Capitolo 3
Petrografia e chimismo delle fasi minerali
Premessa
Le rocce ignee studiate in questa tesi sono tutte appartenenti a dicchi lamprofirici, eccetto due campioni di lava. Presentano tutte un elevato grado di trasformazione che comporta un’obliterazione quasi totale della loro paragenesi primaria. Questa caratteristica è comunemente ricorrente nelle rocce lamprofiriche e in letteratura è associata a processi sia di natura primaria che secondaria. I magmi che formano tali rocce portano con se una gran quantità di volatili e in qualche modo processi di “autometasomatismo”, sensu Rock (1991), possono contribuire a produrre delle trasformazioni così importanti. Per “autometasomatismo” Rock intende la trasformazione che avviene negli ultimi stadi di cristallizzazione, oppure subsolidus, delle fasi minerali primarie a causa dell’alto contenuto in volatili del magma, asserendo che minerali normalmente considerati secondari (e.g. carbonati, clorite, epidoti, serpentino e zeoliti) non sempre lo sono in queste rocce e perfino si riconosce che l’abbondanza di queste fasi è pari a quella delle fasi magmatiche, spesso anche se il campione risulta “fresco”. Viene da se che se la roccia nel tempo subisce ulteriormente dei processi di natura secondaria (e.g. alterazione idrotermale), il quadro generale si complica ancora di più perché la chimica e la paragenesi mineralogica diventa ancor meno rappresentativa della composizione primaria del magma. Di seguito sono trattate e discusse le caratteristiche petrografiche e chimiche peculiari dei campioni di dicchi lamprofirici più rappresentativi delle varie località, del campione di lava FR 1 di Fosso Ripiglio e R 1 di Rapolano Terme, quest’ultimi due descritti a parte per la loro diversa natura e giacitura. Inoltre la descrizione
evidenziata in modo schematico attraverso una tabella posta in appendice.
Visto la tipicità di queste rocce è stato necessario al fine di identificare molte delle fasi minerali presenti, oltre all’utilizzo del microscopio da petrografia, l’ausilio delle analisi chimiche determinate tramite il microscopio elettronico a scansione (SEM‐EDS). Attraverso lo studio tramite il SEM‐EDS di sette sezioni sottili opportunamente scelte, è stato possibile determinare la composizione chimica e identificare 38 cloriti, 24 miche, 10 feldspati, 5 feldspatoidi, 14 pirosseni, 11 spinelli, 12 ilmeniti, 3 apatiti e 5 carbonati; tutte le analisi di queste fasi sono raccolte in appendice. Le sezioni sottili scelte per queste analisi sono le più rappresentative delle varie località studiate e sono la sezione FR 1 per la lava di Fosso Ripiglio, M 4 e M 5b per i lamprofiri di Murci, TS 4 per quelli del Torrente Senna, CT 4b e CT 5I per quelli di Castiglioncello del Trinoro e il campione di lava R 1 cont. per Rapolano Terme.
3.1 Petrografia
3.1.1 I dicchi lamprofirici
Le rocce lamprofiriche appartengono a dicchi e a sill e sono state raccolte a Fosso Ripiglio, a Murci, nell’area del Torrente Senna e a Castiglioncello del Trinoro. Mostrano una discreta variazione della grana che da fine, circa 0.3 mm (Fig. 3.3) nella porzione a grana minore presso il contatto tra il filone e l’incassante, diventa medio‐grossa in corrispondenza del nucleo (Fig. 3.2). Manifestano una certa omogeneità dal punto di vista tessiturale e della paragenesi e presentano un forte grado di trasformazione.
( F i g . 3 . 1 ; T e s s i t u r a p o r f i r i c a . D i c c o l a m p r o f i r i c o d i C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o . C a m p i o n e C T 4 a . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
Tale trasformazione è così avanzata da obliterare quasi completamente la paragenesi primaria a tal punto che le fasi primarie inalterate rimangono rappresentate soltanto da biotite/flogopite e, come accessori, da apatite e dallo spinello. In tal modo viene meno ogni tentativo di
classificazione petrografica all’interno del clan, sensu Rock (1991), delle rocce lamprofiriche. Possiedono tre tipologie di tessiture che corrispondono ognuna ad una posizione ben precisa nel dicco: zona di contatto, zona intermedia e nucleo.
Nei pressi della zona di contatto la roccia mostra delle tessiture afiriche e subafiriche (Fig. 3.3) con pasta di fondo microcristallina, più internamente verso il nucleo del dicco la roccia presenta una tessitura porfirica (Fig. 3.1) con pasta di fondo microcristallina e al nucleo la tessitura diventa isotropa cristallina (Fig. 3.2).
( F i g . 3 . 2 ; T e s s i t u r a i s o t r o p a c r i s t a l l i n a . D i c c o l a m p r o f i r i c o d e l T o r r e n t e S e n n a . F o t o n i c o l p a r a l l e l i d e l c a m p i o n e T S 4 . )
Nelle rocce porfiriche l’indice di porfiricità varia da un valore basso di circa l’1% fino ad un massimo del 20% nel campione M 5b di Murci. I campioni CT 5I, M 1, M 4 e TS 2a, presentano un certo grado di vescicolazione e tali vacuoli risultano di forma sferica, riempiti da calcite spatica ma pure da silice, carbonato e da microliti di albite neogenica disposti a raggiera dal bordo verso l’interno in sostituzione
( F i g . 3 . 3 ; V a c u o l i r i e m p i t i d a c a l c i t e s p a t i c a e t e s s i t u r a a f i r i c a d e l l a r o c c i a . C a m p i o n e C T 5 I d i C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . ) In generale gli pseudomorfi sono risultati essere di clorite e subordinatamente di calcite ma talvolta al posto della calcite e/o della clorite, si è trovato anche un aggregato carbonatico microcristallino e della silice.
( F i g . 3 . 4 ; M i c r o l i t i d i a l b i t e n e o g e n i c a d i s p o s t i a r a g g i e r a . C a m p i o n e M 4 d i M u r c i . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
Queste fasi si presentano fra loro in proporzioni variabili. La clorite e subordinatamente la calcite sostituiscono almeno tre tipologie di precedenti fenocristalli, dei quali si riconosce attualmente la forma ben conservata e le tessiture relitte.
