Rhyolite: formazione e varietà geologiche
Linas JuozenasCondividi
Riolite: formazione, geologia e varietà
La riolite è il corrispondente vulcanico del granito: una roccia ricca di silice prodotta quando un magma evoluto raggiunge livelli crostali superficiali o erutta in superficie. La sua storia geologica include cupole di lava viscosa, margini vetrosi, eruzioni esplosive ricche di pomice, lastre di flusso piroclastico saldate, sferuliti devetrificate e cavità riempite successivamente di silice.
Identità geologica
La riolite è una roccia vulcanica felsica, generalmente ricca di silice e dominata dalla chimica quarzo-feldspato. È l’equivalente effusivo del granito, ma si raffredda in superficie o vicino ad essa, quindi sviluppa comunemente una texture a grana fine, vetrosa, porfirica, a bande o piroclastica piuttosto che i cristalli grossolani interbloccati del granito.
La riolite tipica contiene quarzo e feldspato alcalino, comunemente sanidino o ortoclasio, plagioclasio e piccole quantità di biotite, hornblenda, magnetite, zircone, apatite o altri minerali accessori. Il suo alto contenuto di silice, comunemente intorno al 69–77% in peso di SiO2, rende il magma viscoso. Questa viscosità controlla gran parte della geologia distintiva della riolite: la lava si muove lentamente, i gas faticano a sfuggire e le eruzioni possono alternarsi tra cupole lente e frammentazione esplosiva.
Posizione composizionale
La riolite si colloca all’estremità ricca di silice della classificazione comune delle rocce vulcaniche. È più chiara e più ricca di quarzo e feldspato alcalino rispetto a dacite o andesite, e può includere vetro quando il raffreddamento è rapido.
Gamma di texture
Può essere afanitica, porfirica, a bande di flusso, sferulitica, vescicolare, amigdaloidale, ossidiana, perlitica, pomicea o saldata in tufi da flusso piroclastico.
Perché la famiglia è ampia
Ossidiana, perlite, pomice, pitchstone, ignimbrite, tufi saldati e rocce ospiti contenenti thunderegg possono tutti far parte di sistemi vulcanici riolitici quando la loro chimica e il contesto geologico sono appropriati.
Come si forma la riolite
La riolite si forma quando un magma diventa altamente evoluto, ricco di silice e contenente volatili, quindi si raffredda come lava, vetro o materiale di flusso piroclastico. Il percorso dal magma sorgente alla roccia finita può essere riassunto come una sequenza di generazione del magma, accumulo, eruzione, raffreddamento e alterazione.
Si genera un magma felsico
Il magma riolitico può originare da fusione parziale della crosta continentale, cristallizzazione frazionata di magma più mafico o una combinazione di cristallizzazione e assimilazione crostale. Man mano che i minerali cristallizzano dal magma, il liquido residuo si arricchisce di silice, alcali, acqua, fluoro e altri componenti incompatibili.
Il magma evolve in serbatoi poco profondi
I fenocristalli di quarzo e feldspato possono iniziare a crescere in una camera o condotto crostale poco profondo. L’acqua e i gas disciolti si accumulano, mentre il magma diventa denso, appiccicoso e difficile da degassare. Questo magma immagazzinato può poi alimentare dossi, colate laviche, eruzioni esplosive o corpi porfirici poco profondi.
Lo stile eruttivo divide il record
Se il gas fuoriesce gradualmente, la riolite può eruttare come un doss o coulée, spesso preservando bande di flusso e margini vitrei. Se la pressione si libera violentemente, il magma si frammenta in cenere, pomice, lapilli e correnti di densità piroclastica che possono ricoprire il paesaggio come tufo o ignimbrite.
Il raffreddamento determina le texture di vetro o cristallo
Il raffreddamento rapido può produrre ossidiana o vetro pomiceo. Un raffreddamento più lento e una successiva devetrificazione possono produrre una matrice microcristallina di quarzo-feldspato, sferuliti, litofise e crepe perlitiche. La cenere saldata può appiattire i frammenti di pomice in strisce chiamate fiamme.
I fluidi successivi modificano la roccia
I fluidi idrotermali e l’alterazione possono macchiare le bande con ossidi di ferro, alterare i feldspati e i minerali mafici, idratare il vetro trasformandolo in perlite, riempire le vesicole con calcedonio, quarzo, opale, calcite o zeoliti e produrre le cavità rivestite di silice osservate negli ospiti riolitici contenenti thunderegg.
