Rocce

Peridotiti



Un gruppo di rocce ultramafiche, tra cui Kimberlite. A volte contengono cromite o diamanti.


Kimberlite con diamante: Kimberlite, la roccia che si trova in molti tubi diamantati, è una varietà di peridotite. Il campione sopra è un pezzo di kimberlite con numerosi grani visibili di flogopite e un cristallo di diamante ottaedrico di sei millimetri di circa 1,8 carati. Questo esemplare proviene dalla miniera di diamanti di Finsch in Sudafrica. Foto di Wikimedia di StrangerThanKindness usata qui sotto una Licenza Creative Commons.

Tipi di peridotite: Peridotite è un nome generico per diversi tipi di roccia. Tutti sono ricchi di olivina e minerali mafic. Di solito sono di colore verde e hanno un elevato peso specifico per un materiale non metallico. Sopra sono mostrati esemplari di lherzolite, harzburgite, dunite e wehrlite. Immagine di USGS.

Che cos'è la peridotite?

Peridotite è un nome generico usato per rocce ignee a grana grossa, di colore scuro, ultramafiche. I peridotiti di solito contengono l'olivina come loro minerale primario, spesso con altri minerali mafici come pirosseni e anfiboli. Il loro contenuto di silice è basso rispetto ad altre rocce ignee e contengono pochissimo quarzo e feldspato.

Le peridotiti sono rocce economicamente importanti perché spesso contengono cromite - l'unico minerale di cromo; possono essere rocce di fonte per i diamanti; e, hanno il potenziale per essere utilizzati come materiale per sequestrare l'anidride carbonica. Si ritiene che gran parte del mantello terrestre sia composto da peridotite.

peridotitici: Il campione mostrato è largo circa due pollici (cinque centimetri).

Molti tipi di peridotite

La "famiglia" di peridotite contiene un numero di diverse rocce ignee intrusive. Questi includono lherzolite, harzburgite, dunite, wehrlite e kimberlite (vedi foto). Molti di loro hanno un evidente colore verde, attribuito al loro contenuto di olivina.

  • lherzolite: una peridotite composta principalmente da olivina con quantità significative di ortopropossene e clinopropossene. Alcuni ricercatori ritengono che gran parte del mantello terrestre sia composto da lherzolite.

  • harzburgite: una peridotite composta principalmente da olivina e ortopropossene con piccole quantità di spinello e granato.

  • dunite: una peridotite composta principalmente da olivina e che può contenere quantità significative di cromite, pirossene e spinello.

  • Wehrlite: una peridotite composta principalmente da ortopropossene e clinopropossene, con olivina e hornblende.

  • kimberlite: una peridotite composta da almeno il 35% di olivina con quantità significative di altri minerali che potrebbero includere flogopite, pirosseni, carbonati, serpentino, diopside, monticellite e granato. La Kimberlite contiene talvolta diamanti.

Alterazione della peridotite

La peridotite è un tipo di roccia che è più rappresentativo del mantello terrestre che della crosta. I minerali che lo compongono sono generalmente minerali ad alta temperatura che sono instabili sulla superficie terrestre. Sono rapidamente alterati da soluzioni idrotermali e agenti atmosferici. Quelli che contengono minerali contenenti ossido di magnesio possono alterarsi per formare carbonati, come magnesite o calcite, che sono molto più stabili sulla superficie terrestre. L'alterazione di altri peridotiti forma serpentinite, clorite e talco.

La peridotite può sequestrare l'anidride carbonica gassosa in un solido geologicamente stabile. Ciò si verifica quando l'anidride carbonica si combina con l'olivina ricca di magnesio per formare la magnesite. Questa reazione avviene a un ritmo geologicamente rapido. La magnesite è molto più stabile nel tempo e funge da pozzo di anidride carbonica. Forse questa caratteristica della peridotite può essere utilizzata dall'uomo per sequestrare intenzionalmente l'anidride carbonica e contribuire a risolvere il problema dei cambiamenti climatici (vedi video).

