Roccia magmatica

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Le rocce magmatiche (dette anche eruttive o ignee, dal latino ignis cioè fuoco) si formano in seguito alla solidificazione di magmi, cioè di masse silicatiche fuse contenenti vari componenti (FeO, MgO, CaO, ecc.) e sostanze volatili (acqua, anidride carbonica, idrogeno, metano, ecc.). Costituiscono approssimativamente il 65% della parte superiore della crosta terrestre; ma, sulla superficie della Terra, la loro reale abbondanza viene mascherata dalla diffusa presenza di un sottile strato di rocce sedimentarie e metamorfiche.^[1]

Il raffreddamento dei magmi in risalita può avvenire all'interno della crosta terrestre, dando origine a rocce intrusive, oppure all'esterno di essa producendo manifestazioni vulcaniche con la formazione di rocce effusive. Le condizioni opportune per la formazione di un magma sono:

• Un aumento locale della temperatura
• L'avvento di fluidi in grado di idratare le rocce e abbassare il loro punto di fusione
• La diminuzione delle pressioni interne che consente la risalita di sostanze in superficie

Temperatura, pressione e componenti volatili regolano il raffreddamento di una massa magmatica

In linea generale le fasi che un magma deve attraversare prima di arrivare a completa solidificazione sono cinque, e cioè:

1. fase di magma surriscaldato: quando è sopra la temperatura di cristallizzazione;
2. fase ortomagmatica: (a circa 1200 °C) dal fuso iniziano processi di cristallizzazione per raffreddamento, cioè dal fuso si separano vari componenti secondo il loro punto di fusione, dalla cui successiva aggregazione si forma una roccia. È questa la fase in cui si formano le più comuni rocce ignee. Si assiste a un forte aumento della pressione di vapore;
3. fase pegmatitica: (a circa 750 °C) la pressione di vapore è massima e il residuo fuso penetra negli spazi vuoti;
4. fase pneumatolitica: (a circa 400-500 °C) il residuo fuso è vaporiforme. La cristallizzazione è minima e i gas, avendo pressioni elevatissime, tendono ad infiltrarsi nelle rocce;
5. fase idrotermale: la temperatura scende fino al valore inferiore a quello critico dell'acqua. In questo modo la massa gassosa, formata prevalentemente da acqua, passa allo stato liquido dando luogo a effetti corrosivi sulle rocce circostanti.

Le rocce magmatiche sono importanti sotto l'aspetto geologico perché:

1. la loro composizione chimica fornisce informazioni sulla composizione del mantello, l'involucro dal quale le rocce provengono, sulle condizioni di temperatura e pressione che ne hanno permesso la fuoriuscita e sulla composizione della roccia preesistente prima della fusione;
2. il calcolo della loro età, ottenuta per mezzo delle varie forme di datazione radiometrica, e il confronto dell'età degli strati adiacenti, permette di ricostruire una affidabile sequenza temporale degli eventi geologici;
3. di solito la loro struttura è caratteristica di uno specifico ambiente tettonico, permettendo così delle ricostruzioni compatibili con la Tettonica a zolle;
4. in alcuni casi particolari ospitano importanti depositi di minerali; per esempio, tungsteno, stagno e uranio che sono comunemente associati con i graniti, mentre cromo e platino sono comunemente associati con i gabbri.

Le rocce magmatiche costituiscono il 65% della crosta terrestre e, a seconda che il magma sia solidificato all'interno della crosta terrestre (ad esempio in filoni o dicchi) oppure all'esterno di essa, attraversando il condotto vulcanico per forte pressione dei gas (come durante le colate vulcaniche), si ha l'ulteriore suddivisione in:

• rocce intrusive (o Plutoniche), se la cristallizzazione è avvenuta in profondità, per cui il raffreddamento e la solidificazione avvengono molto lentamente e si possono formare cristalli di notevoli dimensioni che danno alla roccia una struttura granulare; i corpi intrusivi rocciosi consolidati, in funzione della loro forma e dimensione si distinguono in plutoni, batoliti, laccoliti e dicchi.
• rocce effusive (o vulcaniche), se la cristallizzazione è avvenuta anche in superficie per cui il raffreddamento è avvenuto rapidamente e a volte senza che vi sia il tempo affinché si formino i cristalli, infatti nella maggior parte dei casi presentano una struttura amorfa (non cristallina); in base alla loro disposizione sulla superficie terrestre e al loro aspetto si distinguono in lave se consolidate in ambiente subaereo a seguito di effusione del magma, bombe vulcaniche eiettate nell'aria, ignimbriti (formate dal consolidamento di nubi ardenti, sospensioni pesanti di ceneri, brandelli lavici etc., in gas ad elevata temperatura)
• rocce ipoabissali (o filoniane) se il magma consolida a modesta profondità nella crosta, penetrando all'interno di fratture dove, raffreddando, cristallizza

La modalità di raffreddamento del magma determina la struttura delle rocce ignee.