Contesti geologici
La riolite è più comune dove la fusione della crosta, le camere magmatiche di lunga durata o la cristallizzazione frazionata estesa producono magma felsico evoluto. È particolarmente caratteristica delle province vulcaniche continentali, dei sistemi a caldera e di alcuni contesti di rift o punti caldi.
Archicontinenti vulcanici
Sopra le zone di subduzione, i magmi ricchi d’acqua risalgono nella crosta continentale, dove la cristallizzazione frazionata e la fusione della crosta possono generare magmi da dacitici a riolitici. Andesite e dacite possono essere più comuni, ma la riolite si sviluppa dove l’evoluzione è particolarmente intensa.
Sistemi a caldera
Grandi riserve felsiche possono eruttare enormi volumi di tufo da flusso di cenere, collassare in caldere e successivamente produrre dossi risorgenti, diatreti ad anello e sequenze impilate di ignimbrite. Yellowstone, Long Valley e la Zona Vulcanica di Taupō sono esempi ben noti di vulcanismo a caldera riolitica.
Rift continentali e punti caldi
L’estensione e l’elevato flusso di calore possono generare magmi riolitici, inclusi tipi peralcalini come comendite e pantelleriti. Questi possono contenere anfiboli alcalini o pirosseni insoliti e possono produrre vetri scuri o firme chimiche distintive.
Corpi subvolcanici poco profondi
Diaclasi, filoni, laccoliti e piccole intrusioni possono alimentare domi o depositi di cenere. Il loro raffreddamento più lento può produrre porfido riolitico, dove fenocristalli di quarzo e feldspato sono inseriti in una matrice felsica fine.
Gamma chimica all’interno della riolite
Non tutta la riolite ha la stessa chimica. Le rioliti peraluminose sono relativamente ricche di alluminio e possono essere associate a fasi ricche di fluoro come topazio o fluorite. Le rioliti peralcaline hanno sodio più potassio che superano l’alluminio e possono contenere minerali come aegirina o arfvedsonite. Queste distinzioni sono importanti in petrologia, interpretazione sul campo e confronto tra località.
Facies eruttive e deposizionali
I sistemi riolitici producono più di un tipo di corpo roccioso. Riconoscere la riolite sul campo spesso significa identificare se il materiale si è formato come lava, vetro, deposito di caduta, flusso piroclastico, intrusione superficiale o roccia ospite con cavità alterate successivamente.
| Facies | Come si forma | Espressione tipica sul campo |
|---|---|---|
| Domi e coulée | Lava altamente viscosa che esce lentamente da una bocca e si accumula vicino alla sorgente o avanza come un flusso spesso e lobato. | Masse a pareti ripide, bande di flusso, carapaci bloccosi, margini vetrosi, brecce e zone locali di ossidiana. |
| Margini di flusso di ossidiana | La fusione riolitica si raffredda rapidamente, sopprimendo la crescita dei cristalli e preservando il vetro vulcanico. | Vetro lucido nero, grigio, marrone o mogano con frattura concoidale e bordi affilati. |
| Pomice e pumicite | Il magma ricco di gas si espande rapidamente durante un’eruzione esplosiva, creando vetro altamente vescicolato. | Frammenti leggeri e schiumosi, depositi di caduta di pomice, cenere ricca di pomice o lenti di pomice all’interno dell’ignimbrite. |
| Depositi di caduta piroclastica | Cenere, pomice e lapilli si depositano dalle colonne eruttive. | Strati di cenere stratificati, gradazione della dimensione dei granuli, lapilli di pomice e ampi strati di caduta aerea. |
| Ignimbrite e tufo saldato | Correnti piroclastiche dense e calde depositano cenere e pomice; se abbastanza calde, frammenti di vetro e pomice si compattano e saldano. | Struttura eutassitica, fiamme di pomice appiattite, giunti colonnari, zone di saldatura dense e depositi a strati. |
| Porfido riolitico | Il magma si raffredda in condotti poco profondi, diaclasi, filoni o corpi subvolcanici prima o senza eruzione. | Fenocristalli di quarzo e feldspato in una matrice fine, localmente con margini raffreddati e aloni di alterazione. |
| Roccia ospite contenente thunderegg | Le cavità di gas, le litofise o i noduli nelle rocce vulcaniche riolitiche sono successivamente rivestiti o riempiti da fluidi ricchi di silice. | Noduli arrotondati con calcedonio, agata, quarzo, opale o altri minerali di silice all'interno di un ospite riolitico. |
Varietà e forme riolitiche correlate
Molti materiali riolitici nominati sono varietà per texture piuttosto che specie minerali separate. Lo stesso sistema magmatico felsico può produrre riolite compatta, vetro, pomice, perlite, tufo saldato e noduli riempiti di cavità.