La prima tipologia di fenocristalli sostituiti da queste fasi presenta un abito prismatico tozzo che si ritrova in dimensioni che variano da submillemetriche fino al centimetro. Si presentano fratturati e spesso costituiscono nella roccia i fenocristalli di dimensione maggiore. Quando hanno infatti dimensioni maggiori (Fig. 3.5), si mostrano in una forma anedrale‐subedrale e in alcuni casi sembrano conservare i segni di microstrutture primarie sia di tipo dendritico, legate a fenomeni di crescita rapida, sia di instabilità chimica. Nella fattispecie tali microstrutture sono tipiche dell’olivina. ( F i g . 3 . 5 ; F o t o i n a l t o a s x : P s e u d o m o r f o d i c a l c i t e e c l o r i t e s u o l i v i n a . T e s s i t u r a r e l i t t a : f r a t t u r e r i e m p i t e . C a m p i o n e C T 3 d i C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o . N i c o l p a r a l l e l i . F o t o i n a l t o a d x : P s e u d o m o r f o d i c l o r i t e s u o l i v i n a . C a m p i o n e T S 4 d e l T o r r e n t e S e n n a . N i c o l p a r a l l e l i . F o t o i n b a s s o a d x : P s e u d o m o r f o d e l l a f o t o s o p r a a n i c o l i n c r o c i a t i . )
Gli stessi cristalli quando possiedono una dimensione minore (Fig. 3.6), sotto ai 5 mm, esibiscono generalmente una forma euedrale‐subedrale dalla quale spesso si può riconoscere, nelle sezioni esagone, che la fase primaria sostituita era olivina. ( F i g . 3 . 6 ; F o t o i n a l t o a s x : P s e u d o m o r f o d i c l o r i t e s u o l i v i n a . S e z i o n e e u e d r a l e e s a g o n a . C a m p i o n e C T 4 b d i C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o . N i c o l p a r a l l e l i . F o t o i n a l t o a d x : P s e u d o m o r f o d i c l o r i t e s u o l i v i n a . C a m p i o n e C T 4 b d i C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o . N i c o l i n c r o c i a t i . F o t o i n b a s s o a d x : P s e u d o m o r f i d i c l o r i t e s u o l i v i n a d e l c a m p i o n e T S 4 , T o r r e n t e S e n n a . S e z i o n i e s a g o n e . N i c o l p a r a l l e l i )
La seconda tipologia di fenoscristalli è rappresentata da pseudomorfi prettamente di clorite. Questi cristalli si rinvengono in modo sistematico ed hanno dimensioni che variano da circa 0.2‐0.3 mm fino ad un massimo di 1‐2 mm circa (Fig. 3.7), sono perfettamente euedrali e conservano una forma prismatica allungata, che contiene delle inclusioni di ossidi talvolta distribuite in modo omogeneo, talvolta isorientate e talvolta sui bordi.
( F i g . 3 . 7 ; P s e u d o m o r f i d i c l o r i t e s u p r o b a b i l i p i r o s s e n i . S e z i o n i e u e d r a l i p r i s m a t i c h e a l l u n g a t e . C a m p i o n e T S 4 d e l T o r r e n t e S e n n a . F o t o a s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o a d x : n i c o l
i n c r o c i a t i . )
Verosimilmente la fase originaria era un femico, ma risulta difficile capire se poteva essere un pirosseno oppure un anfibolo. Probabilmente la forma conservata sembra essere più compatibile con quella di un clinopirosseno.
Un terzo tipo di pseudomorfosi si manifesta su fenocristalli primari grandi e di forma anedrale all’interno di alcuni campioni di Murci.
( F i g . 3 . 8 ; P s e u d o m o r f i d i c l o r i t e s u p r o b a b i l e a n f i b o l o . S e z i o n i a n e d r a l i . T e s s i t u r a r e l i t t a : c o r o n a d i r e a z i o n e . C a m p i o n e M 5 b d i M u r c i . F o t o a s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o a d x : n i c o l
Possiedono dimensioni centimetriche, hanno la peculiarità di essere leggermente pleocroici, da un giallo chiaro ad un giallo intenso, e presentano, come microstrutture primarie relitte, delle corone di reazione e delle tracce di sfaldatura (Fig. 3.8).
Le corone indicano una certa instabilità chimica col fuso primario e al SEM risultano costituite da calcite e silice microcristallina. Le tracce di sfaldatura sono riempite da una fase opaca al microscopio ottico e uno di questi cristalli sembra conservare delle sfaldature che si incrociano a
120° come nelle sezioni basali dell’anfibolo (Fig. 3.9).
( F i g . 3 . 9 ; P s e u d o m o r f o d i c l o r i t e s u p r o b a b i l e a n f i b o l o . S e z i o n i a n e d r a l e c o n c o r o n a d i r e a z i o n e r e l i t t a e s f a l d a t u r e a c i r c a 1 2 0 ° . C a m p i o n e M 5 b d i M u r c i . F o t o : n i c o l p a r a l l e l i . )
Nelle tessiture afiriche e porfiriche la matrice è ricca di una fase che risulta quasi sempre la più abbondante e la più fresca. Si tratta di microliti di biotite e/o flogopite (Fig. 3.10; Fig. 3.11), di dimensione submillimetrica che possono però raggiungere le dimensioni di microfenocristalli, fino a circa 5 mm, nelle tessiture isotrope cristalline.
( F i g . 3 . 1 0 ; B i o t i t i d e l c a m p i o n e T S 4 T o r r e n t e S e n n a . S e z i o n e e s a g o n a l e . N i c o l p a r a l l e l i . )
Tali miche brune presentano un forte pleocroismo da marrone scuro a giallo chiaro e nei campioni più alterati sono sostituite, dai bordi verso l’interno, da idrossidi.
( F i g . 3 . 1 1 ; B i o t i t e c o n f a s e d e l l a s i l i c e t r a l e s f a l d a t u r e ( 0 0 1 ) . C a m p i o n e T S 4 a n i c o l p a r a l l e l i . )
In alcuni campioni del Torrente Senna e di Castiglioncello del Trinoro la biotite mostra una caratteristica tessitura definita dalla presenza di una fase della silice (Fig. 3.11), probabilmente quarzo, che si insinua tra i piani del sistema di sfaldatura basale (001).
Nella matrice sono presenti anche associazioni di pseudomorfi di K‐ feldspato e albite interstiziale oppure, come per i campioni provenienti dal Torrente Senna, associazioni di K‐feldspato e analcime.
Gli pseudomorfi di K‐feldspato non sono sempre presenti in tutti i campioni. Generalmente si manifestano in forma aciculare, mostrando tessiture variolitiche (Fig. 3.12).
( F i g 3 . 1 2 ; M i c r o l i t i d i K ‐ f e l d s p a t o i m m e r s i i n u n a m a t r i c e c o s t i t u i t a d a a n a l c i m e . C a m p i o n e T S 4 . F o t o n i c o l i n c r o c i a t i . )
Tale paragenesi è probabilmente da attribuirsi alla sostituzione di microliti di feldspati e/o feldspatoidi primari. Inoltre quantità abbondanti di carbonato, silice e clorite, rappresentano altre fasi presenti nella matrice e sono fra di loro in proporzioni estremamente variabili.
( F i g . 3 . 1 3 ; C r i s t a l l o d i a p a t i t e a c i c u l a r e p a r z i a l m e n t e i n c l u s o n e l l a b i o t i t e . F o t o n i c o l p a r a l l e l i . C a m p i o n e T S 4 d e l T o r r e n t e S e n n a . ) ( F i g . 3 . 1 4 ; C r i s t a l l i t o z z i d i a p a t i t e . F o t o n i c o l p a r a l l e l i . C a m p i o n e C T 4 b d i C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o . )
Nei campioni lamprofirici si trovano quantità abbondanti d’apatite in cristalli aciculari molto allungati e talvolta anche con abito tozzo (Fig. 3.14). L’apatite è sempre fresca e presente e in alcuni casi è parzialmente inclusa all’interno della biotite/flogopite. Gli spinelli si
trovano come inclusioni all’interno di molti pseudomorfi a
testimonianza della natura femica primaria di quest’ultimi. L’ilmenite si mostra sia in forme anedrali sia euedrali così come la pirite che si manifesta nella sua forma euedrale in abito cubico. Anche l’egirina (Fig. 3.15) è presente in quasi tutti i campioni in una percentuale in volume molto bassa. Questa fase sembra essere di natura secondaria e sembra sostituire parzialmente le porzioni periferiche di alcuni pseudomorfi e di alcuni microliti.
Tali rocce sono frequentemente attraversate da più sistemi di venette secondarie riempite di calcite, silice, albite e clorite.
