UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA
FACOLTÀ DI SCIENZE MM. FF. NN.
Dipartimento di Geoscienze
Direttore Prof.ssa Cristina Stefani
TESI DI LAUREA TRIENNALE IN GEOLOGIA
GEOCHIMICA DI TRACHITI E RIOLITI DEI
COLLI EUGANEI
Relatore:
Prof. Andrea Marzoli
Laureando:
Stefano Benetton
ANNO ACCADEMICO 2012/ 2013
1
2
Ai miei genitori,
alla mia famiglia,
ai nonni
ed a tutte le persone
che mi hanno aiutato a
crescere, facendomi
appassionare della vita
e di quanto essa di
bello propone.
Fra queste ringrazio i
professori che con
competenza e passione
mi hanno fatto
innamorare di questa
materia.
3
4
Indice
1. Introduzione
pg.
3
2. Inquadramento geologico
pg.
8
pg.
8
2.1.1 Provincia magmatica Terziaria Veneta
pg.
8
2.1.2 Colli Euganei
pg.
8
pg.
10
3. Campionamento
pg.
11
4. Mineralogia
pg.
16
5. Analisi di laboratorio
pg.
17
6. Litologie
pg.
19
7. Elaborazione dati
pg.
23
2.1 Genesi
2.2 Tettonica
7.1
SiO2 vs elementi maggiori
pg.
24
7.2
SiO2 vs elementi in traccia
pg.
26
7.3
Rioliti
pg.
28
7.4
Trachiti
pg.
29
7.5
Studi isotopici
pg.
31
7.6
Melts
pg.
32
8. Conclusioni
pg.
35
9. Bibliografia
pg.
37
5
6
1. INTRODUZIONE
Lo scopo della mia tesi di laurea è la determinazione
dell’origine ed evoluzione dei magmi trachitici e riolitici dei
corpi magmatici dei colli Euganei. A questo scopo è stato svolto
un campionamento e riconoscimento macroscopico, a cui ha
fatto seguito l’analisi chimica di laboratorio e la rielaborazione
dei dati. Dallo studio delle litologie acide si è cercato di
ricostruire la genesi delle rocce a composizione trachiticoriolitica.
7
2. INQUADRAMENTO GEOLOGICO
2.1 GENESI
2.1.1 Provincia magmatica Terziaria Veneta
Il magmatismo dei colli Euganei si inserisce in un complesso più ampio, la
provincia magmatica Terziaria Veneta, che si estende dal lago di Garda ad ovest
all’asse Bassano del Grappa-Padova ad est, comprendendo i colli Euganei, i monti
Lessini, i colli Berici e il Marosticano. In una ricostruzione palinspastica, una
mappa paleogeografica, la provincia magmatica Veneta, caratterizzata da un
modesto assottigliamento crostale, si colloca nella placca continentale Adria,
vicina all’orogene alpino. Questa provincia è l’unica importante manifestazione
vulcanica sviluppatasi durante l’orogenesi alpina, nel settore meridionale della
catena. La prima fase delle manifestazioni vulcaniche associate a questa provincia
magmatica risalgono al Paleocene e all’Eocene inferiore e medio, terminando
nell’Eocene superiore, quando nei colli Euganei iniziava invece il primo ciclo
eruttivo. Il magmatismo riprese poi nell’Oligocene medio e superiore nei Berici e
nel Marosticano, dopo la fine del secondo ciclo eruttivo euganeo, con nuova
emissione di lave a carattere basico. Gli studi condotti sulle rocce vulcaniche della
provincia magmatica Veneta hanno evidenziato che le rocce basiche sono presenti
in tutta la provincia, mentre quelle acide solo negli Euganei.