| Materiale o varietà | Percorso di formazione | Indizi testurali | Interpretazione geologica |
|---|---|---|---|
| Riolite a bande di flusso | La lava viscosa viene tagliata, piegata e stirata durante il lento movimento. | Bande ondulate, nastri, strati piegati, macchie di ossido e variazioni di colore dal pallido al ruggine. | Registra il flusso in una cupola lavica ricca di silice, coulée o condotto poco profondo. |
| Riolite sferulitica o orbicolare | Il vetro vulcanico devetrifica in fasci radiali di quarzo-feldspato. | Macchie arrotondate, orbs, raggi stellari, aloni e texture simili a fiocchi di neve. | Indica materiale ricco di vetro che si è ricristallizzato dopo il raffreddamento. |
| Ossidiana | La fusione riolitica o dacitica si raffredda così rapidamente che i cristalli non possono crescere. | Lucentezza vitrea, frattura concoidale, bordi netti e bande di flusso locali. | Rappresenta un estremo del vetro vulcanico nel sistema riolitico. |
| Perlite | L'idratazione del vetro riolitico crea fratture concentriche curve. | Crepe a buccia di cipolla, texture vetrosa da grigio pallido a nero e comportamento di espansione se riscaldato industrialmente. | Mostra l'idratazione post-raffreddamento del vetro vulcanico. |
| Pomice | Il magma riolitico ricco di gas schiuma durante l'eruzione esplosiva. | Estremamente vesicolare, leggero, pallido, ruvido e poroso. | Registra l'espansione rapida dei volatili e la frammentazione del magma. |
| Ignimbrite o tufo saldato | Cenere calda e pomice da correnti di densità piroclastica si compattano e saldano. | Fiamme appiattite, stratificazione da flusso di cenere, foliazione eutassitica e frammenti di vetro saldati. | Conserva un deposito di flusso piroclastico su scala paesaggistica e ad alta temperatura. |
| Riolite contenente topazio | Magmi riolitici evoluti ricchi di fluoro e fasi di vapore tardive producono vug e minerali accessori. | Riolite di colore chiaro, cavità, topazio, fluorite, quarzo e minerali tardivi correlati. | Riflette sistemi felsici altamente evoluti peraluminosi o ricchi di fluoro. |
| Riolite peralcalina | I magmi di rift o hotspot evolvono verso composizioni ricche di sodio e potassio. | Vetro scuro, minerali alcalini insoliti, tonalità verdastre o marroni, e affinità con comendite o pantelleriti. | Indica un sistema felsico ricco di alcali distinto dalla tipica riolite calc-alcalina. |
| Riolite ospite di thunderegg | Fluidi ricchi di silice riempiono cavità, litofise o noduli nella roccia vulcanica riolitica. | Noduli arrotondati con interni di agata, calcedonio, quarzo, opale o cristallini. | Registra sia le texture dei gas vulcanici sia i fluidi mineralizzanti successivi. |
Texture e microstrutture
Le texture della riolite sono una registrazione di raffreddamento, movimento, frammentazione, idratazione, devetrificazione, saldatura e attività fluida successiva. Sono spesso più diagnostiche del solo colore.
Bande di flusso
Le bande possono riflettere variazioni nel contenuto di microliti, ossidazione, rapporto vetro-cristallo, abbondanza di bolle o impulsi ripetuti di magma leggermente diverso. Nel campione a mano appaiono spesso come strati piegati crema, tan, rosa, ruggine, grigio o verdastro.
Sferuliti
Le sferuliti sono intrecci radiali di quarzo e feldspato che si formano comunemente durante la devetrificazione del vetro. Possono produrre motivi a fiocco di neve, orbicolari, leopardati o a stella.
