QUARTZ FADEN ASSOCIATIONS . In this chapter, the aspects of flattened parallel associations, which are crossed by a white strip, are examined. A theory on their forming is here enounced.
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ASSOCIAZIONI Pag. 2 -- ASSOCIATI FADEN

 

La strana associazione parallela dei cristalli attraversati da una banda lattescente è stata ignorata per lungo tempo e solo recentemente presa in considerazione . Infatti il Dana nell'edizione del 1962 curata dal Frondel "Silica Minerals " ne fa un solo accenno,definendolo "pseudopiano di simmetria che compare in molti cristalli distorti molto appiattiti"; (è probabile che abbia ignorato pubblicazioni non prettamente cristallografiche ).

Molto più tardi il Rykart ne descrive i tipi e i ritrovamenti
(fatti in Svizzera ) a partire dal 1977. Il Rykart per spiegarne la formazione ripropone , condividendola , la teoria di formazione che il russo Laemmelein formulò nel 1937 . Il russo sosteneva che la causa della formazione dei cristalli "con filo " provenienti dai Monti Urali Meridionali da lui studiati , era dovuto ad un ponte bacillare di quarzo monocristallino creatosi precocemente all'apertura lenta e continua di una spaccatura della roccia metamorfica .

Il Laemmelein ipotizzava che il grano di quarzo monocristallino si fosse generato per ricristallizzazione di un grano di quarzo preesistente, che era stato coerentemente orientato durante la ricristallizzazione causata dal processo metamorfico. A suo dire all'apertura della fessura il grano immerso nella massa rocciosa si spezzava in due e veniva risaldato per ulteriore crescita del quarzo .

Con fratture periodiche causate dal continuo aprirsi della roccia e continuamente riparate dalla crescita cristallina , si formava un lungo ponte monocristallino bacillare in orientamento ortogonale alla frattura , cioè corrispondente alla direzione di apertura della cavità; al termine del processo di apertura il cristallo complesso cristallizzava normalmente .

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A sinistra nei primi cinque disegni è riprodotta schematicamente l'ipotetica formazione secondo le ipotesi del Laemmelein . Se l'accettassimo come possibile , le caratteristiche del quarzo ci obbligherebbero a concludere che la figura corretta può essere solo l'ultima a destra , che non è mai stata osservata. Nel disegno l'asse "C"è ipotizzato parallelo all'asse di apertura . Se ammettiamo una crescita trasversale all'asse "C",come è riprodotto nei disegni a sinistra , dobbiamo a maggior ragione ammettere anche una crescita lungo lo stesso asse;perciò alla fine (se l'ipotesi ponte fosse esatta) dovremmo avere un aspetto dei cristalli simile al disegno ultimo a destra , dove la parte tratteggiata riproduce la banda che avrebbe subito ripetute fratturazioni risanate e la parte bianca la crescita cristallina non disturbata dalle fratturazioni .

 
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 Cristalli "faden"complessi visti al polarizzatore . Allevard (Francia)
mm 30 - 35

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Associazione isoorientata come si nota dal colore omogeneo del cristallo visto al polarizzatore . Ghiacciaio del Miage
(AO ). mm 42.
 
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 Cristallo faden intensamente affumicato proveniente dalla zona del Dente del Gigante Val D'Aosta .mm32

 Coerenza vorrebbe che, anche ammettendo una crescita trasversale all'asse "C"
,ci fosse la conseguente crescita in direzione parallela a quest'ultimo ( e di ben maggiore entità!).Si dovrebbero perciò osservare ,alla fine del processo ,delle bande bianche a cuneo, perchè anche la ricrescita lungo l'asse "C" si sarebbe dovuta spezzare anzi, considerando le due parti della fessura, addirittura formare un rombo ; invece le bande dei cristalli sono sempre di aspetto parallelo nel senso della lunghezza , per questo definite "a nastro , filo , banda , anima ,ecc." .

Tutto questo mi sembra poco probabile e in contrasto con le caratteristiche chimico-fisiche del quarzo . Una delle caratteristiche peculiari del quarzo alfa è la sua spiccata maggiore velocità di crescita cristallina lungo l'asse ottico ( asse "C" ) , per questo i cristalli sono spesso sottili e mostrano sempre un forte sviluppo dell'esagono . Questa capacità è mantenuta in tutti gli ambienti di formazione dei cristalli alfa , anche del quarzo sintetico .

Ad esempio , confrontando lo spessore depositato di materiale sintetico , fatto cristallizzare su lamine tagliate secondo 0001(pinacoide) , cioè trasversali all'asse "C" , e la crescita sull'esagono (ortogonale alla prima ), il rapporto di cristallizzazione , cioè lo spessore di crescita nelle due direzioni , è di 100 a 1 o più .

