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LeOfioliti sono sezioni dicrosta oceanica e del sottostante mantello che sono state sollevate o sovrapposte allacrosta continentale fino ad affiorare.
Il nome ofiolite, dalgreco ὄφις=serpente e λίθος =roccia, letteralmenteroccia serpente, è dovuto alla loro caratteristica colorazione verdognola, che ricorda la pelle di molti rettili. Le ofioliti sono conosciute nel lessico popolare con il termine dirocce verdi opietre verdi.
Il termine ofiolite è stato usato per la prima volta daAlexandre Brongniart nel1813[1] in riferimento ad un gruppo di rocce verdi (serpentiniti ediabasi) delleAlpi. Successivamente il concetto fu ampliato da G. Steinmann (1907), che allaserpentinite associòbasalti acuscino eselce contenente resti fossili diradiolari, di frequente rilievo nelleAlpi Orientali[2].
L'interesse per le ofioliti crebbe a partire dai primianni sessanta con la scoperta che questa sequenza di rocce era simile a quella che si ritrova suifondali oceanici inespansione. Questa scoperta era legata da un lato all'osservazione dellebande magnetiche, parallele alladorsale medio-atlantica, con polarità inversa fra loro, nelle rocce del fondo oceanico, interpretata nel 1963 come la prova dell'espansione del fondo oceanico;[3] e dall'altro all'osservazione di un complesso di filoni stratificati all'interno delle ofioliti diTroodos (Cipro), che doveva essere stato generato dall'intrusione di nuovo magma, dato che non rimanevano tracce di rocce di contenimento più vecchie[4].
Nel 1971 Moores e Vine conclusero che il complesso di Troodos poteva essere stato formato solo da un processo di espansione del fondo oceanico come proposto nel1963.[5] Così è stata universalmente accettata l'interpretazione che le ofioliti siano parti di crosta oceanica tettonicamente portate in superficie.
La grande importanza geologica delle ofioliti risiede nel testimoniare, all'interno delle grandi catene montuose come leAlpi e l'Himalaya, la presenza di restiobdotti di un bacino oceanico preesistente consumato dal fenomeno dellasubduzione. Questa evidenza è uno dei pilastri dellatettonica a zolle e le ofioliti hanno quindi un ruolo centrale nella conferma di tale teoria.
La sequenzastratigrafica che si osserva nelle ofioliti corrisponde alla sequenza di formazione dellalitosfera nelle dorsali medio-oceaniche:
Una conferenza internazionale sulle ofioliti nel 1972 ridefinì il termine ofiolite come particolare associazione dirocce femiche eultrafemiche associate a rocce sedimentarie, intrusive ed effusive ricche insodio, aventi masse podiformi ricche incromiti. Questa definizione è stata contestata recentemente dai nuovi studi dell'Integrated Ocean Drilling Program e da altre campagne di perforazione oceanica che hanno mostrato come l'attuale crosta oceanica può essere molto variabile e che lerocce effusive sono in posto direttamente sulle peridotiti tettonizzate, senza i gabbri intermedi. Molte ofioliti hanno simili variazioni nella loro stratigrafia, alcune primarie, altre dovute a successivi movimenti tettonici.
I ricercatori sono riusciti a perforare solo 1,5 km dei 6–7 km di spessore della crosta oceanica, quindi le conoscenze sugli strati più profondi derivano dalla comparazione degli studi geosismici con le strutture ofiolitiche affioranti. La crosta oceanica ha una strutturageosismica compatibile con la sequenza stratigrafica sopra descritta. Nel dettaglio ci sono delle difficoltà con molte ofioliti che presentano uno strato di rocce effusive più sottile rispetto a quello rilevato per la crosta oceanica. Un altro problema della relazione fra ofioliti e crosta oceanica è lo spesso strato di gabbri delle ofioliti che richiede la presenza di grandicamere magmatiche al di sotto delle dorsali oceaniche. Le rilevazioni sismiche hanno evidenziato la presenza di poche camere magmatiche sotto le dorsali e comunque molto sottili. Poche perforazioni profonde hanno intercettato il livello di gabbro nella crosta oceanica, ed esso non risulta stratificato come nelle ofioliti.
La circolazione difluidi idrotermali attraverso la crosta oceanica neoformata causa laserpentinizzazione, cioè l'alterazione delle peridotiti e l'alterazione dei minerali costituenti i gabbri e i basalti verso organizzazioni mineralogiche di temperatura più bassa. Per esempio,plagioclasi,pirosseni eolivine nei filoni colonnari e nelle parti effusive si alterano rispettivamente inalbite,clorite eserpentino. Spesso filoni ricchi di zolfo-ferro si trovano sopra rocce molto alterate diepidoto equarziti, che sono la prova della presenza di attività idrotermale che continuava ad operare sulla crosta oceanica che si allontanava progressivamente dalla dorsale.