2.1.2 Colli Euganei
I colli Euganei sorgono a sud ovest di Padova, in una superficie di 21815 ettari,
corrispondente a circa 100 chilometri quadrati. Il contorno è approssimabile ad un
ellisse, con asse principale nord-sud. L’ambiente di formazione dei colli Euganei è
subacqueo. Essi si sono generati grazie a due distinti cicli vulcanici, con età e
prodotti diversi. Il primo ciclo fu a carattere basico, il secondo acido. Il primo
ciclo ebbe inizio nell’Eocene superiore, con colate sottomarine di un magma a
composizione basaltica, che si sono intercalate a sedimenti bacinali costituiti da
marne argillose. In questo ambiente sottomarino l’attività vulcanica produsse lave
compatte, pillow lava, ialoclastiti e brecce. Dopo un periodo di pausa delle
8
eruzioni, l’attività vulcanica riprese nella sua attività durante l’Oligocene
inferiore, stavolta con l’emissione di magmi vulcanici ricchi in silice e quindi
viscosi, che formarono le litologie oggi caratterizzanti i colli, ovvero le rioliti, le
trachiti, con minore presenza anche di latiti; queste sono le uniche lave a
composizione diversa da quella basaltica rinvenute nella provincia magmatica del
Veneto durante il Cenozoico. L’intrusione di questi magmi determina la
formazione di corpi eruttivi intrusivi con diverse strutture; le principali tipologie
sono il laccolite, il corpo discordante e i dicchi, che si formano in base alla
viscosità della lava, funzione del chimismo e della temperatura, oltre che dai
rapporti presenti tra le rocce magmatiche e l’incassante. La durata dell’attività
magmatica che mise in posto questi corpi fu relativamente breve, della durata di
circa 5 milioni di anni. L’evoluzione magmatica negli Euganei, grazie al
confronto con prodotti di altre province vulcaniche, ha evidenziato una tettonica
distensiva a blocchi, con fusione parziale del mantello superiore, con
coinvolgimento anche della base della crosta. In corrispondenza di questo
complesso infatti, grazie a dati geofisici, è stata tracciata la Moho ad una
profondità di 25 chilometri circa, più superficialmente quindi di quanto risulta
essere mediamente sotto ai continenti. Il processo di frazionamento di porzioni più
profonde e superficiali del bacino ha originato rispettivamente magmi più o meno
basici. Il secondo ciclo eruttivo è terminato con una nuova emissione di lave a
composizione basaltica, volumetricamente però notevolmente inferiore rispetto a
quelle del primo ciclo, e presenti solo sottoforma di filoni. Le eruzioni euganee
hanno coinvolto le rocce sedimentarie marine, che nell’Oligocene inferiore
costituivano il fondale del mare euganeo.
9
Interpretazione ipotetica del meccanismo di formazione dei colli Euganei (Astolfi,
Colombara, “La geologia dei colli Euganei”, 2003)
2.2 TETTONICA
L’assetto strutturale del complesso euganeo è in prima istanza formato da una
grande piega anticlinale avente più sistemi di faglia con diversa orientazione,
formando in tal modo un complesso a blocchi, con dominanza di faglie dirette,
sintomatiche della tettonica distensiva della quale facevo riferimento nella parte
genetica. Le orientazioni principali delle faglie sono NNW-SSE e NE-SW,
rispecchiando le direzioni delle due principali famiglie di faglie regionali, ovvero
le linee Schio-Vicenza e quella della riviera dei Berici.
10
3. CAMPIONAMENTO
Il lavoro di campionamento effettuato nei colli Euganei è stato svolto nella parte
orientale e meridionale dei colli Euganei, mentre un altro gruppo di miei
compagni di studio si è concentrato principalmente sulla porzione settentrionale
ed occidentale. In totale abbiamo raccolto 32 campioni; i 22 campioni segnati in
rosso sono quelli sui quali si sono fatte le analisi e le interpretazioni geologiche,
data la miglior qualità dei campioni stessi (tab. 1). Il campionamento è stato
effettuato principalmente in cave, per avere affioramenti di roccia fresca e non
alterata; le località da analizzare sono state scelte basandosi sulla seconda
edizione della carta geologica dei Colli Euganei del 1981.
Tab. 1: elenco dei campioni prelevati, con le indicazioni della litologia, della
localizzazione geografica e della località.
