Tesi, Petrografia

A B

–

Fig. 3.1 Microfotografie dei campioni di macine studiati. In Fig. A, C, E, G, I, M, O, Q,

S, U, Z Nicol//; in Fig. B, D, F, H, L, N, P, R, T, V, W. Nicol+. Ingrandimento 25x. 4

MIL2

C D

MIL3

E F

MIL4

G H

–

Fig. 3.1 Continua. 5

MIL5

I L

MIL6

M N

MIL7

O P

–

Fig. 3.1 Continua. 6

MIL8 R

Q

MIL9

S T

MIL10

U V

–

Fig. 3.1 Continua. 7

MIL11

Z W

–

Fig. 3.1 Continua.

Le fasi minerali caratterizzanti sono di seguito descritte:

Il plagioclasio (Fig. 3.2 A-B-C-D) si presenta in cristalli da euedrali ad subedrali,

zonati, geminati albite e Karlsbad, cribrosi, con struttura sieve (a setaccio). Ne sono state

individuate due generazioni: una, prevalente, costituita da claster di cristalli geminati e con

inclusioni di vetro; una costituita da grossi cristalli allungati e alterati. 8

A B

C D

– – –

Fig. 3.2 Strutture del plagioclasio. A MIL1, plagioclasio geminato Karlsbad; B

– –

MIL3, claster di plagioclasio; C MIL6, plagioclasio cribroso; D MIL7, plagioclasio

cribroso e zonato. Nicol +, ingrandimento 70x.

Il Clinopirosseno (Fig. 3.3 A-B-C-D) si presenta generalmente in fenocristalli e

microliti nella massa di fondo, con habitus variabile da euedrale a subedrale e con

inclusioni di opachi. Alcuni individui, tuttavia, si presentano in disequilibrio col sistema,

essendo parzialmente riassorbiti lungo i bordi (Fig. 3.3 B). 9

A B

C D

– –

Fig. 3.3 Struttura dei fenocristalli di pirosseno. A MIL1, clinopirosseno in sezione

–

longitudinale; B - MIL3, clinopirosseno parzialmente riassorbito; C MIL4,

–

clinopirosseno in sezione basale; D MIL6, clinopirosseno subedrale.

Nicol +, ingrandimento 70x.

L’ortopirosseno (Fig. 3.4 A-B) si presenta in fenocristalli di piccola-media

incluso all’interno

dimensione e del clinopirosseno.

A B

Struttura dell’ortopirosseno. – –

Fig. 3.4 - A MIL7, Opx incluso nel Cpx; B MIL10,

fenocristallo di Opx. Nicol +, ingrandimento 70x. 10

L’olivina (Fig. 3.5 A-B) si presenta in modesta quantità, sia in fenocristalli sia in

microliti nella massa di fondo, in rari cristalli da euedrali a subedrali; parzialmente o

totalmente alterata al bordo o lungo le fratture.

A B

–

Fig 3.5 - Struttura dei fenocristalli di olivina. A MIL1, olivina alterata lungo le fratture;

–

B MIL10, olivina parzialmente alterata. Nicol +, ingrandimento 70x.

I minerali opachi in grani di piccole dimensioni nella massa di fondo hanno habitus

tozzo tipico della magnetite; inoltre, sono presenti anche grani di dimensioni più grosse

inclusi all’interno dei fenocristalli. 11

–

4 STUDIO MICROANALITICO

L’indagine SEM-EDS effettuata sulle fasi minerali principali (pirosseno, plagioclasio

e olivina) ha evidenziato una discreta omogeneità composizionale per la maggior parte dei

campioni di macine.

Sono di seguito riportati i risultati delle analisi condotte sulle fasi minerali principali.

Pirosseno

Il clinopirosseno costituisce la fase femica principale dei campioni studiati, presente

in diverse generazioni di fenocristalli oppure in grani diffusi in microliti nella massa di

fondo.

La composizione dei pirosseni nei vari campioni, riportata in tabella 1, è stata

determinata tramite il diagramma classificativo di Morimoto et al. (1989) (Figg 4.1, 4.2,

4.3, 4.4). In tutti i campioni è prevalente il clinopirosseno a composizione diopsidica ed

augitica, con minore ortopirosseno da clinoenstatitico a pigeonitico. Nel campione MIL1,

in particolare, non vi è alcuna traccia di ortopirosseno

Nei campioni analizzati, la composizione dei fenocristalli presenta spesso delle

zonature, con diminuzione del contenuto in Mg e aumento del contenuto in Fe dal nucleo

al bordo del cristallo.

