Una prima classificazione delle rocce metamorfiche, che ha anche valenza dal punto di vista composizionale, avviene prendendo in considerazione il tipo di protolito da cui derivano. Avremo quindi:

  • rocce metamorfiche acide (o quarzo-feldspatiche)
  • rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
    • rocce metamorfiche ultramafiche (o ultrafemiche)
  • rocce metamorfiche pelitiche
  • rocce metamorfiche carbonatiche
  • rocce metamorfiche a silicati di calcio
  • rocce metamorfiche ferruginose

Un’altra classificazione si basa sul grado e sul tipo di metamorfismo che ciascun protolito subisce. Si possono distinguere le seguenti facies metamorfiche  che rappresentano un ambiente delimitato da un intervallo di T e di P, in funzione del chimismo della roccia di partenza e del tipo di metamorfismo subito, in cui si sviluppano determinate associazioni mineralogiche:

Facies di metamorfismo regionale

  • facies zeolitica
  • facies dei sub-scisti verdi
    • zona a prehnite-pumpellyite
    • zona a pumpellyite-actinolite
    • zona a prehnite-actinolite
  • facies degli scisti verdi 
  • facies degli scisti blu 
    • zona a lawsonite-albite
    • zona ad epidoto
  • facies anfibolitiche 
    • anfiboliti
    • anfiboliti ad epidoto
  • facies granulitica 
  • facies degli scisti blu
  • facies delle eclogiti
    • Eclogiti di tipo A (HT)
    • Eclogiti di tipo B (MT)
    • Eclogiti di tipo C (LT)

Facies di metamorfismo di contatto

  • facies sandinitica (LT/HP)
  • facies cornubianitiche*
    • cornubianiti ad albite-epidoto (LP/LT-MT)
    • cornubianiti ad orneblenda (LP/MT)
    • cornubianiti a pirosseno (LP/MT-HT)

Facies metamorfiche

Zeolitiche (LP/LT) (P = 0,1 – 0,4 GPa  – T = 100° – 200° C)

Protoliti mafici: albite/analcime, zeoliti, calcite, clorite, quarzo, ±mica bianca
Protoliti pelitici: illite/smectite, caolino, clorite, quarzo, ± analcime, ± ematite

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
      • heulandite + analcime, laumontite + albite, entrambe con ± quarzo ± ossidi di Fe-Ti (la wairakite si può presentare al posto dell’heulandite; alcune rocce contengono clorite)
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • Heulandite, laumontite, entrambe con ± ossidi di Fe-Ti
  • da rocce metamorfiche pelitiche
    • minerali delle argille a strati misti ± quarzo ± ossidi di Fe-Ti
  • da rocce carbonatiche e a silicati di calcio:
    • calcite, dolomite, quarzo, talco, minerali delle argille

Sub-scisti verdi (LP/LT)  (P =  0,2 GPa – 0,5 GPa – T = 200 °C – 300 °C)

Zona a prehnite-pumpellyite (P =  0,025 GPa – 0,35 GPa – T = 250 °C – 300 °C)

Protoliti mafici: epidoto, prehnite, pumpellyite, clorite, albite, calcite, quarzo, mica bianca
Protoliti pelitici: illite/smectite,  clorite, quarzo, albite, ± ematite

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • prehnite + pumpellyite + clorite + albite + quarzo
          pumpellyite + clorite + epidoto + albite + quarzo
          pumpellyite + epidoto + stilpnomelano + muscovite + albite + quarzo
  • da rocce metamorfiche pelitiche
    • muscovite + clorite + albite + quarzo
  • da rocce carbonatiche e a silicati di calcio

Zona a prehnite-actinolite (P =  0,025 GPa – 0,35 GPa – T = 250 °C – 300 °C)

Zona a pumpellyite-actinolite (P =  0,25 GPa – 0,6 GPa – T = 250 °C – 320 °C)

Scisti verdi (MP/MT)(P = 0.35 GPa – 0.6 GPa – T = 350 °C – 450 °C)

Protoliti mafici: clorite + actinolite + albite ± epidoto (quarzo)
Protoliti ultramafici: clorite + serpentino ± talco ± tremolite ± diopside ± brucite.
Protoliti pelitici: quarzo ± albite ± k-feldspato ± clorite ± muscovite ± granato ± pirofillite ± grafite.
Protoliti carbonatici: calcite ± dolomite ± quarzo ± miche ±scapolite ± wollastonite.