Nonostante sia ragionevole credere che le ofioliti siano comunque composte da crosta oceanica e parti del mantello, alcuni problemi si evidenziano ad un esame più ravvicinato. Differenze di composizione che riguardano i contenuti disilice (SiO2) e dibiossido di titanio (TiO2), per esempio, pongono i basalti delle ofioliti nel campo delle rocce delle zone di subduzione (~55% silice, <1% TiO2), mentre i basalti di dorsale medio-oceanica hanno tipicamente ~50% silice e 1,5-2,5% TiO2. Queste differenze di chimismo si estendono anche agli elementi in tracce (elementi presenti in concentrazioni inferiori a 1000 ppm). In particolare, gli elementi in tracce associati a zone di subduzione vulcaniche (arco insulare) si riscontrano in alte concentrazioni nelle ofioliti, mentre gli elementi in tracce che si trovano in alte concentrazioni nei basalti delle dorsali medio-oceaniche e sono scarsi nelle zone vulcaniche di subduzione, sono scarsi anche nelle ofioliti.
Una situazione diavantiarco per la maggior parte delle ofioliti risolve anche il problema di come possa essere stata trasportata della crosta oceanica sopra la crosta continentale. Si ipotizza che la crosta continentale che viene portata dalla sottostante zolla tettonica dentro una zona di subduzione si scontri con la zolla obducente, provocando la fine della subduzione, con conseguente sollevamento della parte di crosta continentale subdotta (la crosta continentale ha una densità nettamente inferiore a quella della crosta oceanica e del mantello) che trasporta su di sé parti della crosta oceanica – le ofioliti.
Ofioliti con una composizione compatibile ai basalti tipici dei punti caldi (hot spot) o delle dorsali medio-oceaniche sono rari, e sono generalmente molto sparpagliati all'interno dei cunei d'accrezione createsi nelle zone di subduzione.
La maggioranza delle serie ofiolitiche può essere divisa in due gruppi: Tetidiani e Cordilleriani. Le ofioliti tetidiane sono caratteristiche del Mediterraneo Orientale - ad esempio,Troodos a Cipro e Semail in Oman - e consistono in serie relativamente complete di rocce che corrispondono alla successione classica delle ofioliti e sono state messe in posto su un margine continentale quasi intatto (Tetide è il nome dato al mare che separava l'Europa dall'Africa). Le ofioliti cordilleriane sono tipicamente quelle che si rinvengono sulle catene montuose dell'America nord-occidentale (la Cordigliera). Queste ofioliti giacciono su cunei di accrezione (complessi di subduzione) e non sono associate a margini continentali passivi. In queste sono incluse le ofioliti della California del Coast Range, le ofioliti delle montagne Klamath (California, Oregon) e le ofioliti della parte sud delle Ande. Nonostante le differenze di messa in posto, entrambi i tipi di ofiolite sono esclusivamente di origine SSZ (Supra-Subduction Zone).[6]
L'età delle ofioliti è spesso sorprendentemente vicina all'epoca del loro posizionamento sulla crosta continentale. Le ofioliti sono presenti in tutte le principali catene montuose mondiali, sia collisionali (come l'Himalaya) che non (come leAnde). Il chimismo delle ofioliti - correlato alle zone di subduzione - e la loro associazione con le catene montuose suggeriscono che la loro formazione e messa in posto siano correlate alla chiusura dei bacini oceanici e alla collisione fra zolle (fase finale del ciclo di Wilson) piuttosto che all'apertura degli oceani e alla conseguente espansione del fondo oceanico, come inizialmente si riteneva.
Inoltre, la presenza delle ofioliti lungo lastoria della Terra non è costante, ma, piuttosto, esse si sono formate e messe in posto a determinati intervalli. Questi periodi di tempo ben corrispondono alle fasi di separazione e deriva deisupercontinenti, non perché si formino presso le dorsali che separano i continenti, ma perché il grande oceano che coesisteva ai supercontinenti doveva subire la subduzione lungo nuove zone di subduzione al procedere dell'espansione oceanica.
L'85% dell'amianto prodotto nel mondo è stato estratto dai termini ultrabasici peridotitici e serpentinosi delle rocce ofiolitiche, ricchi incrisotilo. Le rocce amiantifere si rinvengono nelle ofiolititettonizzate: lungo le fratture, le zone difaglia e i contatti con le strutture intrusive. Grandi giacimenti di crisotilo si localizzano nelle ofioliti delCanada orientale, negliUrali, inCalifornia, nel Nord-ovest dell’Italia (Alpi Piemontesi spec.Val di Susa), nell'Appennino Emiliano - Romagnolo,precisamente al confine con l'Oltrepo Pavese[7],in Toscana[senza fonte], nellaGrecia settentrionale e aCipro.
Si è riscontrata un'alta incidenza dimesotelioma fra la popolazione residente nei villaggi vicini acave che sfruttavano affioramenti ofiolitici in Grecia,Turchia, Cipro,Corsica eNuova Caledonia: gli abitanti erano esposti all'amianto estratto utilizzato anche per la preparazione e successivo uso dell'intonaco prodotto conamianto tremolitico sulle pareti degli edifici del villaggio.[8]
Non risultano in Italia danni da esposizione all'amianto nelle popolazioni residenti nelle aree dove sono presenti affioramenti ofiolitici, anche se i lavoratori all'attività di escavazione (estrazione, trasporto e frantumazione) risultano esposti a valori inferiori al limite di legge ma superiori al livello di azione definito dal D.Lgs. 277/91.[9] L'estrema variabilità della composizione petrografica degli affioramenti ofiolitici e le diverse modalità di distribuzione del minerale entro la roccia richiedono una valutazione luogo per luogo dell'eventuale rischio amianto.[9]
Affioramenti ofiolitici nel mondo:
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