Fratture perlitiche
Il vetro vulcanico idratato può sviluppare fratture curve a strati concentrici. È caratteristico della perlina e può apparire anche nella riolite ossidiana alterata.
Fiamme
Nei tufi saldati, i frammenti di pomice si appiattiscono in strisce a forma di lente chiamate fiamme. Indicano compattazione, saldatura e tessitura di flusso nei depositi piroclastici caldi.
Vesicole e amigdale
Le bolle di gas creano vesicole. Il successivo riempimento minerale forma amigdale, spesso con silice, calcedonio, quarzo, opale, calcite o zeoliti.
Litofise
Le litofise sono cavità sferoidali vuote o parzialmente riempite nelle rocce vulcaniche felsiche. Possono essere rivestite di quarzo, calcedonio, opale o altri minerali secondari.
Struttura porfirica
Fenocristalli di quarzo o feldspato possono galleggiare in una matrice fine o vetrosa. Il quarzo può apparire arrotondato o incavato dove ha reagito parzialmente con il magma.
Matrice devetrificata
Il vetro è instabile nel tempo geologico e può ricristallizzarsi in aggregati fini di quarzo-feldspato, modificando lucentezza, colore, durezza e il modo in cui la roccia prende la lucidatura.
Minerali associati e alterazione
L’assemblaggio minerale della riolite inizia solitamente con quarzo e feldspato, poi si complica attraverso minerali accessori, degassamento, devetrificazione, ossidazione, idratazione e alterazione idrotermale.
| Categoria | Minerali o materiali comuni | Cosa suggeriscono |
|---|---|---|
| Minerali felsici primari | Quarzo, sanidino, ortoclasio, plagioclasio | Chimica da riolitica a granitica, con fenocristalli e matrice che registrano la velocità di raffreddamento. |
| Fasi mafici e accessorie | Biotite, hornblenda, magnetite, zircone, apatite, titanite, allanite | Composizione del magma, stato di ossidazione, storia di cristallizzazione e potenziale per geocronologia tramite zircone. |
| Indicatori peralcalini | Aegirina, arfvedsonite, anfiboli alcalini e pirosseni | Riolite evoluta ricca di alcali, spesso in contesti di rift o hotspot. |
| Fasi tardive ricche di fluoro | Topazio, fluorite, quarzo, minerali da fase di vapore | Magmi altamente evoluti, ricchi di volatili, con mineralizzazione tardiva di cavità o vug |
| Riempimenti secondari di silice | Calcedonio, agata, opale, quarzo | Fluidi ricchi di silice che circolano riempiendo vescicole, litofise, crepe o cavità di thunderegg. |
| Prodotti di alterazione | Argille, clorite, epidoto, ossidi di ferro, zeoliti, calcite | Alterazione, alterazione idrotermale, ossidazione, idratazione o circolazione fluida successiva. |
Indizi sul campo e identificazione
La riolite può assomigliare ad altre rocce felsiche o ricche di silice, quindi l’identificazione dovrebbe combinare colore, tessitura, fenocristalli, struttura, densità, reazione agli acidi e contesto geologico.
Cerca quarzo e feldspato
I fenocristalli di quarzo possono essere chiari, fumé, arrotondati o incassati. I fenocristalli di feldspato sono spesso pallidi, tabulari e più angolari. La loro presenza aiuta a distinguere la riolite da molti simili non vulcanici.
Leggi la struttura
Bande di flusso, sferuliti, fiamme, crepe perlitiche, margini vetrosi e frammenti di pomice indicano un’origine vulcanica riolitica.
Separa la riolite dalla dacite
La dacite è generalmente meno ricca di silice, comunemente più ricca di plagioclasio e può contenere più anfibolo o pirosseno. I confini nei campioni a mano possono essere incerti senza petrografia o analisi chimica.
Separa la riolite dalla trachite
La trachite è ricca di feldspato alcalino ma ha poco o nessun quarzo e può mostrare lamine di feldspato allineate. La riolite include comunemente quarzo e vetro o massa di fondo più ricchi di silice.
Separa la riolite dal diaspro
Il diaspro è quarzo microcristallino e può mancare di fenocristalli vulcanici, vescicole, fiamme o bande di flusso attorno ai cristalli. Alcuni materiali commerciali decorati chiamati diaspro sono in realtà rocce vulcaniche riolitiche o silicificate.