Campione
Litologia
Coordinate GPS
Località
3
PERLITE
N45° 19' 24'' E11°45'30''
5
TRACHITE
N45° 19'16'' E11° 45' 24''
6
TRACHITE
N45° 19'16'' E11° 45' 24''
Cava di perliteRefosco
Cava del Monte
Alto
Cava del Monte
Alto
7
N45° 19' 7.8'' E11° 46' 31.4''
8A
TRACHITERIOLITE
LATITE
8B
LATITE
N45° 19' 7.8'' E11° 46' 31.4''
9
TRACHITE
N45° 14'57.2'' E11°44'28.7''
Cava meridionale
del Monte Ricco
10
TRACHITE
N45°14'57.2'' E11°44'28.7''
11A
TRACHITE
N45° 15'17.5'' E11°39'47.8''
11C
TRACHITE
N45° 15'17.5'' E11°39'47.8''
Cava meridionale
del Monte Ricco
Cava del Monte
Cero
Cava del Monte
Cero
11D
TRACHITE
N45° 15'17.5'' E11°39'47.8''
N45° 19' 7.8'' E11° 46' 31.4''
11
Cava Bonetti
Filone tra cava
Bonetti e
Refosco
Filone tra cava
Bonetti e
Refosco
Cava del Monte
Cero
12A
TRACHITE
N45° 15' 12.3'' E11° 40' 3.9''
12B
TRACHITE
N45° 15' 12.3'' E11° 40' 3.9''
13A
LATITE
N45° 15' 7.2'' E11° 41' 27''
13B
TRACHITE
N45° 15' 7.2'' E11° 41' 27''
14
LATITE
1B1
RIOLITE
N45° 17' 11.3'' E11° 46' 20,6'' Cava di Battaglia
N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2"
Monte Brusà
6B6
RIOLITE
N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2"
Monte Brusà
8B8
RIOLITE
N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2"
Monte Brusà
9B9
RIOLITE
N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2"
Monte Brusà
EU1
TRACHITE
Monte Merlo
EU2
TRACHITE
EU4
TRACHITE
EU5
TRACHITE
EU6
TRACHITE
EU3
TRACHITE
2ZV
TRACHITE
N45° 22'39.16" E11° 42'
25.49"
N45° 22'39.16" E11° 42'
25.49"
N45° 22'39.16" E11° 42'
25.49"
N45° 22'39.16" E11° 42'
25.49"
N45° 22'39.16" E11° 42'
25.49"
N45° 22'39.16" E11° 42'
25.49"
N45° 20'20.9'' E11°39'6.9''
3ZV
TRACHITE
N45° 20'20.9'' E11°39'6.9''
4ZV
TRACHITE
N45° 20'20.9'' E11°39'6.9''
1AB
BASALTO
N45° 19'40.8'' E11°38'58''
1M1
TRACHITE
N45° 21' 34.9" E 11° 40' 15.5"
Cava località
Zovon
Cava località
Zovon
Cava località
Zovon
Affioramento
basalto località
Vò
Monte Grande
7M7
TRACHITE
N45° 21' 34.9" E11° 40' 15.5"
Monte Grande
12
Cava del Monte
Cero
Cava del Monte
Cero
Cava del Monte
Cecilia
Cava del Monte
Cecilia
Monte Merlo
Monte Merlo
Monte Merlo
Monte Merlo
Monte Merlo
Le zone di campionamento sulla quale io e i miei compagni
abbiamo operato, schematicamente, sono:
-
cava del monte Alto, cava Bonetti, filone tra cava Bonetti e
Refosco;
-
cava meridionale del monte Ricco;
-
cava del monte Cero;
-
cava del monte Cecilia;
-
cava del monte Castello;
-
cava del monte Brusà;
-
cava di Montemerlo;
-
cava di Zovon;
-
comune di Vò;
-
cava del monte Grande.