( F i g . 3 . 1 5 ; C r i s t a l l i d i e g i r i n a i n p a s t a d i f o n d o d i a n a l c i m e . C a m p i o n e T S 4 d e l T o r r e n t e S e n n a . F o t o a s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o a d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
3.1.2 Il campione FR 1 di Fosso Ripiglio
Il campione FR 1 di Fosso Ripiglio si diversifica dagli altri perché presenta una tessitura tipica di una lava. La roccia possiede una grana fine e nella fattispecie appartiene alla facies “bollosa” descritta da Marinelli in Dessau (1972).
( F i g . 3 . 1 6 ; V e s c i c o l e r i e m p i t e a l n u c l e o d a c a l c i t e e a i b o r d i d a a l b i t e . C a m p i o n e F R 1 d i F o s s o R i p i g l i o . F o t o a s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o a d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
Infatti, macroscopicamente manifesta una evidente vescicolazione ed è possibile notare una certa isorientazione di questi vacuoli, i quali mostrano tendenzialmente una forma ellittica schiacciata (Fig. 3.16). La sua tessitura è afirica e la pasta di fondo microcristallina (Fig. 3.17) lascia intravedere una originaria tessitura intersertale dove il vetro primario è stato sostituito da albite neogenica e la porzione microcristallina è rappresentata da microliti di pirosseno.
( F i g . 3 . 1 7 ; T e s s i t u r a i n t e r s e r t a l e r e l i t t a . P i r o s s e n i i m m e r s i i n u n f o n d o d i v e t r o a l b i t i z z a t o . C a m p i o n e F R 1 d i F o s s o R i p i g l i o . F o t o a s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o a d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
La presenza di albite anedrale in sostituzione del vetro interstiziale preesistente, insieme alle tipiche forme di accrescimento rapido, testimoniate da tessiture scheletriche nei pirosseni e negli ossidi, associabili a processi di quenching, attesta la natura effusiva e forse sottomarina della roccia (Fig. 3.18).
La paragenesi primaria quindi è costituita prevalentemente da un clinopirosseno titanifero inalterato che si presenta in microliti perfettamente euedrali e prismatici allungati.
( F i g . 3 . 1 8 ; T e s s i t u r a i n t e r s e r t a l e c o n o s s i d i s c h e l e t r i c i . A l c u n i a f o r m a d i c r o c e . V e t r o t r a s f o r m a t o i n a l b i t e . I t r e n d s l i n e a r i s o n o p r o b a b i l m e n t e n u c l e i d i p i r o s s e n i . F o t o B S E d e l
c a m p i o n e F R 1 d i F o s s o R i p i g l i o . )
A nicol paralleli è di colore marrone chiaro – violaceo e a nicol incrociati mostra dei colori d’interferenza che variano da un’arancione fino ad un blu del secondo ordine. Spesso si presenta in tessiture variolitiche (Fig. 3.19).
( F i g . 3 . 1 9 ; T e s s i t u r a v a r i o l i t i c a s f e r o i d a l e d i p i r o s s e n i . C a m p i o n e F R 1 d i F o s s o R i p i g l i o . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
La roccia manca della mica bruna e degli pseudomorfi dei dicchi lamprofirici. La pasta di fondo oltre che dalla fase albite è costituita in quantità minore da calcite e silice. I vacuoli sono riempiti sistematicamente di calcite spatica al nucleo e da microfenocristalli di
albite anedrale al bordo. Talvolta nei vacuoli si trovano aggregati cloritici. Così come per i dicchi lamprofirici, è presente l’egirina che sembra sostituire parzialmente frazioni di clinopirosseno, specialmente nelle porzioni più sodiche della roccia corrispondenti alle zone ricche di piccole vene riempite di albite (Fig. 3.20).
( F i g . 3 . 1 9 ; E g i r i n a n e l l a p o r z i o n e d e l l a v e n a d i a l b i t e . C a m p i o n e F R 1 d i F o s s o R i p i g l i o . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
Sono presenti anche ossidi opachi, come la magnetite, e sembra mancare l’apatite.
3.1.3 Il campione R 1 di Rapolano Terme
I campioni di questa località si diversificano per la loro natura, giacitura e paragenesi. Sono costituiti da blocchi magmatici bordati da porzioni di micrite. La frazione sedimentaria associata è composta da una matrice di colore bianco‐rosa che costituisce, insieme ai blocchi vulcanici e subvulcanici studiati, il livello caotico che testimonia la peculiare giacitura di questi prodotti ignei. Al contatto con la parte
magmatica sistematicamente si rinviene un bordo millimetrico continuo di calcite spatica e idrossidi. La porzione magmatica possiede una tessitura che è chiaramente quella di una lava, caratterizzata da fenocristalli, ora trasformati in pseudomorfi, e da microliti di feldspati, ora di albite neogenica, i quali costituiscono la pasta di fondo in una tessitura originaria verosimilmente intersertale (Fig. 3.20). ( F i g . 3 . 2 0 ; T e s s i t u r a p o r f i r i c a c o n m a t r i c e m i c r o c r i s t a l l i n a c o s t i t u i t a d a f e l d s p a t i a l b i t i z z a t i e a d e s t r a d e l l a f o t o z o n a d i c o n t a t t o c o n l a m i c r i t e . T e s s i t u r e d e n d r i t i c h e r e l i t t e d ’ o l i v i n a . C a m p i o n e R 1 d i R a p o l a n o T e r m e . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . ) La tessitura è porfirica e nelle tre sezioni studiate la porfiricità varia da un minimo del 5% circa ad un massimo del 20% circa. Gli pseudomorfi, di dimensioni subcentimetriche, sono di clorite e calcite su probabile olivina e forse su altri femici non identificabili. I fenocristalli hanno dimensioni che variano da quelle submillimetriche a qualche millimetro e conservano alcune tessiture dendritiche (Fig. 3.20). Gli pseudomorfi su olivina sono riconoscibili grazie alle sezioni esagone, perfettamente euedrali, del cristallo originario (Fig. 3.21).
( F i g . 3 . 2 1 ; P s e u d o m o r f o s u o l i v i n a . S e z i o n e e s a g o n a p e r f e t t a m e n t e e u e d r a l e . C a m p i o n e R 1 d i R a p o l a n o T e r m e . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
Caratterista peculiare di tutti gli pseudomorfi è quella di essere avvolti da una vera e propria superficie esterna continua, di pochi μm di spessore, formata da ossidi opachi (Fig. 3.22).
La roccia manca della mica bruna. All’interno di molti pseudomorfi sono presenti, come inclusioni, spinelli a conferma della natura femica dei cristalli originari sostituiti.
Gli stessi spinelli si rinvengono subordinatamente in dimensioni maggiori anche come microfenocristalli perfettamente euedrali e inalterati. Questa fase rappresenta l’unica fase primaria della roccia conservata (Fig. 3.23).
( F i g . 3 . 2 3 ; M i c r o f e n o c r i s t a l l o d i s p i n e l l o . S e z i o n e r o m b i c a e u e d r a l e . C a m p i o n e R 1 d i R a p o l a n o T e r m e . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
La pasta di fondo è per lo più microcristallina ed è costituita
prevalentemente da pseudomorfi di albite, in sostituzione
probabilmente di microliti originari di feldspati, e anche da microliti di ossidi opachi in sostituzione forse di una fase primaria (Fig. 3.24).
