Gneiss
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| Gneiss | |
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| Gneiss | |
| Categoria | Roccia metamorfica |
| Facies | diverse |
| Protolito | granito, diorite |
| Metamorfismo | regionale |
| Minerali principali | quarzo, feldspati |
| Minerali accessori: | mica |
| Foliazione: | molto elevata |
| Colore: | grigio chiaro |
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Lo gneiss (si pronuncia gh-naiss) è una delle più comuni rocce metamorfiche costituenti la crosta continentale. È il risultato del metamorfismo regionale dinamotermico di rocce originarie (protoliti) di composizione sialica, ovvero ricche di quarzo e feldspati e povere di silicati ferro-magnesiaci. Si forma a grande profondità, per effetto delle mutate condizioni di pressione e temperatura, nelle zone di convergenza di due placche, durante la fase di subduzione e in quella successiva di collisione continentale, che danno origine alle catene montuose.
Il termine «gneiss» nacque alla fine del ‘700 per indicare una roccia che aveva dei minerali orientati lungo piani e che conteneva abbondanti feldspati. In seguito il termine è stato utilizzato con significato strutturale. Per molto tempo i geologi hanno indicato con questo nome tutte le rocce metamorfiche con una particolare tessitura, detta appunto «gneissica», nella quale la foliazione metamorfica è caratterizzata da un’alternanza di sottili letti ricchi in minerali lamellari – miche e cloriti in prevalenza – e letti molto più spessi formati in prevalenza da minerali granulari sialici – quarzo con uno o più feldspati.
La tessitura gneissica distingue gli gneiss dai micascisti, con analoghi minerali ma tessitura «scistosa», ovvero con letti più fitti, più o meno di ugual spessore, e maggior ricchezza di fillosilicati in rapporto ai minerali sialici (quarzo e feldspati). La tessitura gneissica permette di distinguere facilmente sul terreno gli gneiss dai micascisti, in quanto i primi tendono, se percossi da un martello, a rompersi in lastre, scaglie o matite (cilindretti irregolari ± appiattiti), di dimensioni da centimetriche a decimetriche, mentre i secondi danno origine a frammenti analoghi, ma di dimensioni millimetriche.
Tra i minerali che formano uno gneiss, i meno scistogeni – ovvero quelli che hanno minor tendenza a deformarsi e ad orientarsi disegnando la foliazione metamorfica – sono i feldspati. C’è allora una certa proporzionalità diretta tra quantità dei feldspati nella roccia e difficoltà a rompersi in sottili lastre della stessa. Quindi, assieme alla tessitura, è il maggior contenuto di feldspati rispetto ai micascisti a caratterizzare uno gneiss.
Nonostante le proposte fatte da diverse commissioni scientifiche di dare un nome alle rocce metamorfiche sulla base del contenuto percentuale dei vari minerali, come già avviene per le rocce ignee, si continua a identificare gli gneiss in base ad un criterio misto, che comprende la tessitura, la grana, la composizione mineralogica e la consuetudine storica. Quindi possiamo definire come gneiss una roccia metamorfica a tessitura gneissica e a grana cristallina evidente (da millimetrica a centimetrica), formata prevalentemente da minerali sialici, quarzo e feldspati (albite, plagioclasi, microclino), con questi ultimi in percentuale superiore al 10% in volume della roccia. I minerali femici, in netto subordine, formano delle sottili pellicole e sono prevalentemente fillosilicati (biotite, fengite, muscovite, paragonite, sericite e minerali del gruppo delle cloriti). Accanto a questi minerali essenziali, possono essere presenti quantità variabili di altri minerali metamorfici (granati, anfiboli, silicati di alluminio ecc.).