13
Campioni trachitici e riolitici campionati e studiati
EU1 EU3 EU4 EU5
1B1
1M1
2ZV 3ZV 4ZV
5
7
13B
9
Legenda:
Riolite
Trachite-Riolite
Trachite
Latite
Perlite
Basalto
14
Di queste le aree di interesse sulle quali ho basato i miei studi spaziano nella zona
est e sud dei colli Euganei. Le attività di campagna svolte ai fini di ricerca
prettamente basate sulla componente più acida del sistema euganeo sono:
- nella dorsale del monte Ceva, la cava di perlite del monte Alto, la cava di
trachite del monte Alto posta ad ovest rispetto all’omonimo appena descritto, la
cava Bonetti, con le sue trachiti, e la cava di riolite nei pressi di Galzignano;
- a sud, la cava meridionale del monte Ricco, a composizione riolitica, con
sanidini di buona qualità e pochi femici, e le cave trachitiche del monte Cero,
dove si trovano più o meno femici, anfiboli, calcite ricristallizzata a spese del
plagioclasio, di cui la roccia è ricca e presenta cristalli, anche geminati, di
dimensioni fino a 0,5 cm;
- a nord, la cava di monte Merlo, a composizione trachitica;
- a nord- ovest, la cava di Zovon, a composizione trachitica.
Fronte della cava meridionale del monte Ricco
15
4. MINERALOGIA
Nei colli Euganei sono stati rinvenuti circa cinquanta minerali diversi; i principali
sono solfuri, ossidi, carbonati, solfati e silicati.
Solfuri: sono presenti nel complesso euganeo con tre minerali, la pirite, la
marcasite e la molibdenite.
Ossidi e idrossidi: magnetite e limonite.
Carbonati: calcite e siderite (serie sedimentaria).
Solfati: classe poco rappresentata nei colli, con barite e gesso (serie sedimentaria).
Silicati: componenti le rocce vulcaniche, come silice, feldspati, miche (biotite),
anfiboli e pirosseni, più celadonite, analcime, natrolite, gmelinite. I minerali della
silice sono presenti sottoforma di quarzo, pseudotridimite, calcedonio e selce.
16
5. ANALISI DI LABORATORIO
I campioni raccolti hanno subito due diverse trattazioni per le diverse analisi.
Abbiamo dapprima ridotto il materiale roccioso ad una o due fette, eliminando la
parte esterna alterata. Una delle due fette ottenute, di un centimetro circa di
spessore, è stata utilizzata per la creazione di una sezione sottile di 30 micron di
spessore, incollata sul vetrino con la resina epossidica, ed analizzata
successivamente con il microscopio polarizzatore. Se il campione si presentava
poi fresco e quindi in ottimo stato, senza vene di alterazione, si tagliava anche la
seconda fetta del materiale roccioso per fargli poi l’analisi chimica. Questo
materiale roccioso, dello spessore di circa due centimetri, è stato macinato per
produrre materiale da analizzare con lo spettrometro a fluorescenza. La
macinazione è avvenuta in due fasi. Nella prima si è inizialmente ridotto il
campione con una mazzetta, per poi caricare le parti così ridotte nel frantoio a
ganasce, le cui piastre frantumanti sono state avvicinate sempre più nei vari step
della macinazione, per massimizzare la riduzione della grana, fino ad arrivare ad
una granulometria di 600 micron. Al termine delle operazioni di frantumazione di
ogni campione le attrezzature ed i setacci utilizzati sono stati puliti per evitare
qualunque contaminazione con il campione successivo. Nella seconda sono stati
presi 150 cl di granulato provenienti dal frantoio, ed inseriti nel mulino con
macine al carburo di tungsteno, ottenendo una polvere finissima, inviata poi al
laboratorio per fare l’analisi chimica con lo spettrometro a fluorescenza dei raggi
X. La fluorescenza a raggi X è una tecnica molto versatile perché si può applicare
a qualsiasi materiale. Con questa tecnica si determina la composizione totale della
roccia, essendo un’analisi che si applica sull’intero volume del campione. La
fluorescenza a raggi X è un fenomeno di fluorescenza nella regione dello spettro
elettromagnetico dei raggi X. Una transizione elettronica provoca l'emissione di
raggi X, e quindi di energia, con una specifica frequenza. Essendo quantizzati i
livelli energetici negli atomi, ogni valore di frequenza emessa, rappresentata da
una lunghezza d’onda, corrisponde ad un particolare elemento. Tale principio
permette di identificare gli elementi attraverso indagini spettroscopiche.
17
L’analisi chimica puntuale dei singoli minerali è stata fatta poi utilizzando la
microsonda elettronica.