• Nelle rocce intrusive, a causa dei materiali sovrastanti che impediscono una veloce dispersione del calore e grazie alla presenza di pressioni verso l'interno, il magma arriva a cristallizzazione molto lentamente; ecco pertanto spiegata la caratteristica struttura granulare od olocristallina di queste rocce in cui tutti i minerali sono arrivati a cristallizzazione in modo visibile. Tale struttura si scinde in granitoide-granulare (se i cristalli sono tutti di dimensione simile) e porfiroide (se i cristalli non sono tutti di dimensione simile, ma coesistono elementi più grandi, detti fenocristalli, con altri più piccoli).
• Nelle rocce effusive il magma risale fino in superficie, la temperatura e la pressione scendono fino a valori ordinari; in tali condizioni non tutto il magma cristallizza e forma cristalli di dimensioni grandi, i già citati fenocristalli. La struttura di questo tipo di rocce ignee è detta porfirica, in quanto vi sono cristalli di dimensioni apprezzabili immersi in una matrice afanitica (ossia priva di cristalli visibili a occhio nudo).

Si ha una struttura massiccia quando si è in presenza di una massa microcristallina o vetrosa. Una massa vetrosa è una massa in cui non si è avuta cristallizzazione.

Da un punto di vista chimico, i minerali che compongono le rocce magmatiche appartengono essenzialmente a silicati riunibili in due gruppi di minerali:

• minerali sialici: vi prevalgono Si, Al, sono più ricchi di SiO₂ (silice), e sono per lo più di colore chiaro.
• minerali femici: vi prevalgono Fe e Mg, sono per lo più di colore scuro (bruno, verde o nero).

Se le caratteristiche cromatiche permettono pertanto una prima indicazione sulle caratteristiche chimiche, la quantità di silice (determinabile con l'analisi chimica) permette di distinguere le rocce magmatiche in:

• Rocce acide: rocce con un contenuto di silice superiore o uguale al 65%
• Rocce intermedie o neutre: rocce con un contenuto di silice tra 52% e 65%
• Rocce basiche: rocce con un contenuto di silice tra 45% e 52%
• Rocce ultrabasiche: rocce con un contenuto di silice inferiore al 45%

Si faccia attenzione che, in questa classificazione, l'acidità e la basicità sono legate al contenuto in silice ( SiO₂ ), non a quello degli ioni idrogeno ( H⁺ ) o idrossido ( OH^- ) come normalmente si usa in chimica, (vedi Reazione acido-base). Questa terminologia tradizionale (acido-basico) viene progressivamente sostituita dalla più moderna felsico/mafico.

Collegando le suddette classificazioni, le rocce acide sono più ricche di SiO₂ e quindi sono di colore più chiaro delle basiche e ultrabasiche, di colore sempre più scuro.

La temperatura di fusione dei vari silicati è esattamente uguale a quella di cristallizzazione, per definizione (vedi serie di Bowen). Pertanto, a mano a mano che il fuso si raffredda, si separano minerali diversi. Se il magma cristallizza tutto in profondità, e quindi si raffredda lentamente,

• quelli che cristallizzano per primi hanno la forma tipica della specie mineralogica a cui appartengono (habitus idiomorfo)
• quelli che cristallizzano per ultimi (ad es., mica e ortoclasio) assumono una forma irregolare, adattandosi agli spazi rimasti disponibili tra i primi cristalli (habitus allotriomorfo)

Se tuttavia ciò non accade, ad es. nel caso in cui il magma viene eruttato come lava ("rocce effusive"), il brusco raffreddamento successivo impedisce che i cristalli si sviluppino nel modo previsto. Talora appaiono grossi elementi cristallini, detti fenocristalli (corrispondenti ai cristalli formatisi quando la lava è ancora in profondità) immersi in una matrice vetrosa con cristalli minuscoli orientati nella direzione di scorrimento della lava; altre volte, qualora il raffreddamento della lava sia più veloce, non si formano neanche i fenocristalli: è il caso della formazione dell'ossidiana.

• 
  Granito
• 
  Sienite
• 
  Diorite
• 
  Gabbro

• 
  Porfido
• 
  Trachite
• 
  Andesite
• 
  Basalto

• R. W. Le Maitre (editor) (2002), Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms, Recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission of the Systematics of Igneous Rocks, Cambridge, Cambridge University Press. ISBN 0-521-66215-X

• Diagramma QAPF
• Petrografia
• Rocce

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su roccia magmatica

• (EN) Albert M. Kudo e Richard H. Jahns, igneous rock, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN, FR) Roccia magmatica, su Enciclopedia canadese.
• Schema per la classificazione di rocce magmatiche, su geol.lsu.edu. URL consultato il 28 dicembre 2007 (archiviato dall'url originale il 10 maggio 2008).
• (EN) Classificazione IUGS, su geology.csupomona.edu. URL consultato il 30 dicembre 2007 (archiviato dall'url originale il 30 settembre 2011).
• Rocce magmatiche, su icvbc.cnr.it.}

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