DOTTORATO IN SCIENZE DELLA TERRA E DELL’AMBIENTE
PROPONENTE:
Riccardo Tribuzio
TOPIC:
Formazione della crosta oceanica inferiore.
TITOLO:
Relazioni tra tettonica, magmatismo e idrotermalismo durante le fasi iniziali di esumazione dalla
crosta oceanica inferiore: l’esempio delle ofioliti Giurassiche del sistema Alpi-Appennino
BASE DI PARTENZA SCIENTIFICA:
Le sequenze ofiolitiche affioranti lungo la catena Alpina-Appenninica sono frammenti litosferici del
bacino Giurassico Ligure-Piemontese, che è comunemente considerato un oceano embrionale a
bassa velocità d’espansione (Manatschal & Müntener, 2009, Tectonophysics). Alcune di queste
sequenze ofiolitiche includono corpi gabbrici di scala chilometrica che sono strutturalmente e
composizionalmente simili ai corpi gabbrici nei core complexes esposti lungo la Dorsale Medio
Atlantica (Manatschal et al., 2011, Lithos; Tribuzio & Sanfilippo, 2011, Geochem. Geophys. Geosys.).
I corpi gabbrici delle ofioliti del sistema Alpi-Appennino possono essere esaminati attraverso
l’osservazione diretta e il campionamento, e costituiscono quindi un eccellente laboratorio naturale
per stabilire le relazioni tra tettonica, magmatismo e idrotermalismo nell’ambito delle dorsali a bassa
velocità d’espansione.
DESCRIZIONE DELLA RICERCA:
Allo scopo di identificare i processi petrogenetici associati agli stadi iniziali dell’esumazione della
crosta oceanica inferiore in corrispondenza delle dorsali a bassa velocità d’espansione, alcune
sequenze gabbriche delle ofioliti del sistema Alpi-Appennino, preservate dalla tettonica orogenica,
saranno oggetto di uno studio strutturale, petrologico e geochimico. In particolare si intende
investigare:
- le zone di taglio duttile sin-magmatiche, in cui i gabbri sono associati a materiale a
composizione dioritica-tonalitica-albititica (“plagiograniti”);
- le zone di taglio duttile sviluppate allo stato solido, in condizioni termiche retrograde riferibili
alla facies delle granuliti e delle anfiboliti;
- i sistemi di vene a orneblenda e i filoni costituiti da plagiogranito che tagliano ad alto angolo la
foliazione dei gabbri deformati allo stato solido.
La scelta dei campioni da analizzare sarà basata sullo studio delle relazioni di terreno e sulle indagini
petrografiche e microstrutturali attraverso l’uso del microscopio ottico ed elettronico. Mediante la
microsonda elettronica saranno determinate le composizioni in elementi maggiori delle principali fasi
mineralogiche (clinopirosseno, anfibolo e plagioclasio) costituenti i gabbri, i gabbri deformati e i
plagiograniti. I minerali saranno in seguito analizzati per determinare la composizione in elementi in
traccia mediante le tecniche LA-ICPMS e SIMS presso l’Università degli Studi di Pavia.
La composizione in elementi in traccia degli anfiboli riveste un ruolo chiave nella comprensione delle
relazioni esistenti tra le rocce gabbriche indeformate, deformate e i plagiograniti. Le concentrazioni in
Ti, K, REE, Y, Zr, Nb e F sono tipicamente elevate in anfiboli cristallizzati da liquidi magmatici prodotti
attraverso la differenziazione di fusi MORB, mentre sono basse in anfiboli formati in seguito a
reazioni allo stato solido tra gabbri e fluidi acquosi di derivazione marina (Coogan et al., 2001,
Geochim. Cosmochim. Acta; Tribuzio et al., 2014, Geochim. Cosmochim. Acta). Inoltre, nelle
sequenze gabbriche delle ofioliti Giurassiche e delle dorsali a bassa velocità d’espansione, la
concentrazione del Cl negli anfiboli è in grado di individuare il coinvolgimento di fluidi acquosi di
derivazione marina durante il processo di cristallizzazione.
Si intende infine determinare la composizione isotopica dell’O degli zirconi presenti come fase
accessoria nei plagiograniti. Studi recenti hanno mostrato che la composizione isotopica dell’O dello
zircone è resistente agli eventi di bassa temperatura e può quindi fornire importanti indicazioni
riguardo l’eventuale ruolo dei fluidi acquosi di derivazione marina nei fusi relativamente ricchi in H2O
che danno origine ai plagiograniti (Grimes et al., 2013, Lithos).
RISULTATI ATTESI:
Questa ricerca permetterà di definire le relazioni, ancora poco conosciute, tra tettonica, magmatismo
e idrotermalismo durante le prime fasi dell’esumazione della crosta oceanica inferiore. I nuovi dati
saranno usati per valutare: (i) il ruolo dei fusi ricchi in H2O e dei fluidi acquosi di derivazione marina
nelle zone di taglio duttile, e (ii) le eventuali relazioni tra l’ingresso dei fluidi di derivazione marina e la
genesi dei plagiograniti. Lo studio contribuirà quindi a comprendere i processi di formazione dei core
complex esposti lungo le attuali dorsali a bassa velocità d’espansione.
