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Komatiite
La komatiite è una roccia magmatica ultrafemica, di origine mantellica, che si rinviene principalmente nei terreni precambrici. Può essere vulcanica o subvulcanica. È caratterizzata da un'elevatissima quantità di magnesio e basse quantità di alcali. Quasi sempre presenta una particolare tessitura chiamata spinifex, descritta più avanti. EtimologiaLe komatiiti prendono il nome dal fiume Komati in Transvaal, Sudafrica, lungo il quale queste rocce sono state scoperte e descritte per la prima volta nel 1969 da Viljoen & Viljoen. Composizione e tessitura La mineralogia primaria delle komatiiti è molto semplice: olivina magnesiaca (forsterite ~ 90%) e subordinato clinopirosseno (normalmente un'augite) ricco in alluminio. Comuni accessori sono la cromite o una magnetite ricca di cromo.
Le komatiiti sono inoltre distinte dalla altre rocce mafiche-ultramafiche per la presenza pressoché costante della tessitura Spinifex, caratterizzata da cristalli scheletrici, lamellari o appiattiti, di olivina e pirosseno formanti fasci subparalleli che si incrociano in una fine pasta di fondo di vetro vulcanico devetrificato. È il risultato di un raffreddamento molto rapido. Il termine Spinifex deriva dal nome di una pianta spinosa australiana (Triodia spinifex).
La pressoché totale assenza di fenocristalli nelle komatiiti è indicativa di un magma che, quando è stato estruso, era vicino alle temperature del liquidus o anche surriscaldato. Caratterizzazione geochimicaLe variazioni geochimiche risultanti dal frazionamento dell'olivina in una particolare massa komatiitica superano largamente quelle dovute a condizioni variabili di fusione parziale delle peridotiti in eventuali diverse sorgenti mantelliche, quelle di una contaminazione crostale, di un'alterazione successiva o di qualunque altro evento perturbante. I grafici bidimensionali del rapporto tra magnesio (quasi totalmente olivinico) e vari elementi incompatibili e compatibili sono utili per determinare la mobilità degli elementi durante il metamorfismo delle komatiiti: essi indicano la scarsa mobilità di magnesio e alluminio, una mobilità leggermente maggiore di titanio e nichel mentre il rubidio (e K, Na, Ba e altri) è mobile e ha una distribuzione sparsa. Sulla base degli elementi meno mobili, Arnd (1994) ed altri petrologi hanno riconosciuto due tipi distinti di komatiiti:
Le più recenti komatiiti della piccola isola di Gorgona, in Colombia, rappresenterebbero un terzo tipo ancora più ricco di alluminio. Messa in posto delle komatiiti e strutture lavicheLe Komatiiti si rinvengono sia in colate laviche che in corpi subvulcanici, e molto raramente come piroclastiti. Lo spessore delle colate laviche Komatiitiche varia da pochi cm fino a decine di m ed esse sono fortemente stratificate. Ogni livello presenta caratteristiche tessiturali diverse. Ogni colata è suddivisibile in due parti (Fig 1): 
I vari strati a tessitura diversa si formano durante il raffreddamento della colata lavica; i cristalli euedrali di olivina, presenti prima dell’eruzione o cristallizzati durante l’emissione, si accumulano alla base della colata, formando le varie zone B. Nello stesso tempo si sviluppa la tessitura spinifex, che si propaga man mano della sommità della colata, verso le parti più interne. Origine delle komatiitiSin dalla scoperta delle Komatiiti, sono nate numerose ipotesi e forti dibattiti in merito alla loro formazione e alle condizioni di fusione del mantello da cui si sono originate. Considerato che alti livelli di MgO nel magma indicano alte temperature di fusione, i petrologi oggi sono abbastanza d'accordo sul fatto che le komatiiti si generarono da un tasso di fusione insolitamente alto - forse più del 50% - di una peridotite del mantello insolitamente calda e ad una profondità molto maggiore di quella dove si originano i magmi basaltici. L'agente di questa fusione è stato individuato nella risalita di un pennacchio caldo del mantello in decompressione. Alcuni fatti sembrano dimostrarlo:
Il graduale raffreddamento del mantello e la riduzione di profondità della fusione parziale spiegano lo spostamento a più bassi valori di magnesio delle komatiiti tipo Munro e isola di Gorgona. Una fusione parziale appena leggermente più superficiale genera i magmi basaltici di isola oceanica (OIB) che sono più caldi degli ancora più superficiali basalti di dorsale medio-oceanica (MORB). Profondità di origine dei magmi komatiiticiDato che il rapporto CaO/ Al2O3 è fortemente dipendente dalla pressione, Herzberg (1995) ha utilizzato un diagramma binario Al2O3-CaO/ Al2O3 per stimare la profondità di formazione delle komatiiti. Ipotesi del magma primario idratoDa quanto sin qui detto è implicito che le komatiiti solidificarono da un magma essenzialmente privo di elementi volatili. Tuttavia alcuni dettagli della tessitura spinifex suggeriscono che il magma fosse relativamente idrato. Per produrre sperimentalmente delle olivine spinifex è necessario un raffreddamento di centinaia di gradi per minuto. Questa velocità in natura si può ottenere solamente per estrusione del magma nell'aria o sott'acqua e anche allora solo nei 3 cm più esterni della massa effusa, mentre le strutture spinifex si estendono al centro dello strato komatiitico fino a 7 m, dove il raffreddamento è solo di mezzo grado all'ora. Parman et al. (1997) da questi dati concludono che la struttura non è solo diagnostica di un rapido raffreddamento di un magma ad altissima temperatura, ma richiede dell'acqua disciolta nel fuso per accelerare la velocità di crescita dei cristalli e nel contempo ridurre la velocità di nucleazione degli stessi. Le temperature di fusione parziale di una roccia di origine mantellica si abbassano di circa 250 °C se il fuso è idrato, ma sono ancora 200 °C al disopra dei fusi idrati degli attuali archi magmatici e più di 100 al di sopra delle risalite nelle dorsali oceaniche. Se dunque gli arcaici magmi komatiitici erano abbastanza idrati, da una prospettiva consistente con il mondo moderno la loro generazione si può pensare in un cuneo di mantello sovrastante una crosta oceanica in subduzione che si disidrata. In alternativa i magmi komatiitici potrebbero essersi generati al di sotto di dorsali oceaniche o, più facilmente, in pennacchi ascendenti, entrambi in un mantello significativamente più idrato dell'attuale. Con questi presupposti la riduzione e scomparsa dei magmi komatitiici attraverso il tempo non è solo il risultato di un progressivo abbassamento della temperatura del mantello, ma anche di una sua irreversibile disidratazione. Distribuzione ed etàPoco dopo la scoperta delle komatiiti lungo il fiume Komati, nel Greenstone Belt di Barberton (Sudafrica), altre komatiiti furono individuate nel Yilgarn Block dell'Australia occidentale e nel Canada orientale. Attualmente si conoscono komatiiti in tutti i continenti, eccetto l'Antartide. Il riconoscimento delle komatiiti ha richiesto lungo tempo a causa della loro rarità (costituiscono appena il 5% dei magmi precambriani) e del fatto che sono quasi universalmente metamorfosate. Bibliografia
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