Plagioclasio

Il plagioclasio rappresenta il costituente principale della massa di fondo. E’ invece

presente in modeste quantità come fenocristallo. Lo studio petrografico ha messo in

12

evidenza la presenza di varie generazioni di plagioclasio, da variamente zonato e geminato

con strutture instabili a cribroso.

La composizione dei feldspati è mostrata in tabella 2 e nelle figure 4.5, 4.6, 4.7 e 4.8.

Tutti i plagioclasi analizzati risultano omogenei. Sul diagramma classificativo essi

mostrano, nonostante le frequenti zonature, una composizione da bitownitica a

labradoritica e subordinatamente andesinica. I campioni MIL2, MIL5 e MIL8

rappresentano i campioni con le composizioni più calciche (comprese tra An84 e An88).

Olivina

L’olivina è presente in fenocristalli nei campioni MIL1 e MIL10. In tabella 3 sono

riportate le composizioni medie di olivina, che per il campione MIL1 vanno da Fo72 a

MIL10 vanno da Fo69 a Fo74. Negli altri campioni l’olivina

Fo90, mentre per il campione

è presente sotto forma di micro fenocristalli o grani nella massa di fondo. 13

Fig. 4.1 - Composizione dei pirosseni analizzati nei campioni MIL1, MIL2 e MIL3. 14

Fig. 4.2 - Composizione dei pirosseni analizzati nei campioni MIL4, MIL5 e MIL6. 15

–

Fig. 4.3 Composizione dei pirosseni analizzati nei campioni MIL7, MIL8 e MIL9. 16

Fig. 4.4 - Composizione dei pirosseni analizzati nei campioni MIL10 e MIL11. 17

Fig. 4.5 - Composizione dei plagioclasi analizzati nei campioni MIL1, MIL2 e MIL3. 18

Fig. 4.6 - Composizione dei plagioclasi analizzati nei campioni MIL4, MIL5 e MIL6. 19

Fig. 4.7 - Composizione dei plagioclasi analizzati nei campioni MIL7, MIL8 e MIL9. 20

Fig. 4.8 - Composizione dei plagioclasi analizzati nei campioni MIL10 e MIL11.

Nelle Figure 4.9, 4.10, 4.11 e 4.12 sono riportate le immagini SEM-BSE dei

campioni analizzati. 21

–

Fig. 4.9 Immagini SEM-BSE dei campioni MIL1 (A-B), MIL2 (C-D) e MIL3 (E-F). 22

Fig. 4.10 - Immagini SEM-BSE dei campioni MIL4 (A-B), MIL5 (C-D) e MIL6 (E-F).

23

Fig. 4.11 - Immagini SEM-BSE dei campioni MIL7 (A-B), MIL8 (C-D) e MIL9 (E-F).

24

Fig. 4.12 - Immagini SEM-BSE dei campioni MIL10 (A-B) e MIL11 (C-D). 25

Tab. 1 - Analisi dei pirosseni di campioni rappresentativi di macine della serie MIL. 26

–

Tab. 1 Continua. 27

–

Tab. 1 Continua. 28

–

Tab. 1 Continua. 29

–

Tab. 1 Continua. 30

Tab. 2 - Analisi dei plagioclasi di campioni rappresentativi di macine della serie MIL. 31

–

Tab. 2 Continua. 32

–

Tab. 2 Continua. 33

–

Tab. 2 Continua. 34

–

Tab. 2 Continua. 35

–

Tab. 2 Continua. 36

–

Tab. 3 Analisi delle olivine di campioni rappresentativi di macine della serie MIL. 37

–

Tab. 3 Continua. 38

5 - STUDIO GEOCHIMICO

5.1 Classificazione chimica

I risultati delle analisi XRF degli elementi maggiori ed in tracce sono riportati in

Tabella 4. I dati ottenuti per i campioni studiati sono stati poi ricalcolati su base anidra ed

utilizzati per classificare le rocce studiate dal punto di vista chimico.

