CARATTERISTICHE GENERALI DEI DEPOSITI PIROCLASTICI

CARATTERISTICHE GENERALI DEI DEPOSITI PIROCLASTICI

I depositi piroclastici sono formati dalla sovrapposizione dei prodotti eruttati da un vulcano nel corso delle eruzioni esplosive e si presentano spesso stratificati. Con strato si intende un singolo livello di prodotti, con spessore superiore al centimetro, con caratteristiche che lo differenzino dai prodotti sopra e sottostanti. All'interno di uno strato si possono trovare delle lamine, cioé strati con spessori inferiori al centimetro.

La stratificazione (o la laminazione) può essere parallela al limite dello strato oppure presentare con questo un angolo (stratificazione incrociata o obliqua). Uno strato che non presenta laminazioni, ne' strutture di altro genere, si definisce massivo.

Le caratteristiche generali di un deposito piroclastico (spessore, geometria) vengono descritte come struttura del deposito, mentre con tessitura si descrivono le caratteristiche dei singoli granuli (dimensioni, forma, tipo di granulo, ecc.).

I piroclasti di un deposito possono essere più o meno arrotondati. Quelli con un buon grado di arrotondamento sono frequenti nei depositi da flusso, in quanto subiscono urti e abrasioni durante il trasporto. Una pomice può essere anche completamente frantumata dagli urti dopo un certo tragitto. Una forma spigolosa è invece tipica dei piroclasti da caduta.

Alcuni piroclasti sono molti vescicolati per la presenza di bolle di gas inesplose. I piroclasti più vescicolati, anche se in misura molto variabile, sono le pomici e le scorie. Quelli più densi sono i cristalli.

I piroclasti grossolani formano l'ossatura di un deposito, mentre quelli più fini che riempiono i vuoti costituiscono la matrice. Al diminuire del numero di contatti fra i granuli dell'ossatura, aumenta la quantità di matrice. Nei casi estremi, la struttura di uno strato di piroclasti viene definita supportata dai granuli oppure supportata dalla matrice.

Se in un deposito le dimensioni medie dei piroclasti cambiano dal basso verso l'alto, si dice che vi è una gradazione granulometrica. La gradazione può essere diretta, o normale, quando le particelle più grossolane stanno alla base e le loro dimensioni diminuiscono progressivamente verso l'alto del deposito. La gradazione è inversa nel caso opposto.

Si dice gradazione simmetrica quando varia da inversa a normale o da normale a inversa; multipla diretta o inversa quando, in uno stesso strato, si ripetono più fasce a gradazione diretta o inversa.

Quando i piroclasti che formano un deposito hanno mediamente le stesse dimensioni, si dice che vi è una buona cernita o selezione granulometrica (si usa in genere il termine inglese sorting). I depositi da caduta presentano le granulometrie più omogenee, mentre i flussi piroclastici possono sedimentare insieme clasti con dimensioni molto diverse.

Alcuni depositi piroclastici da flusso sono saldati, cioé formano una roccia compatta, spesso chiamata tufo vulcanico. La saldatura consiste nella coesione dei bordi fusi dei granuli vetrosi e può verificarsi sia durante che dopo la sedimentazione.

Le cause principali della saldatura sono la temperatura dei piroclasti e il successivo accumulo di prodotti che possono fare pressione sul deposito sottostante e insieme rallentarne il raffreddamento. La circolazione dei gas attraverso i pori di un sedimento in origine sciolto può causare alterazioni chimiche e la ricristallizzazione delle particelle vetrose che danno una struttura saldata a interi depositi o a ampie porzioni degli stessi.

Il grado di saldatura viene misurato dalla diminuzione di porosità del deposito o dei singoli piroclasti. Sono possibili tutti i gradi di saldatura, da quello incipiente, in cui i piroclasti aderiscono semplicemente uno all'altro, a quello in cui tendono a fondersi uno nell'altro, con deformazioni nella forma e nella densità, fino alla perdita dei contorni dei singoli individui e all'omogenizzazione completa.

Nella compattazione dei depositi piroclastici da flusso, grosse pomici disperse nella matrice vengono deformate e assumuno forme allungate di colore scuro, dette fiamme. In una saldatura incipiente, si appiattiscono solo i clasti più grandi che hanno conservato una maggiore quantità di calore, mentre nelle fasi estreme, il processo interessa anche la matrice vetrosa.

La formazione delle fiamme è più frequente nelle zone inferiori di un deposito, dove si risente maggiormente la pressione del materiale soprastante. Nel deposito di un singolo flusso, è facile trovare fiamme alla base e elementi non deformati nella parte alta. Data la differente resistenza del materiale si possono anche trovare insieme pomici deformate e litici indeformati.

I depositi dei flussi piroclastici e in particolare quelli di grosso spessore, come le ignimbriti, presentano spesso zone con concentrazione di particelle dense o grossolane e prive di matrice fine, dette strutture di degassazione o fumarole fossili.

Le strutture di degassazione si formano perché i gas, muovendovi attraverso i piroclasti mentre escono dalla miscela eruttiva, trascinano verso l'esterno le particelle più leggere che costituiscono la matrice, lasciando una concentrazione di granuli pesanti, come cristalli e litici.

Le strutture di degassazione più comuni sono dette pipes e hanno una forma più o meno cilindrica che si sviluppa verticalmente, secondo i canali che percorre il gas quando esce dal flusso piroclastico in movimento o al momento della sedimentazione.

In alcuni casi, l'asportazione di matrice e la conseguente concentrazione di cristalli e di piroclasti densi interessa l'intera parte superiore di grossi depositi da flusso che vengono detti impoveriti di particelle fini (più spesso si usa la definizione inglese, fines depleted).

Quando la presenza di gas in circolazione nel deposito causa la ricristallizzazione delle particelle vetrose, si possono formare strutture saldate, molto resistenti anche a successivi rimaneggiamenti. L'erosione superficiale dei depositi ha messo in evidenza numerose forme derivanti dalla saldatura di parti del deposito ad opera dei gas circolanti.