Controlla attentamente la reazione agli acidi
La riolite è una roccia silicatica e generalmente è inerte agli acidi diluiti freddi. La effervescenza locale può derivare da calcite secondaria in vene o cavità piuttosto che dalla riolite stessa.
Cura informata dalla geologia
La riolite compatta è generalmente resistente, ma i materiali riolitici variano molto. Una lastra densa a bande di flusso, un frammento di pomice porosa, un bordo vetroso di ossidiana e una fetta di thunderegg con cavità richiedono trattamenti diversi.
Riolite compatta
Pulisci con un panno morbido e lava brevemente con sapone delicato e acqua tiepida quando necessario. Evita acidi aggressivi, polveri abrasive e shock termici ripetuti.
Zone vetrose
Le aree ossidiane o perlitiche possono scheggiarsi nettamente e mostrare reti di crepe curve. Proteggi i bordi ed evita urti.
Materiale poroso e pomiceo
Pomice, riolite vescicolare e zone tufacee deboli possono intrappolare acqua, sporco, oli e residui. Non immergere pezzi fragili o porosi.
Pezzi con cavità
Le fette di thunderegg, le litofise e i pezzi amigdaloidali dovrebbero essere supportati dal basso. Evitare pressione su ponti sottili, cavità aperte o interni druzy.
Domande frequenti
L’ossidiana è una roccia separata dalla riolite?
L’ossidiana è vetro vulcanico, e molta ossidiana è di composizione riolitica o dacitica. Si differenzia principalmente per la texture: l’ossidiana si è raffreddata troppo rapidamente per far crescere cristalli, mentre la riolite compatta è parzialmente o completamente cristallizzata.
Perché la riolite forma cupole invece di lunghi flussi fluidi?
Il magma riolitico è ricco di silice e quindi molto viscoso. Resiste al flusso, intrappola i gas e tende a formare cupole spesse, coulée, margini vetrosi o depositi esplosivi di cenere piuttosto che lunghi fiumi fluidi di lava.
Cosa crea i motivi orbicolari o “leopardo” nella riolite?
Molti motivi orbicolari sono prodotti da sferuliti: crescite radiali di quarzo-feldspato che si formano durante la devetrificazione del vetro vulcanico. Aloni di ossidazione e colori di alterazione possono far apparire le sfere macchiate o anellate.
Come fa il tuffo saldato a diventare roccia dura?
I depositi di cenere calda possono depositarsi a temperature sufficientemente alte da far compattare, deformare e saldare insieme frammenti di vetro e pomice. Questo produce ignimbrite densa con fiamme appiattite e una trama striata.
La “riolite della foresta pluviale” è davvero riolite?
Il materiale venduto con quel nome è generalmente una roccia riolitica decorata, spesso con toni verdi e texture orbicolari o sferulitiche. Può anche essere commercializzato con nomi simili a diaspro, quindi la texture e il contesto geologico sono più affidabili del solo nome commerciale.
Qual è la differenza tra pomice e perlite?
La pomice si forma quando il magma riolitico ricco di gas schiuma durante un’eruzione esplosiva, creando un vetro molto leggero e vesicolare. La perlite si forma quando il vetro riolitico si idrata dopo il raffreddamento e sviluppa crepe curve a strati, simili a bucce di cipolla.
Perché i thundereggs sono associati alla riolite?
Molti thundereggs si formano nelle rocce vulcaniche riolitiche dove cavità, litofise o noduli vengono successivamente riempiti da fluidi ricchi di silice. I loro interni possono contenere calcedonio, agata, quarzo, opale o minerali di silice misti.
Prospettiva finale
La riolite è meglio compresa come una famiglia di texture prodotte da magma felsico evoluto. Lo stesso sistema ad alto contenuto di silice può raffreddarsi come lava a bande, solidificare come ossidiana, idratarsi in perlite, schiumare in pomice, frammentarsi in cenere, saldarsi in ignimbrite o ospitare thundereggs riempiti di agata. La sua geologia è quindi uno studio sul tasso di raffreddamento, la viscosità, il comportamento dei gas, la devetrificazione, la saldatura e il successivo lavoro dei fluidi. Un pezzo di riolite non è semplicemente una pietra decorata; è un record conservato di come il magma ricco di silice si è mosso, fratturato, raffreddato e trasformato.