18
6. LITOLOGIE
La serie stratigrafica dei colli Euganei comprende litologie tipiche bacinali, con
intercalazione o messa in posto di serie magmatiche nella parte superiore. Qui di
seguito c’è la serie stratigrafica completa, dalla quale esaminerò la componente
magmatica
acida
nel
paragrafo
sottostante.
Serie stratigrafica dei colli (Astolfi, Colombara, “La geologia dei colli Euganei”,
2003)
19
Le litologie vulcaniche oggetto di studio, sono principalmente rappresentate da:
rioliti, trachiti, latiti e basalti, comprendendo perciò rocce più e meno evolute,
come evidenziato nel diagramma per la classificazione chimica delle rocce
magmatiche effusive TAS (fig. 1), dove ho posto tutti i campioni oggetto dei miei
studi, nonché quelli oggetto di altre tesi di Laurea triennale.
Fig.1 Diagramma classificativo TAS
15
Phonolite
Trachyte
12
Rhyolite
Na2O+K2O (wt%)
Basaltic Trachyandesite
Trachyandesite
Trachybasalt
9
Tephrite
6
Basanite
3
Basalt
Basaltic
Andesite
Andesite
Euganei
0
40
45
50
55
60
65
70
75
SiO2 (wt%)
Il trend che ne risulta è debolmente alcalino, avendo infatti una presenza di alcali
(sodio e potassio) maggiore rispetto alla serie tholeiitica. Tuttavia va notato che
tutte le rocce riportate in Fig.1 sono quarzo-normative.
Nei colli Euganei si possono ritrovare molte litologie, magmatiche e non, grazie
all’ambiente marino in cui si erano immersi e ai due cicli eruttivi a diverso
carattere composizionale che li hanno formati.
Rioliti: sono rocce acide, rappresentano il corrispondente effusivo dei graniti,
hanno grana solitamente fine, colore chiaro e struttura porfirica, con massa di
fondo microcristallina e presenza di alcuni fenocristalli, e talvolta tessitura
fluidale. La mineralogia comprende feldspati alcalini, biotite e raro quarzo
20
presente nella matrice. Esse formano alcuni dei maggiori corpi eruttivi dei colli
Euganei; talvolta, a seguito di un repentino raffreddamento della lava dopo
l’eruzione, la riolite si presenta brecciata o in facies vetrosa. Quest’ultima, avendo
subito un brusco raffreddamento in condizione di effusione sottomarina, ha
assunto una particolare struttura vetrosa, detta perlitica, costituita da aggregati
sferici di microliti feldspatici cementati tra loro; tale litologia è stata da me
campionata sul monte Alto di Montegrotto Terme.
Riolite della cava meridionale del monte Ricco
Trachiti: sono rocce acide alcaline che rappresentano il corrispondente effusivo
delle sieniti, hanno colorazione generalmente grigia, ma talvolta giallognola per
effetto di processi idrotermali che hanno arricchito la trachite con idrossidi di
ferro. Ha struttura porfirica a causa del raffreddamento del magma in superficie,
con brusca caduta della temperatura e della pressione, con una veloce liberazione
dei gas presenti, perché gli elementi in soluzione non hanno il tempo di
riorganizzarsi per formare reticoli cristallini ordinati; infatti i fenocristalli presenti
sono i cristalli che già si erano formati prima dell’effusione. I minerali presenti
sono quindi fenocristalli di feldspato alcalino di colorazione chiara-trasparente
anche di grandi dimensioni, rappresentati dal polimorfo di medio -alta
temperatura, il sanidino, plagioclasi, cristalli di mica (biotite) e anfiboli
21
(orneblenda), alcuni pirosseni (augite), il tutto immerso in una massa di fondo
microcristallina o vetrosa. Le trachiti formano importanti corpi eruttivi ed
intrusivi nei colli Euganei e sono presenti anche come filoni. Insieme alle rioliti
sono le rocce maggiormente presenti nei colli Euganei.
Trachite di monte Merlo
22
7. ELABORAZIONI DATI
Dopo aver costruito i grafici con SiO2 vs elementi maggiori e SiO2 vs elementi in
traccia, le principali osservazioni sono:
elementi maggiori: all’aumentare della SiO2 aumentano le concentrazioni di K2O,
mentre diminuiscono le concentrazioni di TiO2, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, P2O5.