Gli ossidi opachi si manifestano come microliti in sostituzione forse di un altro minerale oppure come fase primaria. Sembra mancare l’apatite. La roccia mostra un elevato grado di vescicolazione e tali vacuoli di forma ameboide e sferica sono riempiti da calcite (Fig. 3.25). ( F i g . 3 . 2 5 ; V e s c i c o l e r i e m p i t e d a c a l c i t e . C a m p i o n e R 1 d i R a p o l a n o T e r m e . F o t o s x : n i c o l p a r a l l e l i . F o t o d x : n i c o l i n c r o c i a t i . )
3.2 Chimica delle fasi minerali
3.2.1 Cloriti
In tutti i dicchi lamprofirici e nelle rocce di Rapolano Terme sono presenti pseudomorfi di clorite, eccetto sembra per la lava di Fosso Ripiglio. La clorite si trova in forma microcristallina sia negli pseudomorfi sia come costituente minore della matrice e talvolta in alcune porzioni di vene secondarie (Fig. 3.26).
La formula è stata calcolata con 56 cariche negative (20O‐ ‐, 16OH‐) e la
classificazione di tali fasi è stata effettuata tramite il diagramma classificativo per le cloriti di Hey (1954) (Fig. 3.27).
( F i g . 3 . 2 6 ; F o t o B S E d i a l c u n i p s e u d o m o r f i d i c l o r i t e e c a l c i t e s u o l i v i n a ( s e z . e s a g o n e ) . F o t o i n a l t o s x : R e l i t t i d ’ a l t e r a z i o n e p r i m a r i a , c a m p i o n e M 4 , a n a l i s i n ° 3 2 . F o t o i n a l t o d x : R e l i t t i d i t e s s i t u r a d e n d r i t i c a , c a m p i o n e M 4 , a n a l i s i n ° 4 1 e 4 2 . F o t o i n b a s s o s x : P s e u d o m o r f o d i c l o r i t e e c a l c i t e s u o l i v i n a , c a m p i o n e T S 4 , a n a l i s i n ° 2 0 . )
Esistono almeno tre tipologie di clorite. La più frequente è la diabantite perchè si trova nei campioni sia di Murci e sia in quelli del Torrente Senna mentre una seconda clorite è del tipo penninite e si rinviene solamente a Castiglioncello del Trinoro.
Le diabantite e la penninite sono cloriti indistinguibili dal punto di vista ottico. Analisi su alcuni pseudomorfi di Murci indicano la presenza anche di una terza tipologia di clorite, distinguibile dalle altre per il suo pleocroismo leggero giallo chiaro – giallo oro. Questa è del tipo picnoclorite ed è associabile soltanto alla tipologia di pseudomorfi anedrali pleocroici (§3.1.1).
( F i g . 3 . 2 7 ; D i a g r a m m a c l a s s i f i c a t i v o c l o r i t i ; H e y , 1 9 5 4 ) Di seguito sono riportate le formule delle analisi più rappresentative. C a m p i o n e T S 4 T S 4 T S ‐ 4 M 4 M 4 M ‐ 4 L o c a l i t à T . S e n n a T . S e n n a T . S e n n a M u r c i M u r c i M u r c i S i g l a 1 3 2 0 4 5 * 3 2 4 2 4 5 S i 7 . 1 6 7 . 1 0 6 . 4 4 6 . 4 3 6 . 4 4 6 . 3 8 A l i v 0 . 8 4 0 . 9 0 1 . 5 6 1 . 5 7 1 . 5 6 1 . 6 2 A l v i 2 . 4 4 2 . 4 2 3 . 0 7 2 . 8 1 3 . 2 1 3 . 0 1 T i 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 F e 2 + 2 . 5 6 2 . 4 5 3 . 6 6 3 . 1 8 3 . 0 3 3 . 0 3 M n 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 M g 6 . 0 0 6 . 1 4 4 . 3 9 5 . 3 2 4 . 8 5 5 . 1 8 C a 0 . 2 1 0 . 2 2 0 . 1 2 0 . 0 8 0 . 0 7 0 . 0 8 N a 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 K 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 F 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 C l 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 N o m e D i a b a n t i t e D i a b a n t i t e D i a b a n t i t e D i a b a n t i t e D i a b a n t i t e D i a b a n t i t e
C a m p i o n e M 5 ‐ b M 5 ‐ b M ‐ 5 b C T 4 ‐ b C T 4 ‐ b C T 4 ‐ b L o c a l i t à M u r c i M u r c i M u r c i C . T r i n o r o C . T r i n o r o C . T r i n o r o S i g l a 4 7 5 0 5 7 2 0 * 2 3 * 3 1 * S i 5 . 8 9 6 . 4 1 6 . 5 4 6 . 6 9 6 . 5 8 6 . 9 3 A l i v 2 . 1 1 1 . 5 9 1 . 4 6 1 . 3 1 1 . 4 2 1 . 0 7 A l v i 1 . 3 7 2 . 5 2 2 . 4 7 2 . 3 9 2 . 3 3 2 . 6 5 T i 0 . 0 0 0 . 0 4 0 . 0 2 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 F e 2 + 3 . 4 8 3 . 3 7 3 . 7 5 2 . 1 0 0 . 9 6 2 . 3 5 M n 0 . 0 0 0 . 0 4 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 M g 4 . 8 9 5 . 3 9 5 . 1 2 6 . 9 1 8 . 1 9 6 . 1 1 C a 2 . 5 7 0 . 0 7 0 . 1 0 0 . 0 7 0 . 0 7 0 . 1 0 N a 0 . 1 0 0 . 1 0 0 . 0 5 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 K 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 F 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 C l 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 N o m e P i c n o c l o r i t e D i a b a n t i t e P i c n o c l o r i t e P e n n i n i t e P e n n i n i t e P e n n i n i t e ( T a b e l l a 3 . 1 ; A n a l i s i d e l l e c l o r i t i p i ù r a p p r e s e n t a t i v e . )
In generale le composizioni delle cloriti sono abbastanza omogenee per ogni località, invece variano da una località all’altra. Infatti, dalla Fig. 3.27 si osserva come le diabantiti formino due gruppi distinti relativi uno alla località di Murci e uno a quella di Castiglioncello del Trinoro. Fanno eccezione la clorite n°45* del Torrente Senna che presenta rispetto alle diabantiti della stessa località un FeO>MgO, mentre per
tutte le altre vale FeO<MgO, inoltre possiede meno SiO2 e più Al2O3.
Una penninite, la n°23* mostra un contenuto in FeO tre volte inferiore rispetto alle altre penniniti e un MgO poco maggiore.
3.2.2 Miche
La formula delle miche è stata calcolata sulla base di 44 cariche
negative [20 O‐ ‐, 4 (OH‐,F‐)] con criteri di bontà delle analisi da Papike
biotite e la flogopite, le quali coesisterebbero solo nella località di Castiglioncello del Trinoro, mentre per le altre località è il termine biotitico ad essere presente. In Tab. 3.2 sono riportate le formule di alcune miche analizzate. C a m p i o n e T S 4 M 4 M 5 ‐ b C T 4 ‐ b C T 4 ‐ b C T 4 ‐ b L o c a l i t à T . S e n n a M u r c i M u r c i C . T r i n o r o C . T r i n o r o C . T r i n o r o S i g l a 5 4 4 5 2 1 4 * 1 7 * 1 8 * S i 5 . 3 8 5 . 1 9 5 . 0 3 5 . 3 1 5 . 2 2 5 . 3 1 A l i v 2 . 6 2 2 . 8 1 2 . 9 7 2 . 6 9 2 . 7 8 2 . 6 9 A l v i 0 . 0 2 ‐ 0 . 0 8 ‐ 0 . 0 7 ‐ 0 . 1 4 ‐ 0 . 1 8 ‐ 0 . 2 2 T i 0 . 7 8 1 . 0 2 0 . 9 0 0 . 8 6 0 . 9 6 0 . 8 8 F e 2 + 1 . 7 1 1 . 6 8 1 . 7 7 1 . 4 5 1 . 5 2 1 . 6 9 M n M g 3 . 0 3 3 . 1 7 3 . 2 2 3 . 5 2 3 . 3 3 3 . 3 6 C a N a 0 . 3 8 0 . 3 4 0 . 1 2 0 . 1 2 0 . 1 0 K 1 . 6 1 1 . 2 8 1 . 2 4 1 . 6 3 1 . 6 6 1 . 6 5 C r N o m e B i o t i t e B i o t i t e B i o t i t e F l o g o p i t e F l o g o p i t e F l o g o p i t e ( T a b . 3 . 2 ; F o r m u l e c a t i o n i c h e d e l l e m i c h e p i ù r a p p r e s e n t a t i v e )
Per poter effettuare una classificazione è stato usato un diagramma classificativo Mg‐Al‐Fe proposto da Rock (1991), nel quale è stata costruita una linea teorica di separazione che suddivide i termini biotitici da quelli flogopitici.
