ENVIROMENTS OF FORMATION
The growing mechanisms of quartz crystals in the various paragenetic
enviroments of formation are synthesized here: plutonic, metamorphic,
sedimentary. Another matter of intense interest is zone in which quartz
crystals may form all rocks beneath the earth surfaceis saturated
with ground water.
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Abbiamo visto che un cristallo si sviluppa e cresce allorchè il soluto (Si O2) dissolto nel solvente (H2O), per le mutate condizioni chimiche o fisiche , si separa , aggregandosi in modo ordinato intorno ad un nucleo iniziale . Anche il quarzo segue lo stesso principio , il suo solvente è l'acqua che lo porta in soluzione con l'aiuto dei sali e della temperatura formando silicati metastabili, e lo rideposita a temperatura inferiore sotto forma di quarzo anidro. Sarà opportuno ricordare che la perfezione delle forme, la trasparenza, la lucentezza che ci colpiscono, sono aspetti che denunciano la tranquillità di crescita cristallina . Si può ben dire che il nostro cristallo, durante i moltissimi anni passati nelle viscere della terra , ha subìto molti attacchi alla sua integrità : movimenti tettonici , sbalzi di temperatura possono avere fratturato il cristallo ; le soluzioni calde , penetrando all'interno di esso, possono averlo risaldato più volte , intrappolando materiale solido , soluzioni e gas , oppure averlo sciolto in parte per poi ritornare a crescere a più riprese . L'età dei nostri cristalli è antichissima e legata in massima parte ai movimenti crostali avvenuti molti milioni di anni fa . Oltre all'età si può considerare anche il tempo di crescita che può essere stato anche lunghissimo (secondo alcuni studiosi per i cristalli dei graniti e degli gneis , anche oltre il milione di anni ). Altra considerazione importante è che i cristalli si sono formati alla profondità di alcune decine di chilometri con conseguente pressione di migliaia di bars ; tale pressione è stata necessaria per mantenere fluide le soluzioni alle temperature esistenti in loco . Le soluzioni acquose mineralizzatrici, indispensabili per la formazione dei cristalli , avevano le temperature e le pressioni comprese nella parte assegnata al quarzo nel diagramma pressione-temperatura delle varie fasi della silice ( Si O2).
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E' da sottolineare che le temperature medie di formazione sono comprese fra i 200°C e i 700°C, e le pressioni comprese fra i 10 i 30 kbars . E' bene anche ricordare che il gradiente geotermico medio ( cioè l'incremento di temperatura che si misura nella crosta andando in profondità ) è di 30°C ogni 1000 metri e la pressione litostatica (cioè l'incremento di pressione causata dal peso delle rocce ) è di 250 bar ogni 1000 metri . Questi valori medi possono aver subìto anche importanti variazioni locali in funzione della presenza nelle vicinanze di masse magmatiche consolidate o di rilevanti quantità di acqua ricca di sali come il cloruro di sodio ,o di gas come il metano , o di anidride carbonica ecc. Altre modifiche a questi valori sono possibili per le variazioni della pressione litostatica , dovute ad ostacoli locali su movimenti estesi di pressioni orogenetiche .
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I movimenti orogenetici conseguenti allo scontro delle placche crostali possono aver prodotto sia la trasformazione che il riarrangiamento delle rocce cristalline ed anche l'apertura di fessure da fratturazione o da contrazione volumetrica delle rocce sedimentarie organogene o evaporitiche. Tutti questi spazi vuoti sono stati presto riempiti da soluzioni idrotermali che alle varie temperature e pressioni sopra citate hanno generato col tempo i nostri cristalli .L'erosione ha favorito il raffreddamento e portato lentamente in superficie le rocce contenenti i cristalli ,la diminuita pressione litostatica ha poi favorito anche l'innalzamento per "galleggiamento" dovuto alla minore densità della crosta rispetto alle parti sottostanti dell'astenosfera , permettendo l'emersione di questi tesori nascosti nelle profondità della terra . E' stato calcolato che il Monte Bianco , se non fosse stato eroso per degradazione meteorica, raggiungerebbe i 20 chilometri di altezza . Ancora adesso nella continuazione dell'orogenesi alpino-himalaiana sicuramente in profondità si stanno formando cristalli che vedranno la luce fra molti , moltissimi anni .In una sommaria suddivisione potremmo distinguere le cristallizzazioni avvenute in :
-A) Le fessure con fluidi in movimento(derivati dai
plutoni) rappresentano il classico esempio di formazione dei filoni
minerari e sono state vie di fuga delle ultime soluzioni ricche di
elementi solubili ed anche gassosi .
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Le soluzioni sono state espulse dai magmi crostali come ultimo residuo delle cristallizzazioni, erano perciò costituite da sostanze volatili che, pur possedendo diversa temperatura , salinità e concentrazione, rientravano tutte nella classificazione di fluidi idrotermali . Tali fluidi in quantità più o meno grande hanno percorso le porosità , le fessure e le spaccature e per raffreddamento hanno depositato in cristalli minerali anche di interesse economico .
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-C) I fluidi interstiziali sono soluzioni disperse nella massa delle evaporiti e dei sedimenti organogeni che, con un lento migrare , hanno trasportato ioni anche molto lontano . Nel continuo sciogliersi e cristallizzare degli strati sottoposti a diagenesi , la grana della roccia è aumentata e i cristalli di quarzo formatisi, immersi in essa ,si sono accresciuti successivamente sottraendo spazio alla matrice per la loro superiore forza di cristallizzazione L'aspetto ci indica anche la velocità di crescita che dipende da vari fattori sia chimici che fisici ed anche dalla presenza o meno di germi o semi cristallini. Tali germi di cristallizzazione si possono formare per sovrasaturazione della soluzione idrotermale ,causata da raffreddamento o cambiamento di ambiente chimico , oppure possono essere costituiti da granuli di quarzo presenti in fessura , oppure ancora possono far parte della roccia stessa. Il numero e l'aspetto dei cristalli presenti nella cavità ci dicono molte cose sulla velocità di cristallizzazione , sul tempo di raffreddamento e sul chimismo ( per es. la presenza di alta pressione e di carbonati darà luogo all'abito alpino) . La concentrazione della silice presente nella soluzione influenzerà
perciò l'aspetto dei cristalli . La differenza delle cristallizzazioni
si spiega perciò abbastanza facilmente , anche se non completamente
. I cristalli aciculari , fittamente distribuiti e a volte biterminati
dei calcescisti , derivano da cristallizzazione rapida da soluzioni
concentrate , mentre i cristalli a volte giganti dei massicci centrali
delle Alpi provengono da soluzioni diluite , cristallizzate in tempi
lunghissimi ad alta temperatura . |
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E' rilevante sottolineare che le fessure isolate, formate da movimenti tettonici , mostrano una chiara liscivazione (cioè asportazione e alterazione di alcuni componenti la roccia ) intorno alla cavità,a vantaggio della crescita dei cristalli presenti in fessura (vedi foto sopra)
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