Al2O3 e Na2O incrementano inizialmente, diminuendo poi dai termini trachitici a
quelli riolitici;
elementi in traccia: all’aumentare della SiO2 aumentano le concentrazioni di Rb,
Nb, La, Ce, Th, mentre diminuisce la concentrazione di Sr. Y, Zr, Ba, Nd, Pb, U
mantengono valori invece circa costanti.
Conclusioni dall’analisi dei grafici dei campioni acidi:
trachiti:
o elementi maggiori: all’aumentare della SiO2 aumentano le
concentrazioni di MnO, K2O, mentre diminuiscono le
concentrazioni di TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, P2O5;
o elementi in traccia: all’aumentare della SiO2 aumentano le
concentrazioni Rb, Th, mentre diminuisce la concentrazione Sr.
Non si determina un trend evidente per Y, Zr, Nb, Ba, La, Ce, Nd,
Pb, Th.
rioliti:
o elementi maggiori: all’aumentare della SiO2 diminuiscono le
concentrazioni di TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, P2O5. Non si
determina un trend tra la differenziazione e variazione nella
concentrazione dell’elemento per MnO, CaO, Na2O.
o elementi in traccia: all’aumentare della SiO2 diminuiscono le
concentrazioni di Rb, Nb, Th, mentre aumentano le concentrazioni
di Sr, Ba. Non si determina un trend evidente per Y, Zr, La, Ce,
Nd, Pb, U.
23
7.1
SiO2 VS ELEMENTI MAGGIORI
Il trend dell’allumina nei grafici SiO2 vs elementi maggiori è esemplificativo della
differenziazione magmatica; con l’aumento della SiO2 e con l’evoluzione del
magma lo stesso infatti prima si arricchisce relativamente in allumina, perché
cristallizzano (frazionano) i minerali più refrattari, quali l’olivina e i pirosseni, che
non presentano allumina al loro interno, per poi diminuire a seguito della
cristallizzazione dei plagioclasi, aventi invece tale composto al loro interno.
Al2O3 vs SiO2
75.00
70.00
65.00
60.00
Al2O3 vs SiO2
55.00
50.00
45.00
40.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
Il Na2O decresce dalle trachiti alle rioliti per la cristallizzazione del feldspato
alcalino sodico.
Na2O vs SiO2
75.00
70.00
65.00
60.00
Na2O vs SiO2
55.00
50.00
45.00
40.00
0.00
2.00
4.00
24
6.00
Il K2O decresce dalle trachiti per cristallizzazione di feldspato potassico.
K2O vs SiO2
75.00
70.00
65.00
60.00
K2O vs SiO2
55.00
50.00
45.00
40.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
La concentrazione del P2O5 nei termini più basici aumenta con la
differenziazione; a partire dal 57% di contenuto di SiO2, quindi dalle latiti, in poi,
il trend si inverte e la sua concentrazione diminuisce per la cristallizzazione delle
apatiti, nelle quali è compatibile, avendo infatti queste ultime formula
Ca3(PO)4(OH,F,Cl). Avendo calcio e fosfato al loro interno, durante la loro
cristallizzazione, si ha una diminuzione nelle concentrazioni di CaO e P2O5; anche
la cristallizzazione di anfiboli calcici porta alla diminuzione del contenuto in
calcio. Tutto ciò è visibile nei seguenti grafici:
CaO vs SiO2
P2O5 vs SiO2
80.00
80.00
60.00
60.00
CaO vs SiO2
40.00
P2O5 vs
SiO2
40.00
0.00 5.00 10.00
0.00
CaO vs SiO2
74.00
72.00
70.00
68.00
0.50
1.00
P2O5 vs SiO2
74.00
72.00
70.00
68.00
CaO vs SiO2
0.00
0.50
1.00
P2O5 vs
SiO2
0.00
25
0.05
0.10
7.2
SiO2 VS ELEMENTI IN TRACCIA
Il trend dello Sr mostra un aumento nella sua concentrazione nei termini più
basici, fino ad arrivare alla cristallizzazione del plagioclasio albitico, quando il
trend di arricchimento si inverte perché appunto lo Sr risulta essere compatibile in
questo
minerale.