Le miche di questo studio cadono tutte a cavallo di questa linea e a proposito di ciò si può ipotizzare che anche le miche classificate come biotiti, nonostante abbiano ora un rapporto Fe/Mg maggiore, fossero flogopiti perché questo potrebbe esser dovuto alla trasformazione maggiore subita da tali rocce.
( F i g . 3 . 2 8 ; D i a g r a m m a c l a s s i f i c a t i v o m i c h e n e i d i c c h i l a m p r o f i r i c i p e r l e v a r i e l o c a l i t à . R o c k , 1 9 9 1 . )
Dal diagramma classificativo di Fig. 3.28 si nota chiaramente che la maggior parte delle miche sono biotiti, in particolare quelle dei campioni di Murci e del Torrente Senna, mentre le miche di Castiglioncello del Trinoro sono termini flogopitici (Fig. 3.29).
Per quanto riguarda invece la determinazione dell’affinità chimica di
tali fasi è stato utilizzato un diagramma discriminante Al2O3 vs. TiO2
(Fig. 3.30) di Rock (1991).
( F i g . 3 . 3 0 ; D i a g r a m m a d i s c r i m i n a n t e p e r l ’ a f f i n i t à c h i m i c a d e l l e b i o t i t i / f l o g o p i t i . R o c k ,
1 9 8 7 ; m o d i f i c a t o . )
In questo diagramma vengono suddivise le miche di rocce lamprofiriche appartenenti al database LAMPDA, in quattro dei cinque campi, sensu Rock (1991), che sono costituiti dai lamprofiri alcalini AL, dai lamprofiri calcoalcalini CAL, dai lamprofiri ultramafici UML e dai lamproiti LL. Il database LAMPDA contiene più di 5000 analisi di rocce lamprofiriche, ricavate da più di 1500 pubblicazioni (Rock, 1991).
Dal diagramma (Fig. 3.30) si osserva come le miche appartenenti ai dicchi lamprofirici studiati in questa tesi cadono tutte nel campo dei lamprofiri alcalini.
3.2.3 Feldspati
Le analisi dei feldspati sono state determinate per le località di Murci, Torrente Senna, Castiglioncello del Trinoro e Rapolano Terme e le
formule sono state calcolate sulla base di 16 cariche negative (8O‐ ‐)
(Tab. 3.3). C a m p i o n e T S 4 T S 4 T S 4 M 4 M 4 L o c a l i t à T . S e n n a T . S e n n a T . S e n n a M u r c i M u r c i S i g l a 8 9 1 7 2 6 4 6 * S i 2 . 9 6 2 . 9 6 2 . 9 6 2 . 9 4 2 . 9 8 A l 1 . 0 5 1 . 0 4 1 . 0 4 1 . 0 6 1 . 0 5 F e 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 0 0 . 0 5 0 . 0 0 C a 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 0 0 . 0 0 N a 0 . 1 0 0 . 0 4 0 . 0 8 0 . 9 0 0 . 9 5 K 0 . 8 9 0 . 9 5 0 . 9 4 0 . 0 2 0 . 0 0 S r 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 B a 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 A n 0 . 7 4 1 . 0 9 0 . 9 6 0 . 0 0 0 . 0 0 A b 9 . 8 4 3 . 9 4 7 . 9 0 9 7 . 7 6 1 0 0 . 0 0 O r 8 9 . 4 2 9 4 . 9 7 9 1 . 1 4 2 . 2 4 0 . 0 0 N o m e A d u l a r i a A d u l a r i a A d u l a r i a A l b i t e A l b i t e C a m p i o n e M 5 ‐ b R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t C T 4 ‐ b C T 5 ‐ I M u r c i R . T e r m e R . T e r m e C a s t . T r i n o r o C a s t . T r i n o r o S i g l a 5 4 6 4 6 5 3 6 * 3 8 * S i 2 . 9 7 2 . 9 9 2 . 9 4 2 . 9 3 2 . 9 7 A l 1 . 0 4 1 . 0 3 1 . 0 4 1 . 0 7 1 . 0 4 F e 0 . 0 2 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 4 0 . 0 0 C a 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 7 0 . 0 2 0 . 0 1 N a 0 . 9 3 0 . 9 4 0 . 9 7 0 . 1 2 0 . 9 5 K 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 8 1 0 . 0 1 S r 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 B a 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 A n 0 . 0 0 0 . 0 0 6 . 8 3 1 . 6 2 1 . 3 9 A b 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 9 2 . 8 5 1 3 . 2 0 9 7 . 4 1 O r 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 3 2 8 5 . 1 8 1 . 2 0 N o m e A l b i t e A l b i t e A l b i t e A d u l a r i a A l b i t e
Queste indicano la presenza di due feldspati di composizione costante. Un feldspato è l’albite e l’altro è un feldspato potassico, probabilmente adularia (Fig. 3.31).
( F i g . 3 . 3 1 ; D i a g r a m m a c l a s s i f i c a t i v o t e r n a r i o d e i f e l d s p a t i . )
La loro composizione è vicina e in alcuni casi coincidente con gli end‐
member della serie e questo conferma la loro natura secondaria (Fig
3.32).
( F i g . 3 . 3 2 ; F o t o B S E : A s s o c i a z i o n e a l b i t e e m i c r o l i t i d i k ‐ f e l d s p a t o n e l l a m a t r i c e n e l c a m p i o n e C T 4 b . )
L’albite è sempre presente in tutti i campioni, a differenza dell’adularia che sembra mancare nei campioni di Murci, Rapolano Terme e Fosso Ripiglio.
3.2.4 Feldspatoidi
I feldspatoidi analizzati si rinvengono soltanto nei campioni del Torrente Senna (Fig. 3.33) e tale fase sembra mancare nelle altre località.
Le formule sono state calcolate sulla base di 12 cariche negative (6O‐ ‐) e
il feldspatoide viene identificato come analcime. ( F i g . 3 . 3 3 ; F o t o B S E r a p p r e s e n t a n t e l ’ a s s o c i a z i o n e a n a l c i m e e k ‐ f e l d s p a t o n e l l a m a t r i c e d e l c a m p i o n e T S 4 d e l T o r r e n t e S e n n a )
In Tabella 3.4 sono riportate le formule cationiche degli analcimi analizzati.
