In questa sezione si considera il comportamento chimico di un magma silicatico che, raffreddandosi, cristallizza in modo frazionato. Saranno considerati quindi gli equilibri di fase nei magmi silicatici.
Frazionamento in basalti e graniti
Per studiare il frazionamento in basalti e graniti è necessario considerare i sistemi di fase albite-anortite, albite-ortoclasio e quarzo-ortoclasio-albite
Graniti
Sistema albite-anortite
Processo di cristallizzazione
I plagioclasi formano una soluzione solida continua dal polo albite al polo anortite. Il diagramma di fase individua 3 campi, due monofase, uno di HT (di fusione) ed uno di LT (di cristallizzazione), ed uno bifase (intermedio). Quest’ultimo prevede contemporaneamente la presenza di magma e di cristalli di plagioclasio. Come si vede dal diagramma seguente, a 1100° C il termine ad albite comincia a cristallizzare, mentre il termine ad anortite passa allo stato solido già a a 1550° C.
Durante il raffreddamento comincia a cristallizzare in A1 un plagioclasio che ha la stessa composizione del punto B1, pur lasciando con una certa composizione in plagioclasio. Poi il magma si impoverisce in anortite (An) ed evolve verso A2, pur lasciando cristallizzare un plagioclasio la cui composizione si avvicina a B2. Ad ogni passaggio la composizione delle fasi presenti è controllata dalla regola dei momenti. Dopo la cristallizzazione completa il sistema si raffredda senza subire cambiamenti.
E’ bene ricordare che il raffreddamento del magma è sempre rallentato dal calore latente di cristallizzazione.
Questo sistema di cristallizzazione può essere riscontrato in sezione sottile. E’ possibile infatti notare nell’osservazione microscopica una zonatura dei plagioclasi dove si ha un cuore più ricco in anortite ed una serie di corone sempre più ricche in albite.
Fusione parziale
Un solido di composizione A’ se scaldato raggiungerà la temperatura di fusione in A1‘ che avrà composizione B’1. Con il progredire della fusione esso si avvicinerà sempre di più ad A’ ed il solido rimanente sarà sempre più concentrato nel termine anortitico.
In questi processi è importante considerare l’influenza della pressione che è condizionata a sua volta dalla presenza nel sistema di acqua.
Sistema quarzo (SiO2) – feldspato potassico (KAlSi3o8)
Silice e ortoclasio non sono mai miscibili e non danno soluzioni solide.
Come vediamo dal diagramma seguente, quando un magma di composizione A, raffreddandosi raggiunge una T di cristallizzazione che coincide con un punto (B) della curva di passaggio al solidus, lascia depositare feldspato potassico puro ed evolve sulla stessa linea. Quando raggiunge il punto C (punto eutettico) lascia cristallizzare un miscuglio di cristalli di quarzo e di feldspato fino ad esaurimento del fuso.
Un magma più ricco in silice A’, lascia invece depositare prima la silice (tridimite) quando raggiunge la curva di solidus e comincia ad impoverirsi in SiO2, finchè cristallizza un miscuglio di silice (sempre tridimite) e di feldspato (ortoclasio) (miscuglio eutettico) quando raggiunge la T del punto C.
Sistema feldspato potassico [ortoclasio (KaAlSi3o8)] – feldspato sodico [albite (NaAlSi3o8 )]
*** sezione in costruzione ***