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • clorite + albite + epidoto ± actinolite
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenaccee
    • METAPELITI
    • muscovite + clorite + albite + quarzo
      cloritoide + clorite + muscovite + quarzo ± paragonite
      biotite + muscovite + clorite + albite + quarzo + spessartina (una varietà di granato al manganese)
    • META- GROVACCHE
    • albite + quarzo + epidoto + muscovite ± stilpnomelano
  • da rocce carbonatiche e a silicati di calcio
    • DOLOMIE AD ALTO CONTENUTO DI SILICE
      • dolomie + quarzo

Scisti blu (MP-HP/LT) (P=  0,5 – 0,9 GPa – T = 100 °C – 300 °C

Protolite mafico (basalti, andesiti, gabbri, dioriti): anfiboli alcalini (generalmente glaucofane), lawsonite, epidoto, jadeite, fengite, clorite, granato, quarzo.
Protolite ultramafico (peridotiti, serpentiniti): serpentino, miche, talco, epidoto.
Protolite pelitico (argille, mudstone): anfiboli alcalini, lawsonite, epidoto, jadeite, carfolite, cloritoide, talco, muscovite, clorite, granato, albite, aragonite, quarzo.
Protolite calcareo (calcari, dolomia, marne): aragonite-calcite, dolomite, muscovite.
Protolite quarzo-feldspatico (arenarie, graniti, rioliti, selci): jadeite, lawsonite, muscovite, clorite, cianite, granato, aragonite, feldspati, quarzo.

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      •  METABASITI
        • glaucofane + lawsonite + clorite ± fengite/paragonite, omfacite
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • fengite + paragonite + carfolite + clorite + quarzo
    • quarzo + jadeite + lawsonite ± fengite, glaucofane, clorite
  • da rocce carbonatiche e a silicati di calcio
    • MARMI
      • aragonite

Zona a lawsonite-albite

Protolite mafico (sviluppo di lawsonite + glaucofane + albite + clorite +/- pumpellyite e actinolite).
Protolite pelitico (sviluppo di carfolite + clorite o fengite + paragonite).

Zona ad epidoto

Protolite mafico (sviluppo di glaucofane + epidoto + granato/clorite + fengite +/- actinolite)
Protolite pelitico (sviluppo di fengite, assenza di biotite)

Anfibolitiche (MP/MT-HT) (P = 0,35 – 0,85 – T = 500 °C – 700 °C)

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • orneblenda + plagioclasio ± epidoto, granato, cummingtonite, diopside, biotite
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • muscovite + biotite + quarzo + plagioclasio ± granato, staurolite, cianite/sillimanite
    • quarzo + jadeite + lawsonite ± fengite, glaucofane, clorite
  • dolomie ad alto contenuto di silice
    • dolomite + calcite + tremolite ± talco (in presenza di basse pressioni e temperature)
    • dolomite + calcite + diopside ± forsterite (in presenza di alte pressioni e temperature)

Anfibolitiche

Protolite mafico (sviluppo di anfibolo (orneblenda) + plagioclasio (andesina) +/- granato +/- epidoto +/- diopside in rocce mafiche.
Protolite pelitico (sviluppo di granato + staurolite + muscovite +/- biotite +/- andalusite/cianite/sillimanite)

Anfibolitiche ad epidoto

Protolite mafico (sviluppo di epidoto + anfibolo (actinolite/orneblenda) + plagioclasio +/- clorite/granato in rocce mafiche.
Protolite pelitico (sviluppo di biotite + granato (almandino) + plagioclasio + clorite + muscovite +/- cloritoide)

Granulitiche (MP/HT) (P = 0.4 GPa – 1.2 GPa – T = 700 °C – 1000 °C)

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • ortopirosseno + clinopirosseno + orneblenda + plagioclasio ± biotite
          ortopirosseno + clinopirosseno + plagioclasio ± quarzo
          clinopirosseno + plagioclasio + granato ± ortopirosseno (in presenza di alta pressione)
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • granato + cordierite + sillimanite + K-feldspato (Microclino – Ortoclasio – Sanidino) + quarzo ± biotite
        saffirina + ortopirosseno + K-feldspato + quarzo ± osumilite (in presenza di alte temperature)
  • da rocce carbonatiche e a silicati di calcio