L'immagine mostra un cristallo completamente "costruito" dalla sintesi .E' stato utilizzato un seme costituito da una lamina sintetica di forma esagonale di colore azzurro tagliata trasversale all'asse "C". Come si può rilevare la crescita di materiale ialino in direzione trasversale all'esagono azzurro è stata praticamente trascurabile , mentre in direzione dell'asse "C" il deposito è stato tale da completare il cristallo.(Si nota anche il residuo del filo metallico usato per appenderlo all'interno dell'autoclave ) . Russia mm 25.

Un'altra obiezione è che, se la ricristallizzazione del grano iniziale orientato è provocata dalla pressione litostatica sulla roccia madre, l'asse "C" di maggiore crescita del quarzo deve necessariamente essere parallelo alla scistosità.

L'esperienza invece evidenzia che i meccanismi di frattura della roccia creano sempre cavità perpendicolari alla scistosità ; ne consegue che i cristalli dovrebbero essere con l'asse "C" perpendicolari alla frattura della roccia , mentre l'osservazione mostra che spesso l'asse "C" è parallelo alla cavità della roccia madre .

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 Particolare di gruppo di cristalli faden in matrice di quarzo. Pakistan. Distretto di Dara Ismael Khan . mm 95.

 

 

Banda bianca che mostra la planarità della distribuzione delle bolle Gh. del Miage area foto mm 3x 2 ca.
 
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Cristallo di tipo 3, (vedi oltre)che mostra una sottile striscia bianca .Un cristallo sottile (tipo 4)è concresciuto subparallelo alla banda, dall'esterno penetra nei cristalli di maggiore dimensione ,in alto altri cristalli (poco visibili )hanno un andamento trasversale alla banda bianca . Pakistan Dara Ismael Khan . mm 86.
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 Affumicato Faden "diagonale" Dente Gigante (AO) mm 39.

Esistono ,come abbiamo visto sopra ( seppur raramente ) altri tre tipi di associazione che mostrano la banda lattescente in direzione diversa dalla prima , rispetto all'asse "C".In totale sono cinque le direzioni della riga bianca osservate all'interno dei cristalli , in una suddivisione non rigorosa (e una numerazione arbitraria ) si distinguono : la trasversale (tipo1), la diagonale corta(tipo 2) e la diagonale lunga( tipo 3), tutti
in cristalli decisamente appiattiti.Un ulteriore tipo ha la banda sub-parallela all'asse "C"(tipo 4) , ed infine un'altra che attraversa il cristallo partendo dal centro della faccia dell'esagono invece che dallo spigolo dove esce l'asse "a" (tipo 5).

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 tipo2.Gh.del Miage

 tipo 3 Allevart

 tipo 4 Pakistan

 tipo 5 Gh. del Miage

Solitamente sono uniformi ,nel senso che ogni associazione di cristalli paralleli mostra una stessa direzione rispetto all'asse "C". Rare volte i vari tipi possono comparire concresciuti insieme sulla unica banda lattescente ; ogni serie di essi mostra un orientamento spaziale diverso, ma non casuale.

quartz crystals faden type associations

Coppia di aggregati complessi che riassumono i cinque tipi ritrovati . L'individuo di maggiori dimensioni a sinistra corrisponde al tipo 5 . Infatti in primo piano sporge lo spigolo dell'esagono. Il cristallo maggiore di destra è molto appiattito e sottile tipo1 con le due facce dell'esagono parallele all'unico filo faden che ha dato luogo all'aggregato. Degli altri si distingue nettamente l'appartenenza . E' rilevante sottolineare che in questi due aggregati i cristalli sono cresciuti intorno ad un unico "nastro".
Pakistan mm 60 - 63 .

Esso si ripete nelle varie paragenesi . A volte, allorquando sembra che i cristalli siano di un solo tipo, controllando al microscopio polarizzatore, si nota che gli individui più sviluppati includono cristalli di minore dimensione secondo le altre direzioni di crescita .

 

 
quartz crystals faden associations

 tipo 1 .Tipico esempio di cristallo "trasversale" con la banda bianca , parallela all'asse "a"e ortogonale (quasi) all'asse "C".Miage (AO). mm 38.
quartz crystals faden associations

La fotografia eseguita al polarizzatore mostra che non sempre le porzioni cristalline degli individui faden sono parallele ,si constata dal diverso colore mostrato . Gh.io del Miage (AO) mm 38.