C a m p i o n e T S 4 T S 4 T S 4 T S 4 C T 4 ‐ b L o c a l i t à T . S e n n a T . S e n n a T . S e n n a T . S e n n a T . S e n n a S i g l a 6 7 1 8 4 3 * 3 3 * S i 1 . 9 6 1 . 9 5 1 . 9 7 1 . 9 9 2 . 0 0 A l 1 . 0 9 1 . 1 1 1 . 0 8 1 . 0 9 1 . 0 7 F e 0 . 0 0 0 . 0 3 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 C a 0 . 0 2 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 0 0 . 0 1 N a 0 . 8 4 0 . 7 5 0 . 8 3 0 . 7 6 0 . 7 2 K 0 . 0 2 0 . 0 2 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 3 S r 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 B a 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 N o m e A n a l c i m e A n a l c i m e A n a l c i m e A n a l c i m e A n a l c i m e ( T a b . 3 . 4 ; A n a l i s i f e l d s p a t o i d i d e l l e r o c c e d e l T o r r e n t e S e n n a . )
A prescindere dalla natura primaria o secondaria di questa fase, è possibile ipotizzare, visto il grado di trasformazione delle rocce, la presenza originaria di un feldspatoide diverso come la leucite o nefelina, attualmente sostituito in analcime.
3.2.5 Pirosseni
I pirosseni che si trovano soltanto in microliti all’interno della lava di Fosso Ripiglio, corrispondente al campione FR 1, costituiscono una delle fasi primarie inalterate, meglio conservate.
( F i g . 3 . 3 4 ; F o t o B S E d i c l i n o p i r o s s e n o t i t a n i f e r o d e l c a m p i o n e F R 1 d i F o s s o R i p i g l i o i n p a s t a d i f o n d o a l b i t i c a . )
Un altro pirosseno sodico d’origine probabilmente secondaria si presenta in sostituzione di alcune porzioni di pseudomorfi e di microliti di biotite/flogopite. Il calcolo della formula atomica (Tab. 3.5)
dei pirosseni è stato effettuato sulla base di 4 cationi e 6 O‐ ‐ tramite il
foglio elettronico di classificazione automatica IMA (1988). Il clinopirosseno di Fosso Ripiglio al SEM risulta un diopside titanifero
(Fig. 3.34). Il suo contenuto in TiO2 è molto alto e arriva fino al 5 wt%.
Anche il contenuto in ferro e alluminio è tale da poter attribuire al pirosseno al nome del pirosseno l’aggettivo ferrifero e alluminifero. Il
FeO raggiunge un valore massimo di 8,5 wt%, mentre l’Al2O3 il valore
massimo di 9 wt%. Presenta anche un carattere subsiliceo. C a m p i o n e F R 1 F R 1 F R 1 F R 1 F R 1 L o c a l i t à F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o S i g l a 1 * 2 * 3 * 4 * 5 * S i t o T S i 4 + 1.640 1.704 1.676 1.637 1.645 A l 3 + 0.353 0.296 0.324 0.346 0.355 F e 3 + 0.007 0.017 ∑ c a t i o n i T 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 S i t o M 1 A l 3 + 0.073 0.050 0.015 F e 3 + 0.131 0.068 0.095 0.130 0.142 T i 4 + 0.141 0.106 0.112 0.139 0.122 M g 2 + 0.608 0.611 0.639 0.640 0.617 F e 2 + 0.120 0.142 0.105 0.091 0.104 ∑ c a t i o n i M 1 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 S i t o M 2 F e 2 + 0.012 0.031 0.031 0.006 0.017 C a 2 + 0.934 0.913 0.925 0.949 0.937 N a + 0.054 0.057 0.044 0.045 0.046 ∑ c a t i o n i M 2 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 W o 51.77 51.71 51.53 52.26 51.57 E n 33.68 34.64 35.62 35.27 33.94 F s 14.55 13.65 12.85 12.48 14.49 N o m e Diopside Diopside Diopside Diopside Diopside
A g g e t t i v o Aluminian Ferrian Subsilicic Aluminian Subsilicic Titanian Aluminian Subsilicic Titanian Aluminian Ferrian Subsilicic Aluminian Ferrian Subsilicic
C a m p i o n e F R 1 F R 1 F R 1 F R 1 F R 1 L o c a l i t à F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o F o s s o R i p i g l i o S i g l a 6 * 7 * 8 * 9 * 1 0 * S i t o T S i 4 + 1 . 6 4 4 1 . 6 5 3 1 . 6 3 8 1 . 6 3 8 1 . 6 5 1 A l 3 + 0 . 3 3 3 0 . 3 4 7 0 . 3 6 2 0 . 3 5 5 0 . 3 4 9 F e 3 + 0 . 0 2 3 0 . 0 0 6 ∑ c a t i o n i T 2 . 0 0 0 2 . 0 0 0 2 . 0 0 0 2 . 0 0 0 2 . 0 0 0 S i t o M 1 A l 3 + 0 . 0 0 6 0 . 0 2 3 0 . 0 0 8 F e 3 + 0 . 1 2 5 0 . 1 2 8 0 . 1 0 7 0 . 1 2 1 0 . 1 0 8 T i 4 + 0 . 1 4 2 0 . 1 2 8 0 . 1 4 0 0 . 1 4 2 0 . 1 3 7 M g 2 + 0 . 6 1 3 0 . 6 3 4 0 . 6 0 0 0 . 6 2 1 0 . 6 2 8 F e 2 + 0 . 1 2 0 0 . 1 0 4 0 . 1 3 1 0 . 1 1 6 0 . 1 1 9 ∑ c a t i o n i M 1 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 S i t o M 2 F e 2 + 0 . 0 1 9 0 . 0 2 4 0 . 0 2 4 0 . 0 1 6 0 . 0 2 9 C a 2 + 0 . 9 2 9 0 . 9 3 2 0 . 9 2 8 0 . 9 4 1 0 . 9 2 8 N a + 0 . 0 5 3 0 . 0 4 4 0 . 0 4 7 0 . 0 4 3 0 . 0 4 2 ∑ c a t i o n i M 2 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 W o 5 1 . 4 4 5 1 . 1 8 5 1 . 8 4 5 1 . 8 5 5 1 . 2 2 E n 3 3 . 9 7 3 4 . 7 8 3 3 . 5 1 3 4 . 2 4 3 4 . 6 3 F s 1 4 . 5 9 1 4 . 0 4 1 4 . 6 5 1 3 . 9 1 1 4 . 1 5 N o m e D i o p s i d e D i o p s i d e D i o p s i d e D i o p s i d e D i o p s i d e A g g e t t i v o A l u m i n i a n F e r r i a n S u b s i l i c i c T i t a n i a n A l u m i n i a n F e r r i a n S u b s i l i c i c T i t a n i a n A l u m i n i a n F e r r i a n S u b s i l i c i c T i t a n i a n A l u m i n i a n F e r r i a n S u b s i l i c i c T i t a n i a n A l u m i n i a n F e r r i a n S u b s i l i c i c T i t a n i a n ( T a b 3 . 5 ; F o r m u l e s t r u t t u r a l i d e i c l i n o p i r o s s e n i . )
La Fig. 3.35 mostra il diagramma classificativo dei pirosseni nel quale verranno inseriti i valori di Wo, En e Fs appartenenti ai clinopirosseni di Fosso Ripiglio.