Protolite mafico (sviluppo di plagioclasio + iperstene + diopside + granato + spinello) Protolite pelitico (sviluppo di plagioclasio + sillimanite + granato +/- iperstene)

note: Granato + cordierite sono tipici in granuliti di rLP

Eclogitiche (HP-HT)  (P >11-12 kbar – T = 400°- >900°C)

Le facies eclogitiche rappresentano il massimo grado di P e T raggiungibile prima della anatessi:

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
      • METAGRANODIORITI
        • quarzo + fengite + jadeite/omphacite + granato
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • omfacite + granato ± cianite, quarzo, orneblenda, zoisite
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • fengite + granato + cianite + cloritoide (ricco in Mg) + quarzo
        fengite + cianite + talco + quarzo ± jadeite
  • dolomie ad alto contenuto di silice

Eclogiti di tipo A (rHT) (T> 900°C) (dalla facies granulitica o per cristallizzazione diretta da magmi basici) (eclogiti mantelliche)

Possono essere associate a rocce ultrabasiche come lamprofiri, kimberliti, dato che si  formano nel mantello e portate in superficie da eruzioni kimberlitiche, e massicci peridotitici. Si rinvengono solitamente come xenoliti. Si ritiene che queste rocce possano essere originate da fusi mantellici oppure da porzioni di crosta subdotta. Sono ricche di granato e piropo

Eclogiti di tipo B (rMT) (T = 55O -990°C) (dalla Facies anfibolitica) (eclogiti orogeniche)

Si formano alla base della crosta formando porzioni, lenti o bande, all’interno di complessi gneissici o migmatitici  e rocce anfibolitiche i quali spesso li circondano. Sono legate al metamorfismo orogenico (Alpino, Himalayano). Presentano comunemente segni di retrocessione. Sono  Ricche in grossularia e almandino.

Eclogiti di tipo C (rLT) (T< 550° – P molto alta) (dalla Facies degli scisti blu) (eclogiti ofiolitiche)

Si rinvengono nelle zone di HP di molti orogeni, spesso associate a rocce ofiolitiche e a scisti blu. Si formano a rLT in zone di subduzione. Sono associate agli scisti blu e contengono almandino.


Facies di metamorfismo di contatto

Sanidinitiche (LT/HP)

Protoliti mafici: plagioclasio, ortopirosseno, clinopirosseno, cordierite, ± K-feldspato, ± quarzo, ± vetro
Protoliti pelitici: cordierite, granato, andalusite/sillimanite, K-Feldspato, albite , quarzo

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • cordierite + mullite + sanidino + tridimite (spesso alterata in quarzo) + vetro
  • da dolomie ad alto contenuto di silice
  • da rocce carbonatiche
    • wollastonite + anortite + diopside
      monticellite + melilite ± calcite, diopside (anche tilleyite, spurrite, merwinite, larnite ed altri rari silicati di calcio/magnesio).

Protolite mafico (sviluppo di plagioclasio + iperstene + augite + tridimite). Sviluppo di Protolite pelitico (sviluppo cordierite + sanidino + spinello + iperstene + sillimanite)

Cornubianitiche*(LP/LT,MT,HT)

Cornubianiti ad albite-epidoto (LP/LT-MT)

Protoliti mafici: albite actinolite clorite, epidoto, quarzo, titanite
Protoliti pelitici: clorite, cld/bt, ms, ±albite, quarzo

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • albite + epidoto + actinolite + clorite + quarzo
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • muscovite + biotite + clorite + quarzo
  • da dolomie ad alto contenuto di silice
  • da rocce carbonatiche

Cornubianiti ad orneblenda (LP/MT)

Protoliti mafici: albite/oligoclasio, orneblenda, actinolite, clorite epidoto, titanite, andesite, orneblenda clinopirosseno, quarzo, limonite
Protoliti pelitici: clorite, andesina/biotite, ± cld, muscovite, ± albite, quarzo oppure clorite, cld/biotite, ± cld, muscovite, ± albite, quarzo o anche biotite, cordierite, muscovite, albite, quarzo

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • orneblenda + plagioclasio ± diopside, anthophyllite/cummingtonite, quarzo
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • muscovite + biotite + andalusite + cordierite + quarzo + plagioclasio
  • da dolomie ad alto contenuto di silice
    • dolomite + calcite + tremolite ± talco
  • da rocce carbonatiche
  • da rocce sedimentarie povere di K2O o derivanti da rocce ignee
    • cordierite + anthophyllite + biotite + plagioclasio + quarzo

