpendicolare a (010), ovvero sul piano di geminazione Carlsbad.

fenocristalli di plagioclasio

Grossi fenocristalli di plagioclasio circondati da una matrice e a grana fine di plagioclasio, pirosseni, e ossidi opachi.Scala: 46×27 mm. Immagine a N//. Foto © Daniele.51.

andesite ad anfiboloandesite ad anfibolo

Sopra:  Il plagioclasio è trasparente a N// e la caratteristica geminazione Albite è visibile come bande di colore grigio a NX. Notare, inoltre, l’abito prismatico. I cristalli bruni con alti colori di interferenza sono di orneblenda. La roccia è un’andesite. Campo: 7 mm. Foto di Alessandro Da Mommio (alexstrekeisen.it).

cristalli di plagioclasio

Cristalli di plagioclasio con i tipici colori grigi del prim’ordine, abito prismatico, e geminazione Albite. Campo: 7 mm. Immagine a NX. Foto © Alessandro Da Mommio.

Albite
Cristalli di albite praticamente pura si ritrovano comunemente in rocce metamorfiche di basso grado e rocce di alterazione idrotermale. Contrariamente al plagioclasio, tali albiti di basso grado appaiono molto simili al feldspato alcalino, dal momento che possono non mostrare evidenti geminazioni Albite. È importante verificare la presenza di albite o di K-feldspato quando si lavora con queste rocce.

Sopra: In questo scisto, ci sono sia quarzo che albite. Entrambi sono trasparenti a N// e grigi a NX, ma il quarzo è più limpido e l’albite è più ‘sporca’ (ad es: il cristallo di albite all’estrema destra). L’albite è inoltre alterata in sericite (masse giallastre puntiformi) lungo i suoi bordi. Infine l’albite ha rilievo più basso del quarzo (ad esempio delle inclusioni che qui contiene). Gli altri minerali visibili sono mica bianca, clorite e tormalina (alti colori di interferenza). Campo: circa 1 mm. Scisto ad albite dalla Valle del Posada, Sardegna (Italia).

Sopra: La stessa immagine con i label dei minerali presenti.

albite

Cristallo di albite euedrale in scisto. Anche se non presenta nessuna geminazione, notare l’abito tozzo e i colori sul grigio del prim’ordine che appaiono più ‘sporchi’ del quarzo. Notare anche la presenza di un set verticale di piani di sfaldatura. Scisto dalla Valle del Posada, Sardegna (Italia). Immagine a NX. Campo: 1 mm.

albite

Albite in scisto di basso grado con evidente geminazione Carlsbad. Scisto ad albite dalla Valle del Posada, Sardegna (Italia). Immagine a NX. Campo: 1 mm.

Ritrovamento
Il plagioclasio si ritrova in quasi tutte le rocce ignee, dai graniti ai gabbri alle loro controparti vulcaniche. In generale, il plagioclasio è più sodico nelle rocce ignee acide e tende ad essere calcico in quelle mafiche. Le rocce acide mostrano comunemente plagioclasi ricchi in sodio (albite fino ad oligoclasio), frequentemente associati con feldspato alcalino e quarzo. Le composizioni intermedie sono caratterizzate dalla presenza di andesina, la cui presenza è diagnostica di rocce dioritiche/andesitiche rispetto alle rocce mafiche, come gabbri e basalti, che invece contengono labradorite o anche bytownite. Le rocce ultramafiche, come cumuliti e peridotiti, possono contenere piccole percentuali di plagioclasio calcico. Il plagioclasio si ritrova anche in rocce sottosature in silice in associazione con feldspati alcalini e feldspatoidi.
In rocce metamorfiche, la composizione del plagioclasio diviene più calcica all’aumentare del grado metamorfico (e quindi della temperatura). Le rocce di basso grado, incluse metapeliti e rocce metamafiche, comunemente mostrano albite nelle loro paragenesi. L’albite è anche un prodotto di alterazione idrotermale molto comune, per esempio durante metamorfismo di fondo oceanico. A grado più elevato (anfibolite fino a granulite), le rocce metamorfiche contengono plagioclasio con composizione oligoclasio e, raramente, andesina. Composizioni ancora più calciche si ritrovano in rocce metamorfiche di alto grado ricche in Ca come marmi impuri, calcescisti e rocce a calcsilicati, che si ritrovano in aureole termometamorfiche e terreni di alto grado. La presenza del plagioclasio nelle rocce metamorfiche è ristretta al metamorfismo regionale. In facies scisti blu ed eclogitica, i plagioclasi sono rimpiazzati da altri minerali calcici e sodici come epidoto, glaucofane, lawsonite, onfacite, granato e paragonite.
In rocce sedimentarie, il plagioclasio si ritrova come granuli detritici. Il plagioclasio calcico si altera più facilmente e, di conseguenza, è più facile trovare plagioclasio ricco in sodio come granuli detritici. L’albite pura si può formare in ambiente sedimentario e diagenetico come minerale autigenico che sostituisce materiale detritico o percola nelle cavità come cemento.

Riferimenti Bibliografici
Bruni, P. (1976). Plagioclase determination through measurement of the extinction angles in sections normal to (010) and (001).
Gay, P. (1956). The structures of the plagioclase felspars: VI. Natural intermediate plagioclases1. Mineralogical magazine and journal of the Mineralogical Society31(232), 21-40.
Liu, M., & Yund, R. A. (1992). NaSi-CaAl interdiffusion in plagioclase. American Mineralogist77(3-4), 275-283.
Maruyama, S., Liou, J. G., & Suzuki, K. (1982). The peristerite gap in low-grade metamorphic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology81(4), 268-276.
Ribbe, P. H. (Ed.). (2018). Feldspar mineralogy (Vol. 2). Walter de Gruyter GmbH & Co KG.
Smith, J. V., & Brown, W. L. (1988). Intimate Feldspar Intergrowths. In Feldspar Minerals (pp. 555-625). Springer, Berlin, Heidelberg.

        

Risorse in Italiano
Alexstrekeisen.it – Plagioclasi (vulcaniche)
Alexstrekeisen.it – Plagioclasi (plutoniche)
Glauco Gottardi – I minerali
Klein – Mineralogia
Klein & Philpotts – Mineralogia & Petrografia
Peccerillo & Perugini – Introduzione alla petrografia ottica

en_US English
Proprietà dei Minerali
Minerali

 

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