Nel passaggio dalle latiti alle trachiti il feldspato che cristallizza cambia da
plagioclasio a feldspato alcalino.
Sr vs SiO2
75.00
70.00
65.00
60.00
Sr vs SiO2
55.00
50.00
45.00
40.00
0
200
400
600
800
Il trend del La, Ce, elementi delle terre rare, nei grafici SiO2 vs elementi in traccia
è diagnostico del comportamento degli elementi più incompatibili, che tendono a
restare nel magma, verso il quale sono più affini. All’aumentare della SiO2 e con
l’evoluzione del magma lo stesso infatti si arricchisce relativamente in La, Ce.
La vs SiO2
Ce vs SiO2
100.00
100.00
50.00
50.00
La vs SiO2
0.00
Ce vs SiO2
0.00
0
100
200
0
26
200
400
Il Ba aumenta fino alla trachite bassa in SiO2, quando cristallizza il feldspato
alcalino o il plagioclasio albitico.
Ba vs SiO2
75.00
70.00
65.00
60.00
Ba vs SiO2
55.00
50.00
45.00
40.00
0
200
400
600
800
1000
Lo Zr decresce dalle trachiti in poi per la cristallizzazione dello zircone, nel quale
è compatibile.
Zr vs SiO2
75.00
70.00
65.00
60.00
Zr vs SiO2
55.00
50.00
45.00
40.00
0
200
400
600
27
800
1000
7.3
RIOLITI
Sono visibili alcuni trend nei grafici; descriverò qui sotto le osservazioni
principali. Le rocce più acide provengono dalla cava del monte Ricco e del monte
Brusà, mentre quelle meno acide dalla cava del monte Alto, Bonetti e del monte
Grande. Sono esemplificativi i diagrammi di Na2O e K20 di seguito riportati:
Na2O vs SiO2
K2O vs SiO2
73.00
73.00
72.00
72.00
71.00
71.00
Na2O vs
SiO2
70.00
K2O vs SiO2
70.00
69.00
69.00
4.50
5.00
5.00
5.50
6.00
7.00
Non esiste una correlazione ben definita fra SiO2 ed elementi in traccia
incompatibili (La, Nb). Tuttavia, considerando separatamente i due gruppi di
rioliti prima citati (monte Ricco e Brusà rispetto al monte Alto, cava Bonetti e
monte Grande), entrambi mostrano una correlazione positiva fra SiO2 e La e Nb.
La vs SiO2
Nb vs SiO2
73.00
73.00
72.00
72.00
71.00
71.00
Nb vs SiO2
70.00
70.00
69.00
69.00
0
100
La vs SiO2
0
200
28
100
200
7.4
TRACHITI
A differenza delle rioliti, probabilmente anche per una maggior numerosità di
campioni, che statisticamente ricoprono una maggior gamma di diverse
composizioni chimiche, non si riescono a differenziare due o più trend nelle zone
campionate ed analizzate.
Nelle trachiti molti elementi, durante l’evoluzione del magma e quindi la
cristallizzazione, non mostrano infatti incrementi o decrementi chiaramente
correlati con le variazioni in SiO2; esemplificativi sono TiO2 e Nb:
TiO2 vs SiO2
Nb vs SiO2
68.00
68.00
67.00
67.00
66.00
66.00
TiO2 vs
SiO2
65.00
Nb vs SiO2
65.00
64.00
64.00
63.00
63.00
0.00
0.50
1.00
0
29
50
100
Al2O3 vs SiO2
Sono facilmente visibili nel grafico 3 famiglie:
- 2 famiglie di rioliti, una con più alto contenuto in SiO2, con i 2 campioni del
monte Ricco e del monte Brusà (sud-est e nord), ed una con un contenuto in SiO2
del 2% di SiO2 inferiore appartenenti alle cave del monte Alto, alla cava Bonetti e
al monte Grande (est ed nord-ovest);
- una famiglia di trachiti, con campioni provenienti dalla cava di Montemerlo, del
monte Cero e di Zovon (nord, nord-ovest e sud-ovest).
