LINEAZIONI DI MINERALI

Questo tipo di lineazione è definito dalla netta orientazione preferenziale della massima dimensione di granuli eterometrici o aggregati allungati di minerali, disposti a formare un insieme di linee materiali più o meno regolari e continue, ma sempre tra loro parallele e giacenti sui piani della coeva foliazione o scistosità.

In Fig. 111 è illustrata una ben sviluppata lineazione d'allungamento mineralogico (stretching lineation) nei Calcari selciferi metamorfici (grado degli scisti verdi) dell’Unità delle Apuane. Si tenga conto che la superficie coincidente con il piano della fotografia è la foliazione S1: la lineazione mineralogica giace su di essa ed è data da ricristallizzazioni, fortemente orientate secondo linee molto evidenti, dei discontinui livelli quarzitici grigi scuri spalmati sul sottostante spessore marmoreo grigio chiaro, arricchiti da minori quantità di muscovite, clorite, poca dolomite e piccoli cristalli di pirite.

Questa struttura lineare è estremamente diffusa in ogni tipo di roccia metamorfica, anche quelle dal comportamento più resistente alla deformazione (come dolomie, basalti, ecc.) se metamorfosate in contemporanea ad un regime deformativo di taglio abbastanza elevato. Semplificando al massimo, il suo sviluppo è determinato da due fatti concomitanti:

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- il clima metamorfico impone che i minerali del protolite debbano adattarsi alle nuove condizioni termo-bariche ricristallizzando e ingrandendosi, oppure reagendo tra di loro per dare nuovi minerali prima inesistenti;

- ma questo metamorfismo si realizza mentre è attivo una campo di forze, che deforma la roccia attraverso meccanismi che quasi sempre prevedono un contributo sostanzioso di deformazione per taglio;

- il risultato finale è che la roccia e tutto quanto essa contiene (fossili, clasti, ecc., cioè oggetti del protolite, ma anche tutto ciò che di nuovo viene prodotto) cambi forma e quasi sempre anche volume, un cambiamento che viene ben sintetizzato da un ellissoide a tre assi;

- l’asse massimo di questo ellissoide è la linea lungo la quale la roccia ha trovato la minima resistenza possibile nel campo di forze che la stava deformando (asse principale X), quindi è di solito la linea di massima deformazione;

- ortogonalmente ad esso troviamo gli assi Z e Y, rispettivamente il più piccolo e l’intermedio dell’ellissoide, anch’essi ortogonali tra loro, parallelamente ai quali la roccia è stata sottoposta a deformazione rispettivamente minima e intermedia;

- a questo punto è evidente che i minerali blastici, che sono stati “costretti” a nascere per

metamorfismo, sono cresciuti secondo la direzione lungo la quale hanno trovato la minor resistenza possibile, così divenendo un sicuro marker dell’asse X nell’analisi della deformazione subita dalla roccia.

La lineazione d'allungamento mineralogico è (quasi) sempre associata ad una foliazione che, come abbiamo visto, a sua volta può essere connessa a strutture di deformazione localizzata (le zone di taglio), oppure a pieghe di vario tipo.

In quest’ultimo caso, esaminando i rapporti angolari tra questa lineazione e gli assi delle pieghe coeve (anch’essi giacenti sulle medesime superfici di foliazione), si riscontra che tali angoli hanno variabilità massima, da 0° a 90°:

- da ciò si deduce che in uno stesso luogo non esiste una relazione fissa fra la stretching lineation e gli assi delle pieghe;

- questo fenomeno è essenzialmente dovuto alla geometria a guaina assunta comunemente dalle pieghe (sheath folds) che si sviluppano per deformazione di taglio sin-metamorfica;

- com'è già stato accennato, in queste pieghe (non cilindriche e non piane) le linee di cerniera sono fortemente disperse sui propri piani assiali, tanto che gli assi possono passare da ortogonali a paralleli alla lineazione mineralogica anche nello spazio di pochi decimetri.

E’ evidente che in un contesto di rocce metamorfiche deformate per pieghe bisogna prestare la massima attenzione a queste circostanze:

- la lineazione mineralogica indica sempre la giacitura dell'asse X dell'ellissoide dello strain finito, ovviamente solo quello relativo all’evento tettonico che ha generato quella lineazione;

- la possibile, alta variabilità giaciturale delle cerniere delle pieghe coeve impone di controllare l'angolo tra lineazione e assi delle pieghe, prima di attribuire valenza regionale alle misure di questi ultimi; - tra le varie misure degli assi, raccolte in vari punti, solo quelle all’incirca ortogonali rispetto alla

lineazione danno la giacitura vera delle direzioni assiali regionali e possono essere usate per analizzare la vergenza della fase tettonica in esame.

Invece, in zone di taglio è assai frequente rilevare l’associazione della lineazione d’allungamento mineralogico con una foliazione milonitica senza sviluppo di pieghe, di solito assai pervasiva e tipica delle cosiddette tettoniti S-L:

- si tratta di rocce fortemente deformate per taglio a partire da qualunque protolite e in regime metamorfico di grado variabile (Fig. 112A: milonite lungo una zona di taglio attraverso leucograniti ercinici nella South Armorican Shear Zone, Bretagna);

- in modo caratteristico, esse possono svilupparsi sia all’interno di una sola formazione rocciosa, sfruttandone gli orizzonti meno resistenti, sia attraverso più formazioni tagliandone i reciproci contatti secondo geometrie tipo flat-ramp-flat;

- in sezione sottile mostrano microfabric milonitico con ricristallizzazione a grana fine (comminution) (Fig. 112B) di livelli alternati di quarzo chiaro e feldspato scuro, paralleli alla foliazione milonitica (S) e cosparsi di porfiroclasti di granato;

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- questa microstruttura si traduce in una vistosa stretching lineation (L) di minerali sulla scistosità (S) milonitica, circostanza che viene descritta con l’espressione tettoniti S-L;

- ma quest’ultima può anche essere assente, nel qual caso abbiamo delle semplici tettoniti L.

Un tipo particolare di lineazione mineralogica è dato dalle pressure shadow, letteralmente “code di ombra di pressione” (Fig. 113).

Si tratta di strutture minori (quasi) esclusive di rocce metamorfiche, anche di basso e bassissimo grado ma comunque con accentuato sviluppo di foliazione, e sono costituite da ricristallizzazioni fibrose su due lati opposti di un oggetto rigido (clasto, fossile, grosso cristallo, aggregato policristallino di pirite ecc.) che oppone alla deformazione una resistenza ben maggiore della “matrice” nella quale è contenuto:

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- questa sua resistenza fa in modo che la foliazione, ovunque più o meno ben formata, sia costretta a “girargli intorno” senza attraversarlo; - in questo modo si individuano due

piccoli volumi di matrice, di dimensioni da sub-millimetriche a centimetriche, ai due lati opposti dell’oggetto e disposti in senso parallelo alla foliazione, nei quali la deformazione di taglio e raccorciamento è trascurabile; - di conseguenza questi volumi si

trovano in “ombra di pressione”, cioè “ al riparo” della deformazione che determina la foliazione;

- sono questi i luoghi dove si sviluppano le “code”, strutture cristalline fibrose a

calcite, quarzo, ecc. le cui fibre nascono e si accrescono parallelamente ai piani della foliazione generale.

Le pressure shadow sono fra le strutture minori più adatte ad indagare la deformazione progressiva, ma nei casi reali è assai frequente che esse abbiano geometrie 3-D ad andamento elicoidale denunciando una storia deformativa più complessa di quanto possa apparire ad un primo esame della roccia.