Corso di Geologia

Argomento: Processi e Prodotti Geologici

INDICE

7.2 - METAMORFISMO

Le rocce ignee e sedimentarie, quando sono surriscaldate o compresse dentro la Terra, possono trasformarsi lentamente in altre rocce, dette metamorfiche. Si definisce metamorfismo un cambiamento solido-solido della composizione mineralogica e/o della struttura di una qualsiasi roccia preesistente che avviene, senza passare attraverso la fusione di quest'ultima, sotto il controllo della T e P (fattori termodinamici) e di fluidi circolanti. Ad esempio in un calcare puro (composto cioè unicamente da calcite) avente grana fine, per aumento di T la calcite può ricristallizzare in individui a grana grossa, originando una roccia metamorfica, detta marmo, che ha la stessa composizione di quella di partenza, ma struttura diversa. I vari fenomeni che presiedono a queste trasformazioni, i cui fattori di controllo sono la temperatura e pressione, vanno sotto il termine generale di metamorfismo. Le rocce metamorfiche sono assai comuni nella crosta terrestre; esse costituiscono larga parte dei continenti e sono presenti al di sotto delle catene montuose. A seconda dell'importanza che assumono la temperatura e la pressione, si distinguono tre principali tipi di metamorfismo (di contatto, cataclastico e regionale). Il metamorfismo di contatto si realizza nelle immediate vicinanze di una massa magmatica e si identifica con l'effetto termico prodotto sulle rocce incassanti dal magma incandescente. Si tratta in definitiva di una "cottura"; spariscono i minerali più labili, se ne formano di nuovi e la roccia, nel suo insieme, assume una grana più grossolana. Il metamorfismo cataclastico o dinamico è legato solamente alla pressione e si localizza in corrispondenza di fratture (faglie), dove la roccia viene schiacciata e a volte ridotta in frantumi (MILONITI). Durante tutto il processo metamorfico cataclastico la composizione mineralogica della roccia originaria rimane inalterata. La gran parte delle rocce metamorfiche deriva da processi a scala regionale in cui sia la temperatura che la pressione giocano un ruolo preminente. Queste rocce sono prodotte dal metamorfismo regionale che, assieme ai batoliti granitici, è tipico nelle radici delle catene montuose profondamente erose e intensamente ripiegate.

7.2.1 - Come Si Studiano Le Rocce Metamorfiche: Struttura e Tessitura

Nel metamorfismo di contatto la principale e più caratteristica struttura delle rocce metamorfiche è la foliazione . Essa consiste in una suddivisione delle rocce in piani più o meno paralleli ed è il risultato di deformazioni meccaniche e stiramenti sotto enormi pressioni. La foliazione, che non va confusa con la stratificazione delle rocce sedimentarie, assume aspetti diversi (e quindi anche nomi diversi) a seconda della roccia coinvolta; in quelle fini la foliazione è detta fissilità o clivaggio, in quelle più granulari viene chiamata scistosità. Il metamorfismo di contatto non deforma, quindi non produce foliazione. Le rocce che ne derivano sono omogenee e cristalline e si chiamano hornfels. Il metamorfismo cataclastico origina brecce di frizione, miloniti (poltiglia litificata) e i caratteristici gneiss occhiadini, in cui gli "occhi" sono grandi cristalli formatisi durante il processo metamorfico, allo stato solido, e successivamente stirati e abrasi. Molti minerali si formano soltanto in ben determinate condizioni di temperatura e pressione; essi perciò possono essere usati sia come geotermometri sia come misuratori di pressione permettendo ai geologi di ricostruire le condizioni di temperatura e pressione in cui le rocce metamorfiche si formarono e di definire zone o fasce a vari gradi di metamorfismo, dal meno intenso al più spinto. Ognuna di queste zone è caratterizzata dalla presenza di specifici minerali, detti minerali indice. La progressione metamorfica, cioè i minerali e le rocce che si formano ai vari stadi del metamorfismo, è in parte determinata dalla composizione chimica e mineralogica della roccia di partenza. Nel caso si sottopongano a metamorfismo crescente delle rocce sedimentarie argillose, i minerali indice che caratterizzano i gradi metamorfici via via più elevati sono clorite, biotite, granato, staurolite, cianite e sillimanite (figura A). Se invece sottoponiamo a metamorfismo crescente un basalto si formano dapprima le zeoliti, poi epidoto, orneblenda, granato e pirosseno (figura B). Le rocce metamorfiche che via via si formano durante queste progressioni sono gli scisti verdi nel basso grado, le anfiboliti nel grado intermedio e le granuliti pirosseniche nell'alto grado. A pressione assai elevata e temperatura relativamente bassa si formano gli scisti blu. Infine, a pressione estremamente elevate ad alte temperature si formano le eclogiti che molti geologi ritengono tipiche del mantello terrestre. La tabella mostra i principali tipi di rocce metamorfiche in rapporto alle condizioni di temperatura e pressione e chimismo della roccia originaria che governano la loro genesi.