L’altro tipo di pirosseno analizzato risulta egirina (Fig. 3.36). Tale fase comunemente si trova come costituente primario di rocce ignee peralcaline anche se, in questo caso, potrebbe trovarsi come fase di sostituzione. L’egirina si trova in tutte le rocce studiate in questa tesi in
wt% a 2,8 wt% circa e il suo contenuto in FeO raggiunge un valore massimo di circa il 28 wt%, tale da poter associare in alcuni casi l’aggettivo “ferrifera” al termine “egirina”. ( F i g . 3 . 3 5 ; D i a g r a m m a c l a s s i f i c a t i v o d e i p i r o s s e n i d i F o s s o R i p i g l i o . ) ( F i g 3 . 3 6 ; F o t o B S E d i m i c r o l i t i d i e g i r i n a i n p a s t a d i f o n d o d i a n a l c i m e . )
Di seguito sono riportate le analisi chimiche di tale fase (Tab. 3.6). C a m p i o n e T S 4 T S 4 T S 4 T S 4 L o c a l i t à T o r r e n t e S e n n a T o r r e n t e S e n n a T o r r e n t e S e n n a T o r r e n t e S e n n a S i g l a 4 0 * 4 1 * 4 2 * 4 4 * S i t o T S i 4 + 2 . 0 1 3 1 . 9 8 7 2 . 0 2 1 2 . 0 3 2 A l 3 + 0 . 0 1 3 ∑ c a t i o n i T 2 . 0 1 3 2 . 0 0 0 2 . 0 2 1 2 . 0 3 2 S i t o M 1 A l 3 + 0 . 0 7 9 0 . 0 7 3 0 . 0 7 2 0 . 0 6 9 F e 3 + 0 . 7 8 0 0 . 7 8 4 0 . 6 6 2 0 . 6 8 8 T i 4 + 0 . 0 2 5 0 . 0 6 2 0 . 0 7 9 0 . 0 6 0 M n 3 + 0 . 0 0 9 M g 2 + 0 . 0 3 7 0 . 0 7 2 0 . 0 5 7 F e 2 + 0 . 0 8 0 0 . 1 3 0 0 . 1 8 2 M n 2 + ‐ 0 . 0 0 9 ∑ c a t i o n i M 1 1 . 0 0 0 0 . 9 9 1 1 . 0 0 0 1 . 0 0 0 S i t o M 2 M g 2 + 0 . 0 0 5 F e 2 + 0 . 0 2 9 0 . 0 0 9 0 . 0 0 1 C a 2 + 0 . 0 2 5 0 . 0 2 7 0 . 0 3 5 0 . 0 2 5 N a + 0 . 9 3 3 0 . 9 7 7 0 . 9 3 4 0 . 9 4 2 ∑ c a t i o n i M 2 0 . 9 8 7 1 . 0 0 9 0 . 9 7 9 0 . 9 6 8 N o m e A e g i r i n e A e g i r i n e A e g i r i n e A e g i r i n e A g g e t t i v o F e r r o a n F e r r o a n F e r r o a n ( T a b . 3 . 6 ; F o r m u l e s t r u t t u r a l i d e l l e e g i r i n e a n a l i z z a t e . )
3.2.6 Spinelli
La formula atomica è stata calcolata su 3 cationi e 4 O‐ ‐ (Tab. 3.7) ed è
stato utilizzato allo scopo classificativo un prisma a base rettangolare (Fig. 3.38) i cui vertici sono occupati da spinelli normali, ovvero spinello s.s., ercinite, picocromite e cromite, e i cui apici sono costituiti da due spinelli inversi, la magnetite o l’ulvospinello e la magnesioferrite o la quandalite (Haggerty S.E., 1991).
( F i g . 3 . 3 8 ; P r i s m a c l a s s i f i c a t i v o s p i n e l l i . H a g g e r t y S . E . , 1 9 9 1 . )
Due varietà di spinello, la magnesioalluminiocromite e la magnetite, sono presenti. La magnesioalluminiocromite è risultata la più frequente e si rinviene sia nei dicchi lamprofiri che nelle lave di Rapolano Terme . Si manifesta come inclusi all’interno di pseudomorfi di forma tozza e spesso di sezione esagona, mentre come microfenocristalli in quantità subordinata soltanto a Rapolano Terme. La magnesioalluminiocromite possiede, come inclusione, delle dimensioni che variano da circa 5 μm fino ad un massimo di circa 10‐15 μm e si mostra in forma euedrale e
( F i g . 3 . 3 7 ; F o t o B S E a s x : S e z i o n e e s a g o n a d i p s e u d o m o r f o d i v e r m i c u l i t e s u o l i v i n a c o n b o r d o c o n t i n u o d i o s s i d i o p a c h i e i n c l u s o d i m a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e , c a m p i o n e R 1 ‐ c o n t . F o t o d x : D e t t a g l i o m a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e . )
Inoltre la presenza di un contenuto importante in Cr2O3 può far
supporre che il fenocristallo femico primario originariamente possa essere un’olivina (Fig. 3.37). C a m p i o n e R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t L o c a l i t à R a p o l a n o T e r m e R a p o l a n o T e r m e R a p o l a n o T e r m e R a p o l a n o T e r m e R a p o l a n o T e r m e S i g l a 7 0 7 1 7 2 7 3 7 4 S i 0 . 1 0 0 . 0 8 0 . 0 7 0 . 0 7 0 . 0 4 T i 0 . 0 4 0 . 0 4 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 4 A l 1 . 1 5 1 . 2 3 1 . 1 7 1 . 1 5 1 . 2 3 F e 3 + 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 F e 2 + 0 . 5 9 0 . 5 1 0 . 5 9 0 . 6 6 0 . 5 5 M n 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 N i 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 M g 0 . 6 3 0 . 7 2 0 . 6 6 0 . 6 0 0 . 7 0 C a 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 C r 0 . 5 1 0 . 4 5 0 . 5 1 0 . 5 1 0 . 5 0 N o m e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e
C a m p i o n e R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t R 1 ‐ C o n t F R 1 C T 4 ‐ b L o c a l i t à R a p o l a n o T e r m e R a p o l a n o T e r m e R a p o l a n o T e r m e R a p o l a n o T e r m e F o s s o R i p i g l i o C . T r i n o r o S i g l a 7 5 7 6 7 7 7 8 1 1 * 2 5 * S i 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 2 0 . 0 1 0 . 1 7 0 . 0 5 T i 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 2 5 0 . 1 1 A l 1 . 3 7 1 . 3 8 1 . 3 7 1 . 3 8 0 . 0 4 0 . 6 3 F e 3 + 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 F e 2 + 0 . 3 2 0 . 3 1 0 . 3 3 0 . 3 3 3 . 0 3 0 . 9 5 M n 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 4 0 . 0 0 N i 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 M g 0 . 7 9 0 . 8 0 0 . 7 7 0 . 7 8 0 . 0 1 0 . 6 9 C a 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0 3 0 . 0 1 C r 0 . 5 2 0 . 5 0 0 . 5 2 0 . 5 1 0 . 0 0 0 . 7 1 N o m e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e M a g n e t i t e M a g n e s i o a l l u m i n i o c r o m i t e ( T a b . 3 . 7 ; F o r m u l e a t o m i c h e d e g l i s p i n e l l i . ) Quando si presenta in microfenocristalli, possiede una forma euedrale e una sezione rombica (Fig. 3.39). Inoltre nel campione FR 1 di Fosso Ripiglio è stata identificata e analizzata una magnetite a sezione quadrata di circa 15 μm x 15 μm. Tale fase è presente comunque presente anche altre località in quantità subordinata all’ilmenite.