 

 
quartz crystals faden  type associations

 Altro esempio di aggregati complessi visti dall'alto; in pianta si nota una distribuzione esagonale.La numerazione assegnata denomina i tipi presenti in questa associazione.Le angolazioni sono una costante che si ripetono
in diversi luoghi di formazione dei faden,
anche se rare volte si possono osservare tutte concresciute insieme. Pakistan , mm 13.

IPOTESI COESITE

In ultima analisi mi sembra di poter affermare che con la suddetta teoria si siano portate supposizioni non sostenibili , mentre mi pare più verosimile ipotizzare che una fase della silice con crescita bacillare , per cambiamento di pressione e/o temperatura, possa assere stata trasformata in quarzo alfa , (il nastro lattescente ) per poi continuare a crescere (nel nuovo ambiente )come fase quarzo nella nuova direzione dell'asse "C".

 

Grafico di stabilità delle fasi della silice .La zona in grigio ipotizza la zona di transizione delle due fasi in questione .

 

Come si può rilevare dal grafico di stabilità e trasformazione della silice è sufficiente una caduta di pressione anche di modesta entità per passare dal campo della coesite a quella del quarzo alfa . Infatti la coesite ha tutte le caratteristiche chimico-fisiche per essere ragionevolmente presa come generatrice del nastro bianco che ha formato i nostri strani cristalli .La coesite che è monoclina , genera cristalli bacillari alla temperatura di 450°C e alla pressione di 35 Kbar. Alla stessa temperatura per diminuzione di pressione si trasforma velocemente in quarzo alfa .

Queste condizioni sono similari alle pressioni tettoniche locali ( che possono diminuire velocemente) e alle temperature esistenti in profondità nei pressi dei plutoni granitici .
Condizioni esistenti ad esempio nei massicci del Monte Bianco , Belledonne o altri , che corrispondono guarda caso alle zone di ritrovamento dei quarzi in oggetto .

La coesite che ha una densità di 3,01, nel trasformarsi in quarzo alfa con densità di 2,6 deve riarrangiare il reticolo con la ricostruzione della struttura del quarzo alfa . Il processo ipotizzato avviene per diminuzione di pressione. Nel trasformarsi, l'edificio cristallino subisce un aumento di volume di circa il 10% con l'inevitabile rottura dei legami silicio-ossigeno .

 
quartz crystals faden associations

Cristalli visti lateralmente per evidenziare la differenza della sezione . Il primo a sinistra è un cristallo con la banda bianca parallela all'asse "a"(tipo 1). Il cristallo a destra corrisponde al tipo 5 ed è attraversato dalla banda bianca che inizia e termina dal centro di una faccia di esagono, vale a dire ruotato di 30° dall'asse "a".Conseguentemente gli esagoni non sono paralleli alla riga bianca . Ghiacciaio del Miage . mm 38 - 43.
 
 
quartz crystals faden associations

Il cristallo destro della foto in alto, visto al polarizzatore mostra che il nastro è inclinato di 78°con l'asse "C"; forma anche un angolo di 30° con l'asse "a" ed è accompagnato da un cristallo subparallelo tipo4 incluso durante la crescita dei cristalli di maggiore dimensioni . Ghiacciaio del Miage (AO) mm 43.
many faden quartz  type
Questi quattro individui hanno l'asse ottico "C" verticale e parallelo al piano della fotografia , si noti la diversa orientazione dei
nastri "faden"

 

Questo spiega probabilmente la serie di regolari fratturazioni
(troppo regolari e sottili per essere causate dai movimenti orogenetici), analogamente a quanto è stato osservato e documentato nella trasformazione della cristobalite quando passa dal tipo alfa di alta temperatura a quello di bassa temperatura la cui variazione volumetrica è solo del 6-7% inferiore perciò al nostro caso .

E' ragionevole pensare che le soluzioni presenti
in fessura siano penetrate in queste fratture dell'edificio cristallino (trasformate in quarzo alfa) e le abbiano rinsaldate, rimanendo intrappolate poi come fluidi supercritici ( siamo a 450 ° C !! ).Le cavità (contenenti i fluidi) a volte hanno col tempo generato vacuoli con aspetto di cristalli negativi osservati su alcuni esemplari .

In conclusione questo tipo di cristallizzazione è verosimilmente una: "crescita epitattica su una paramorfosi di quarzo alfa derivata da coesite" .


 

Microfotografia dei vacuoli di una striscia bianca (di tipo 1).Le innumerevoli cavità in questa occasione hanno assunto l'aspetto di cristalli negativi . Normalmente sono di aspetto irregolare . Il senso della banda è verticale . Ghiacciaio del Miage (AO).Area fotografata mm 6,5.ca

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