Cornubianiti a pirosseno (LP/MT-HT)

Protoliti mafici: plagioclasio, ortopirosseno, clinopirosseno, orneblenda , biotite, ossidi di Fe-Ti
Protoliti pelitici:  biotite, cordierite, andesina, K-feldspato, ± albite, quarzo

PARAGENESI

  • da rocce acide
    • quarzo-feldspatiche:
  • da rocce metamorfiche basiche 
    • rocce metamorfiche mafiche (o femiche)
      • METABASITI
        • ortopirosseno + clinopirosseno + plagioclasio ± olivina o quarzo
  • da rocce metamorfiche pelitiche o arenacee
    • METAPELITI
      • cordierite + quarzo + sillimanite + K-feldspato (ortoclasio) ± biotite
        cordierite + ortopirosseno + plagioclasio ± granato, spinello
  • da dolomie ad alto contenuto di silice
  • da rocce carbonatiche
    • calcite + forsterite ± diopside, periclasio
      diopside + grossularia + wollastonite ± vesuvianite
  • da rocce sedimentarie povere di K2O o derivanti da rocce ignee

Serie di facies metamorfiche 

La successione di associazioni mineralogiche può presentare variazioni in diverse regioni metamorfiche che corrispondono a diversi regimi di calore e quindi a diversi GT (Miyhashiro (1961)

Serie andalusite-sillimanite HT/LP (HGT = 100°C/km) (o tipo Abukuma) 

Sequenza tipica: rocce in facies zeolitichescisti verdifacies anfibolitiche a cordierite facies granulitiche 

Località – Abukuma, Bosost, Buchan

Serie sillimanite-cianite (MP/MT) (o di tipo Barroviano)  (GT=30°C/km) (MGT)

Sequenza tipica: rocce in facies scisti verdi → facies anfibolitiche ad almandino  → facies granulitiche

Località – Scottish Highlands

Ambiente tipico: zone orogeniche continentali

Serie di facies scisti blu ed eclogite (HP/LT) (o metamorfismo glaucofanico)  (LGT = 12 °C /km) 

Sequenza tipica: facies zeolitica →   facies di scisti blu (glaucofane + giadeite) (f. lawsonite-albite ⇒ f. lawsonite- glaucofane ⇒ f. lawsonite- giadeite+quarzo)
(± prehnite e pumpellyite) → facies eclogitiche

Località – Sanbagawa o meglio Franciscan

Ambiente tipico: zone di subduzione

Serie di facies di cornubianitiche (o metamorfismo cornubianitico) LPT/LT (VLGT = 100 °C / km) 

Sequenza tipica: facies delle cornubianiti ad albite ed epidoto →  facies delle cornubianiti ad orneblendafacies delle cornubianiti a pirosseno

Località – varie

Ambiente tipico: aureole di contatto, archi insulari–ridge mediooceanici 

Serie di facies di sanidinitiche (o metamorfismo sanidinitico) LPT/VHT (VLGT = 100 °C / km) 

facies sanidinitica → buchiti (fusione parziale)

Ambiente tipico: xenoliti in magmi basici ( pirometamorfismo), parti più interne di alcune aureole di contatto asiacenti a intrusioni basiche

*** sezione in costruzione ***


ABBREVIAZIONI

GT (gradiente termico)

LGT (gradiente termico basso)
MGT (gradiente termico intermedio)
HGT (gradiente termico alto)

GPa (giga-pascal)

T = temperatura

HT (alta temperatura)
MT (temperatura intermedia)
HT (alta temperatura)r

P = pressione

HP (alta pressione)
MP (pressione intermedia)
HP (alta pressione)

°C (gradi centigradi)
r (relativo/a)


FONTI

testi

 

dispense

Lezioni di Petrografia Metamorfica a.a. 2008-2009 – A. Rottura

MetamorfismoSchede didattiche Università di Padova (link)

link

Metamorphic facies by Dave Waters, su teachserv.earth.ox.ac.uk. URL consultato il 17 luglio 2008 (archiviato dall’url originale il 30 aprile 2008).

https://www.alexstrekeisen.it/

 

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