Le Tablelands: Una delle poche estese esposizioni superficiali di peridotite è un'area nota come "The Tablelands" nel Gros Morne National Park, Terranova. Quest'area è la parte del mantello di una grande lastra di litosfera oceanica che era spinta verso la litosfera continentale. Queste rocce del mantello mancano dei nutrienti necessari per sostenere la maggior parte dei tipi di piante e i terreni che si formano da loro sono generalmente sterili. Il colore brunastro deriva dalla colorazione del ferro.

Xenolite di peridotite: Questa fotografia è di una bomba vulcanica che contiene uno xenolite di peridotite (dunite) composto quasi interamente di olivina. Foto di Woudloper, utilizzata qui sotto una Licenza Creative Commons.

Ofioliti, tubi, argini e davanzali

Si pensa che il mantello terrestre sia composto principalmente da peridotite. Si ritiene che alcune delle occorrenze di peridotite sulla superficie terrestre siano rocce dal mantello che sono state portate in profondità dai magmi delle sorgenti profonde. Ofioliti e tubi sono due strutture che hanno portato la peridotite del mantello in superficie. La peridotite si trova anche nelle rocce ignee di davanzali e dighe.

ofioliti: Un ofiolite è una grande lastra di crosta oceanica, inclusa una parte del mantello, che è stata spinta in eccesso sulla crosta continentale a un confine di piastra convergente. Queste strutture portano grandi masse di peridotite sulla superficie terrestre e offrono una rara opportunità di esaminare le rocce dal mantello. Gli studi sugli ofioliti hanno aiutato i geologi a comprendere meglio il mantello, il processo di diffusione dei fondali marini e la formazione della litosfera oceanica.

Pipes: Una pipa è una struttura intrusiva verticale che si forma quando un'eruzione vulcanica di origine profonda solleva il magma dal mantello. Il magma spesso attraversa la superficie, producendo un'eruzione esplosiva e un cratere a pareti ripide noto come maar.

Queste eruzioni profonde sono l'origine della maggior parte dei depositi di diamanti primari della Terra. Si pensa che il magma che forma la pipa salga rapidamente dal mantello, strappando le rocce libere dal mantello e dalle pareti della pipa. Questi pezzi di roccia straniera sono noti come "xenoliti". I diamanti si trovano negli xenoliti e nel materiale residuo prodotto dai loro agenti atmosferici. Gli xenoliti forniscono l'unico modo in cui i diamanti possono ascendere dal mantello alla superficie senza essere sciolti o corrosi dal magma caldo.

Dikes and Sills: Argini e davanzali sono corpi rocciosi ignari invadenti. Alcuni di essi sono composti da peridotite che proviene dal profondo della Terra. Quando sono esposti all'erosione, forniscono un altro modo in cui la peridotite da grande profondità può essere osservata sulla superficie terrestre.

Peridotite di granato: Un esemplare di peridotite di granato dell'Alpe Arami, vicino a Bellinzona, Svizzera. Alcuni tipi di granato, insieme a cromite e ilmenite, possono essere minerali indicativi per la prospezione del diamante. Immagine di dominio pubblico di Woudloper.

Diamanti e peridotite


Come si formano i diamanti? Un articolo dettagliato che spiega le quattro fonti di diamanti trovati sulla superficie terrestre.

La formazione di diamanti richiede temperature e pressioni molto elevate che si verificano sulla Terra solo a profondità di 100 miglia sotto la superficie e in posizioni del mantello in cui le temperature sono almeno di 2000 gradi Fahrenheit. I diamanti vengono consegnati in superficie in pezzi di roccia, noti come xenoliti, che vengono strappati dal mantello da eruzioni vulcaniche di origine profonda. Quando il materiale del mantello si avvicina alla superficie, si verifica un'eruzione esplosiva che forma una struttura a forma di tubo che potrebbe essere diverse centinaia di iarde a oltre un miglio di diametro. Questi "tubi", le rocce che vengono fatte esplodere da loro, e i sedimenti e i suoli prodotti dai loro agenti atmosferici sono la fonte della maggior parte dei diamanti naturali della Terra.