3.2.7
Ilmeniti
La formula atomica è stata calcolata sulla base di due cationi e 3 O‐ ‐
(Tab. 3.8). E’ da tener presente però che alcune analisi non hanno chiuso bene su queste basi e probabilmente ciò può esser dovuto non tanto alla bontà del calcolo ma piuttosto alle analisi stesse, le quali possono essere state parzialmente contaminate dalla presenza di altri elementi, provenienti da piccole porzioni di aggregati policristallini, irrisolvibili al SEM, e che nella fattispecie ne hanno diminuito l’accuratezza. Infatti, le ilmeniti di Castiglioncello del Trinoro non hanno dato questo problema probabilmente perché le rocce di tale località sono le meno trasformate (vedi § 3.1.2). C a m p i o n e T S 4 T S 4 T S 4 M 4 C T 4 ‐ b C T 4 ‐ b C T 4 ‐ b C T 4 ‐ b L o c a l i t à T . S e n n a T . S e n n a T . S e n n a M u r c i C . T r i n o r o C . T r i n o r o C . T r i n o r o C . T r i n o r o S i g l a 1 1 1 6 2 3 2 9 2 6 * 2 7 * 2 8 * 2 9 * S i 0 . 0 8 2 0 . 0 8 4 0 . 0 1 9 0 . 0 0 7 0 . 1 3 7 0 . 1 0 7 0 . 0 6 8 0 . 0 5 3 T i 4 + 0 . 8 1 5 0 . 6 9 3 0 . 3 9 1 0 . 7 8 3 0 . 5 5 1 0 . 5 6 1 0 . 5 4 5 0 . 5 1 3 A l 0 . 0 3 3 0 . 0 3 2 0 . 0 4 3 0 . 0 0 0 0 . 1 2 8 0 . 0 7 3 0 . 0 4 6 0 . 0 4 8 F e 3 + 0 . 1 7 3 0 . 4 1 3 1 . 1 3 7 0 . 2 0 1 0 . 4 9 7 0 . 5 9 2 0 . 7 2 8 0 . 8 2 0 F e 2 + 0 . 8 5 7 0 . 7 3 4 0 . 3 9 9 0 . 0 0 0 0 . 5 8 9 0 . 6 1 6 0 . 5 8 2 0 . 5 5 1 M n 2 + 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 M g 0 . 0 2 7 0 . 0 3 2 0 . 0 1 1 0 . 0 0 8 0 . 0 9 9 0 . 0 5 2 0 . 0 3 1 0 . 0 1 5 C a 0 . 0 1 3 0 . 0 1 1 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 C r 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 N o m e I l m e n i t e I l m e n i t e I l m e n i t e R u t i l o I l m e n i t e I l m e n i t e I l m e n i t e I l m e n i t e ( T a b . 3 . 8 ; F o r m u l e a t o m i c h e d i i l m e n i t i e d i r u t i l o . )
Tra tutte le analisi di ilmeniti ne esiste una, la n°29 di Murci, che
presenta una quantità di TiO2 dell’80 wt% circa. Provando a ricalcolare
la formula atomica sulla base di un catione e 2 O‐ ‐, si riconosce che in
identificata come rutilo e questa oltre ad essere presente nei campioni di Murci, è stata identificata anche in quelli di Castiglioncello del Trinoro. Nella lava del campione di Rapolano Terme e di Fosso Ripiglio gli ossidi presenti nella matrice si mostrano in forme scheletriche (Fig. 3.40), indicative di crescita rapida. ( F i g 3 . 4 0 ; F o t o B S E d i o s s i d i i n f o r m e s c h e l e t r i c h e . C a m p i o n e R 1 d i R a p o l a n o T e r m e ) .
3.2.8 Apatiti
Le apatiti sono presenti in tutti i dicchi lamprofirici ma come per la mica bruna anche questa fase manca nel campione FR 1 della lava di Fosso Ripiglio e nel campione R 1 delle rocce di Rapolano Terme. Le analisi chimiche sono in tabella 3.9. C a m p i o n e M 4 M 4 C T 4 ‐ b L o c a l i t à M u r c i M u r c i C . T r i n o r o S i g l a 3 5 3 6 3 2 * S i O 2 3 . 2 9 2 . 8 6 2 . 9 6 P 2 O 5 3 2 . 9 1 3 4 . 1 3 3 3 . 9 1 A l 2 O 3 0 . 1 2 C a O 6 3 . 5 2 6 2 . 7 3 6 2 . 7 5 C l 0 . 2 8 0 . 2 9 0 . 2 6 T O T A L E 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 N o m e A p a t i t e A p a t i t e A p a t i t e
3.2.9 Carbonati
Dalle analisi (Tab. 3.10) risultano presenti due tipi di carbonati identificati nella calcite e in un carbonato ricco di Mg, Fe e Mn (Fig. 3.41). ( F i g . 3 . 4 1 ; D i a g r a m m a t r i a n g o l a r e c l a s s i f i c a t i v o d e i c a r b o n a t i . U n i t à d i m i s u r a : m o l i % . R o c k , 1 9 8 7 . ) Questa fase potrebbe essere dolomite se non fosse per il rapporto Mg/Fe che raggiunge il valore massimo di 2,4. Infatti, molte dolomiti
contengono Fe2 + in sostituzione del Mg2 + e alcune possono anche avere
contenuti di MnO fino al 3 wt% ma per esser definite tali, deve essere il rapporto Mg/Fe>4 (Zussman, 1982).
Probabilmente il fatto che tale carbonato si presenti sempre in aggregati microcristallini può far pensare che in realtà tali aggregati siano
costituiti da più di una fase minerale e che quindi quest’ultime possono aver contaminato parzialmente i dati delle analisi. C a m p i o n e M 4 M 4 M 4 M 5 ‐ b M 5 ‐ b L o c a l i t à M u r c i M u r c i M u r c i M u r c i M u r c i S i g l a 2 8 4 0 4 3 5 1 6 0 S i O 2 3 . 4 0 2 . 8 4 0 . 9 5 9 . 1 4 5 . 5 4 A l 2 O 3 1 . 6 5 1 . 8 6 0 . 7 3 2 . 1 7 F e O 1 2 . 7 5 1 2 . 4 3 8 . 7 7 1 1 . 4 6 1 2 . 2 4 M n O 1 . 0 0 1 . 1 7 1 . 6 8 2 . 2 4 2 . 4 7 M g O 2 6 . 2 6 2 7 . 7 5 2 7 . 4 5 2 4 . 5 3 2 3 . 8 1 C a O 5 4 . 9 4 5 3 . 9 4 6 0 . 4 2 5 2 . 6 4 5 3 . 7 8 T O T A L E 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 1 0 0 , 0 0 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 N o m e D o l o m i t e ? D o l o m i t e ? D o l o m i t e ? D o l o m i t e ? D o l o m i t e ? ( T a b . 3 . 1 0 ; A n a l i s i c a r b o n a t i d i M g e M n . )
Da notare in ogni caso l’omogeneità composizionale delle analisi chimiche. Tale carbonato si trova soltanto all’interno dei dicchi lamprofirici di Murci e costituisce sia alcuni pseudomorfi su olivina (Fig. 3.41), sia porzioni della matrice. ( F i g . 3 . 4 1 ; F o t o B S E a s x : p s e u d o m o r f o d i c a l c i t e e c a r b o n a t o s u o l i v i n a , c a m p i o n e C T 5 I . F o t o B S E a d x : p s e u d o m o r f i d i c a l c i t e s u f e m i c i l i s t i f o r m i i n p a s t a d i f o n d o c o s t i t u i t a d a l c a r b o n a t o d i M g , F e e M n , c a m p i o n e M 5 b . )