Il diagramma discriminativo K O/Na O versus K O di Middlemost (1975) è stato

2 2 2

utilizzato per verificare l'affinità sodica o potassica dei campioni studiati. Dal diagramma

riportato in Fig. 5.1 emerge che il campione MIL1 ha affinità sodica mentre tutti gli altri

dal MIL2 al MIL11 sono caratterizzata da affinità potassica.

–

Fig. 5.1 Diagramma classificativo di Middlemost (1975).

I campioni ad affinità potassica (MIL2, MIL3, MIL4, MIL5, MIL6, MIL7, MIL9,

MIL11) sono stati poi classificati tramite il diagramma SiO versus K O (Fig.5.2) di

2 2

Peccerillo e Taylor (1976) per discriminare la serie magmatica di provenienza dei

39

campioni. Da questo diagramma è emerso che MIL2 e MIL5 provengono da una serie

calcalcalina, MIL3, MIL6 e MIL11 appartengono ad una serie calcalcalina ad alto

contenuto di K mentre i MIL4 e MIL7 provengono da una serie shoshonitica.

–

Fig. 5.2 Diagramma SiO vs K O (Peccerillo e Taylor).

2 2

Per definire la tipologia di litotipi è stata utilizzata la classificazione TAS (Total

Alcali vs Silica; Le Bas et al., 1986). Su tale diagramma (Fig. 5.3) i campioni analizzati

mostrano composizioni da transizionali a subalcaline. In particolare si evidenzia che il

campione MIL1 alcalino sodico è una hawaiite, i campioni MIL2, MIL5, MIL6, MIL11

sono andesiti basaltiche, MIL3, MIL4, MIL7 sono trachi-andesiti, il campione MIL9 cade

nel campo delle rioliti. 40

–

Fig. 5.3 Diagramma classificativo TAS (Total Alkali vs Silica di LeBas et al. 1986) delle

rocce vulcaniche.

5.2 Caratterizzazione dei magmi di provenienza

Per determinare la natura dei magmi da cui si sono originati i campioni studiati sono

stati utilizzati diagrammi discriminativi di letteratura che si basano sul contenuto di alcuni

elementi in tracce HFSE (High Field Strength Elements), geochimicamente immobili, ossia

particolarmente insolubili e quindi immobili durante weathering e metamorfismo. Di

seguito è osservabile il diagramma classificativo Zr vs Ti di Pearce and Cann (1973; Fig.

5.4) che è stato utilizzato per definire l'ambiente tettonico di provenienza dei magmi da cui

si sono originati i campioni studiati. La classificazione ha messo in evidenza che solo il

campione MIL1 cade nell'area identificata per rocce provenienti da un ambiente tettonico

di tipo intraplacca, mentre tutti gli altri campioni cadono nell'area delle rocce provenienti

da un ambiente orogenico tipo arco vulcanico (MIL2, MIL5, MIL6, MIL7, MIL8, MIL9 e

MIL11). I campioni MIL3 e MIL4 cadono ai limiti delle aree e sulla fascia intermedia e

potrebbero avere una identità diversa da quella osservata. Tuttavia le caratteristiche

geochimiche, in particolare l’anomalia negativa di Nb evidenziano anche per questi due

campioni (MIL3 e MIL4) un’origine da ambiente di arco. 41

–

Fig. 5.4 Diagramma discriminativo di Pearce e Cann (1973).

Per verificare l’abbondanza degli elementi incompatibili sono stati utilizzati i

diagrammi multi-elementari o spider diagrams, sui quali i dati sono stati normalizzati

rispetto alla composizione del mantello primordiale di McDonough et al. (1992). Su tali

spider diagrams (Fig. 5.5) le abbondanze relative di alcuni elementi significativi

confermano il set tettonico prima identificato. Per il campione intraplacca MIL1 il pattern

mostra la tipica forma a campana con anomalia positiva di Nb, arricchimento in HFSE e

impoverimento in LILE (Large Ion Lithophile Elements). Gli altri campioni invece sono

caratterizzati da un pattern che mostra anomalia negativa di Nb, carattere tipico delle rocce

originatesi in ambienti di arco vulcanico con arricchimento in LILE e impoverimento in

HFSE. 42

–

Fig. 5.5 Spider diag rams dei campioni di macine studiati. 43