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Informazioni sulla peridotite
1 Carbonatazione minerale con rocce ultramafiche, USGS Cooperative Research on CO2 Sequestration Using Ultramafic and Carbonate Rocks, Crustal Geophysics and Geochemistry Science Center, United States Geological Survey, ultimo accesso a giugno 2016.
2 Modello di deposito di cromite stratificata: Ruth F. Schulte, Ryan D. Taylor, Nadine M. Piatak e Robert R. Seal II; Capitolo E dei modelli di deposito minerale per la valutazione delle risorse; Rapporto di indagini scientifiche 2010-5070-E; 131 pagine; Novembre 2012.
3 Cromo: John F. Papp, United States Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, gennaio 2013.
4 Cromo: John F. Papp, United States Geological Survey, Annuario dei Minerali 2011, aprile 2013.

Cromite in peridotite

Alcuni peridotiti contengono quantità significative di cromite. Alcuni di questi si formano quando un magma sotterraneo si cristallizza lentamente. Durante le prime fasi della cristallizzazione, i minerali a temperatura più elevata come l'olivina, l'ortopropossene, il clinopropossene e la cromite iniziano a cristallizzare dal fuso. I cristalli sono più pesanti della fusione e affondano sul fondo della fusione. Questi minerali ad alta temperatura possono formare strati di peridotite sul fondo del corpo magmatico. Ciò può formare un deposito stratificato in cui fino al 50% della roccia può essere cromite. Questi sono noti come "depositi stratiformi". La maggior parte del cromite mondiale è contenuta in due depositi stratiformi: il complesso Bushveld in Sudafrica e la Grande diga nello Zimbabwe.

Un altro tipo di deposito di cromite si verifica in cui le forze tettoniche spingono grandi masse di litosfera oceanica su una piastra continentale in una struttura che è nota come "ofiolite". Queste ofioliti contengono quantità significative di cromite e sono chiamate "depositi podiformi".

Prospezione elettromagnetica: Trovare piccoli corpi di peridotite come una pipa kimberlite può essere molto difficile perché sono così piccoli. Talvolta vengono impiegate indagini aeromagnetiche per trovarle. Le aree geografiche alla base della peridotite saranno spesso un'anomalia magnetica in contrasto con le rocce circostanti. Immagini dell'indagine geologica degli Stati Uniti.

Prospezione di peridotite

I corpi di peridotite esposti sulla superficie terrestre vengono rapidamente attaccati dagli agenti atmosferici. Possono quindi essere oscurati dal suolo, dai sedimenti, dalla lavorazione glaciale e dalla vegetazione. Trovare un corpo di peridotite piccolo come una pipa di kimberlite, che potrebbe essere solo poche centinaia di metri attraverso, può essere molto difficile. Poiché la peridotite ha spesso proprietà magnetiche che sono nettamente diverse dalle rocce circostanti, a volte è possibile utilizzare un rilevamento magnetico per individuarle. Il sondaggio può essere condotto utilizzando un aereo che rimorchia lentamente un magnetometro a bassa quota, registrando l'intensità magnetica mentre viaggia. I dati magnetici possono essere tracciati su una mappa, rivelando spesso la posizione del tubo come un'anomalia. (Vedi mappa e foto.)

I corpi di peridotite si trovano anche nella ricerca di alcuni dei minerali rari che contengono. Quando una peridotite si esaurisce, l'olivina si rompe, lasciando rapidamente indietro i minerali più resistenti. I geologi hanno localizzato i corpi di peridotite alla ricerca di cromite, granato e altri minerali indicatori resistenti. Se dispersi dall'azione di acqua, vento o ghiaccio, saranno molto concentrati vicino al tubo e diluiti da detriti di roccia locali con la distanza. I granuli di questi minerali potrebbero anche essere più arrotondati con la distanza di trasporto. Ciò consente ai geologi di utilizzare il metodo di prospezione "trail-to-lode" per trovarli.

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