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L'ignimbrite è una roccia piroclastica compatta, solitamente a chimismo da riolitico a dacitico, generata da un flusso piroclastico. A volte particolari condizioni geologiche possono produrre flussi piroclastici trachitici, fonolitici e andesitici, cioè di magmi poco compatibili con questo tipo di prodotti.
| Ignimbrite | |
|---|---|
| |
| Categoria | roccia ignea |
| Sottocategoria | roccia effusiva |
| Composizione chimica | prevalentemente acida, con alto tenore di SiO2 |
| Minerali principali | Feldspati, polimorfi della silice, biotite, frammenti di vetro (ceneri), pomice |
| Colore | Grigio, Rosa |
| Ambiente di formazione | colate piroclastiche |
| Sezioni sottili di ignimbrite | |
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| Frammenti di vetro bolloso appiattiti avvolgono un cristallo di quarzo | |
L'ignimbrite è formata principalmente da frammenti di piccole dimensioni, con una percentuale medio-alta di vetro vulcanico (minuti frammenti e pomici), insieme a cristalli di origine endogena - principalmente feldspati e biotite - , a volte corrosi o spezzati dal movimento, e frammenti litici. Questi ultimi sono frammenti derivati dalla disgregazione di precedenti colate laviche solidificate, frammenti di rocce varie inglobati nella camera magmatica o staccati dalle pareti del condotto durante la risalita del magma. Se la quantità di lapilli (ed eventualmente di blocchi) di pomice nella matrice di ceneri supera il 50% del volume totale del flusso, invece di flusso piroclastico si parla di flusso pomiceo.
Il colore spazia dal grigio scuro al grigio azzurrognolo. L'esposizione agli agenti atmosferici qualche volta può alterarne la colorazione verso un rosa pallido, probabilmente a causa dell'ossidazione del ferro in esse contenuto.
Il grande spessore dell'accumulo di piroclasti, il fatto che si depositino tutti insieme pressoché istantaneamente e che i frammenti di vetro e pomici siano ancora allo stato plastico fa sì che spesso i materiali, sotto il loro stesso peso, si deformino e si saldino insieme a formare un deposito compatto detto tufo rinsaldato, altro nome con cui vengono chiamate le ignimbriti, anche se non tutte le ignimbriti presentano questa caratteristica. Tipiche dei tufi rinsaldati sono la tessitura pilotassitica e le fiamme: forme appiattite, ellittiche e sfrangiate che assumono i frammenti di pomice.
Il termine ignimbrite significa pioggia di fuoco, (dal latino, ignis (fuoco) e imber (pioggia).
L'ignimbrite è un tipico prodotto delle eruzioni esplosive. Sebbene siano stati osservati diversi meccanismi, quello principale che dà origine al flusso piroclastico, e quindi all'ignimbrite, è il collasso gravitativo di una colonna verticale di ceneri e lapilli, nota anche con il nome di nube ardente, sostenuta dalla violenta emissione di gas vulcanici.
I flussi piroclastici più piccoli, in genere meno di 1 km3, si sviluppano da stratovulcani, principalmente nelle zone di subduzione. I più grandi, tutti preistorici, sono all'interno di continenti e si presume si siano generati dal collasso di camini eruttivi a causa dell'enorme quantità di magma scaricato; qui non vi sono coni eruttivi preesistenti e le dimensioni di una singola ignimbrite può variare dalle centinaia alle migliaia di km3, con spessori di decine a centinaia di m e spostamenti di anche più di 100 km in assenza o quasi di pendenze[1].
Un deposito ignimbritico tipico ha una struttura stratificata che si produce in un singolo episodio eruttivo. In esso si possono evidenziare tre livelli. Partendo dal basso abbiamo:
Vicino alla bocca eruttiva, la lava fortemente degassata può estrudersi al di sopra del deposito piroclastico.
I flussi di cenere che originano le ignimbriti sono dotati di elevata mobilità: flussi spessi decine di metri a distanza di decine di km dalla sorgente sono in grado di sormontare colline alte più di 100 m. La causa di questa elevata mobilità non è stata ancora del tutto compresa. Uno dei fattori mobilizzanti è l'energia cinetica impartita all'origine del flusso: quando una colonna piroclastica collassa, l'energia potenziale della stessa viene trasformata in energia cinetica che guida orizzontalmente il flusso. Più alta e densa è la colonna che collassa, maggiore energia viene impartita al flusso piroclastico, che si estenderà più lontano dal punto di origine. Un'altra causa di mobilità è il fatto che i piroclasti del flusso sono dispersi in una fase gassosa che agisce come un cuscinetto tra le particelle solide, riducendo attrito e collisioni che altrimenti ne impedirebbero lo scorrimento. Un terzo possibile fenomeno è la fluidizzazione: un gas che fluisce verso l'alto passando attraverso una massa di particelle non coese le solleva, ad una velocità critica, in modo che la massa si comporta come un fluido senza attrito, il cui angolo di riposo è 0° e la cui densità complessiva è minore di quella delle singole particelle. Tuttavia il meccanismo è meno efficace nel caso di materiali poco selezionati granulometricamente come quelli delle ignimbriti, perché le particelle più fini tendono a chiudere gli spazi tra quelle più grossolane, riducendo la permeabilità ai gas. Comunque solo le particelle più fini possono essere sollevate e il fenomeno è noto con il nome di elutriazione. Sono queste particelle, costituenti la nube al di sopra del flusso piroclastico, che per caduta danno origine allo strato di coignimbrite (strato 3 nella figura), sempre presente nei depositi ignimbritici. I flussi piroclastici più piccoli possono perdere fino al 50% della loro massa per l'elutriazione delle particelle più fini, mentre nei flussi maggiori questa massa si riduce notevolmente. Il fenomeno della fluidificazione è responsabile anche della presenza di un debole assortimento nelle dimensioni e tipologie dei piroclasti[1].
La deposizione del materiale piroclastico dello strato 2 avviene solidalmente e pressoché istantaneamente per riduzione al di sotto di un livello critico dell'energia cinetica e della capacità portante dei gas, mentre la caduta di ceneri delle coignimbriti può durare molto a lungo. Le eruzioni che generano flussi piroclastici si susseguono ad intervalli di centinaia di anni, sicché le sequenze ignimbritiche sono spesso costituite da più flussi deposizionali sovrapposti, a volte separati da depositi di caduta gravitativa (pyroclastic fall) o di onda basale (pyroclastic surge).
Durante la fase di raffreddamento della massa ignimbritica avvengono dei processi secondari, i principali dei quali sono i seguenti:
In Italia:
Nel mondo:
Con l'ignimbrite si realizzano lastre di pietra utilizzabili per giardini e lastricati. Nella regione Hunter del Nuovo Galles del Sud l'ignimbrite viene utilizzata come eccellente aggregato per la costruzione di strade.
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