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Anisotropia Magnetica


Lo studio dell’anisotropia delle rocce è uno dei temi più promettenti nelle ricerche di magnetismo delle rocce. In particolare, lo studio dell’anisotropia della suscettività magnetica (AMS) si è imposto negli ultimi anni come un metodo veloce, non distruttivo ed efficace per la determinazione del fabric (termine inglese intraducibile, che indica sia la struttura che la tessitura ed in sostanza fornisce una valutazione del grado di orientazione preferenziale dei minerali costituenti) di una roccia, ed è stato utilizzato nella risoluzione di una gran varietà di problemi geologici.
La suscettività magnetica di una roccia (K, rappresentante il rapporto vettoriale tra la magnetizzazione indotta M e il campo magnetico agente H) varia con la direzione di misurazione (fig. 1): essa è una proprietà fisica anisotropa; K, viene espresso matematicamente come un tensore del secondo ordine che, geometricamente, viene rappresentato da un ellissoide triassiale (fig. 2).

Figura 1 Variazione della suscettività magnetica di una roccia al variare della direzione di misurazione.

 

Figura 2 Ellissoide rappresentativo del tensore di suscettività magnetica.


Lo studio dell’AMS permette di ricostruire il fabric magnetico complessivo della roccia, il quale risente del contributo di tutte le frazioni minerali costituenti la roccia stessa, in funzione della loro suscettività intrinseca. La definizione di un "ellissoide di suscettività magnetica" identifica due importanti elementi: una "foliazione magnetica" (ossia il piano perpendicolare alla direzione di minima suscettività magnetica) ed una "lineazione magnetica" (ossia la direzione di massima suscettività in una roccia). Le possibili applicazioni dello studio dell’AMS comprendono:

  • la determinazione dell’orientazione del piano di sedimentazione e di eventuali paleocorrenti in sedimenti non deformati;
  • la determinazione dell’orientazione del piano e della direzione di flusso del magma in rocce ignee;
  • la determinazione dell’orientazione dell’ellissoide della deformazione in rocce deformate.

In particolare gli studi sulla AMS di sedimenti argillosi debolmente deformati condotti in Italia negli ultimi anni hanno posto in evidenza la presenza di una relazione significativa tra l’assetto strutturale dei bacini sedimentari, in regime tettonico sia estensionale che compressivo, ed il fabric magnetico delle argille. Generalmente in tali sedimenti (eccezioni possono essere legate alla presenza di una peculiare mineralogia magnetica) la foliazione magnetica indica il piano di sedimentazione-compattazione, mentre la lineazione magnetica è perpendicolare alla direzione di massimo raccorciamento in regime tettonico compressivo e parallela alla direzione di massima estensione in regime tettonico estensionale.
Diversamente dagli studi di AMS, gli studi sull’anisotropia magnetica della rimanenza consentono di determinare il fabric della sola frazione ferromagnetica (in senso lato) in una roccia. La conoscenza del grado di orientazione preferenziale dei minerali magnetici contenuti in una roccia ha importanti implicazioni negli studi di paleomagnetismo.


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