Di solito si usa far precedere al termine gneiss il prefisso orto- (ortogneiss) quando è possibile riconoscere una sua origine da rocce ignee (granitoidi e rioliti) e il prefisso para- (paragneiss) quando è possibile riconoscere una sua origine da rocce sedimentarie (arenarie ricche in feldspati o arcose). Inoltre, per gli ortogneiss, dalla presenza di minerali magmatici relitti, dal contenuto in quarzo e dal rapporto percentuale tra i diversi feldspati si può risalire alla composizione della roccia ignea originaria, il cui nome in tal caso viene aggiunto in forma aggettivata (ad es. ortogneiss granitico, ortogneiss tonalitico). Infine, accanto al termine gneiss, si usa anche aggiungere il tipo o i tipi di fillosilicati presenti e gli eventuali altri minerali caratterizzanti preceduti da “a” oppure in forma aggettivata (ad es. ortogneiss biotitico a granato e sillimanite, paragneiss muscovitico-cloritico ad epidoto, gneiss a 2 miche e granato ecc.).
[modifica] Varietà tessiturali degli gneiss
La tessitura «gneissica» presenta molte varianti, indicate macroscopicamente da geometria, spessore e continuità dei letti fillosilicatici. Se questi sono piani, paralleli e poco meno spessi dei letti granulari si parla di gneiss listati o a bande; se sono fini e ondulati in modo da stringere e allargare alternativamente i letti granulari, si parla di gneiss fettucciati; se sono fini e circondano quasi completamente un cristallo o un aggregato rotondeggiante di cristalli granulari (quarzo e/o feldspati), si parla di gneiss occhiadini (ghiandoni se i cristalli granulari sono di feldspato e multicentimetrici). Se infine i letti fillosilicatici sono discontinui o i fillosilicati sono in cristalli isolati e la scistosità è quindi poco evidente, si parla di gneiss massicci. Quasi sempre la tessitura occhiadina è indicativa di un’origine ignea del protolito (ortogneiss). Le tessiture fettucciata e listata sono spesso il risultato della deformazione per stiramento tettonico e laminazione (cioè assottigliamento e scorrimento uno sull’altro dei letti) di gneiss originariamente occhiadini, causato da una deformazione compressiva della roccia successiva alla formazione dei suoi minerali.
[modifica] Ambiente di formazione degli gneiss
Rocce di composizione gneissica si formano in diverse facies metamorfiche (ambienti fisici del sottosuolo caratterizzati da determinati campi di variabilità della pressione, della temperatura e del contenuto in fluidi) ma non in quelle di più bassa temperatura (<300 °C). L’appartenenza dello gneiss ad una facies è spesso riconoscibile dalla presenza di determinati minerali indicativi. La presenza di albite (plagioclasio a solo sodio) ed epidoti, con o senza la presenza di clorite e di tremolite-attinoto tra gli anfiboli, è indicativa di un’origine in facies scisti verdi. La presenza di plagioclasi contenenti calcio e la scomparsa degli altri minerali citati indica l’appartenenza ad una facies di più alta temperatura, quella delle anfiboliti. Negli gneiss contenenti muscovite è possibile stabilire se questi hanno superato i 600 °C, in quanto a questa temperatura essa si destabilizza trasformandosi in microclino (un feldspato potassico) e un silicato di alluminio. Il tipo di quest’ultimo (andalusite, cianite, sillimanite) dà ulteriori indicazioni sulla pressione massima raggiunta dalla roccia. Oltre i 650-700 °C gli gneiss iniziano a fondere se sono presenti abbondanti fluidi nella roccia, mentre con basso contenuto di fluidi perdono la loro tessitura caratteristica e si trasformano in rocce poco o nulla scistose: le granuliti acide.
Bisogna tuttavia ricordare che, nei movimenti di discesa e risalita connessi con la formazione di una catena montuosa, nella stessa roccia gneissica si possono formare minerali di diverse facies e gli ultimi formati possono non mascherare completamente quelli di facies precedenti, che cosi restano come «relitti» nella roccia. Ad es. uno gneiss formatosi in facies anfibolitica sale poi verso la superficie entrando nel campo della facies scisti verdi: in questo caso il plagioclasio contenente calcio dovrebbe trasformarsi completamente in albite + epidoto; invece una parte del plagioclasio originario non si trasforma e resta come relitto delle condizioni metamorfiche precedenti.