Al2O3 vs SiO2
73.00
72.00
71.00
70.00
69.00
68.00
67.00
66.00
65.00
64.00
63.00
Al2O3 vs SiO2
0.00
5.00
10.00
15.00
30
20.00
7.5
STUDI ISOTOPICI
Le concentrazioni degli elementi sulle quali si basa la seguente considerazione,
sono state determinate tramite analisi in spettrometria di massa da Barbieri et al.
(1978).
Le trachiti e le rioliti analizzate da questi autori mostrano un rapporto isotopico
87Sr/86Sr compreso tra 0,7033 e 0,7035, simile a quello delle rocce basiche
associate. Pertanto si può desumere che le trachiti siano differenziati da questi
magmi basici e non fusi di una crosta che avrebbe invece prodotto rapporti
isotopici molto più elevati. Nel grafico sottostante sono raffigurati i 3 campioni
euganei CE 119, CE116, CE113, posti nel grafico, in base ai loro valori, dove
descritto.
CE 119 CE 116 CE113
31
7.6
MELTS
Il Melts è un programma che calcola, su base termodinamica, l’evoluzione del
magma, permettendo di risalire alla composizione del magma originario dei
campioni studiati, inserendo come variabili la pressione e il contenuto in acqua.
Ho eseguito svariate prove, ponendo come input i termini di pressione a 1,5, 8
kbar, e le concentrazioni d’acqua a 0,1,2,3 wt%, ed ottenendo come output, alle
diverse temperature, le percentuali dei minerali cristallizzati, potendo così
determinare il liquido residuo, la densità e viscosità del fuso, e la fugacità
d’ossigeno. Ho così potuto vedere, diminuendo la temperatura di 20 gradi di volta
in volta, quali minerali cristallizzano e a che temperatura, ricostruendo in tal modo
la storia del magma parentale che ha originato le rocce a cui il campione trachitico
EU5, oggetto di studio in questo paragrafo, appartiene. Nel grafico seguente sono
delineate le curve di cristallizzazione del magma al diminuire della temperatura e
pressione. Si evidenzia l’influenza dell’acqua, che all’aumentare di un punto
percentuale nella sua presenza, riesce a diminuire di un centinaio di gradi la
cristallizzazione del magma.
T vs % magma residuo
100
90
80
70
1 kbar H=1
60
5 kb H=1
50
5 kbar H=2
40
8 kbar H=2
30
8 kbar H=3
20
10
0
800
850
900
950
1000
1050
1100
Di seguito ho riportato i grafici col comportamento calcolato del magma ricavato
dal Melts, e di quello reale dei campioni studiati, costituiti da trachiti e rioliti
32
Comportamento dell’allumina
Al2O3 vs SiO2
Al2O3 vs SiO2
75
75
Al2O3 vs
SiO2
(Melts)
70
65
Al2O3 vs
SiO2
(Melts)
70
65
60
60
0
10
20
0
1 kbar 1% acqua
10
20
5 kbar 2% acqua
Al2O3 vs SiO2
80
Al2O3 vs
SiO2
(Melts)
70
60
0
10
20
8 kbar 2% acqua
Comportamento del ferro
Fe2O3 vs SiO2
Fe2O3 vs SiO2
75
80
Fe2O3 vs
SiO2
(Melts)
70
65
Fe2O3 vs
SiO2
(Melts)
70
60
60
0
5
0
1 kbar 1% acqua
5 kbar 2% acqua
Fe2O3 vs SiO2
80
Fe2O3 vs
SiO2…
70
60
0
5
5
8 kbar 2% acqua
33
Comportamento del calcio
CaO vs SiO2
75
70
65
60
CaO vs SiO2
80
CaO vs SiO2
(Melts)
CaO vs
SiO2
(Melts)
70
60
0
2
4
0
1 kbar 1% acqua
2
4
5 kbar 2% acqua
CaO vs SiO2
80
CaO vs SiO2
(Melts)
70
60
0
2
4
8 kbar 2% acqua
Comportamento del sodio
Na2O vs SiO2
75
70
65
60
Na2O vs SiO2
80
Na2O vs
SiO2
(Melts)
0
5
60
10
0
1 kbar 1% acqua
80
Na2O vs
SiO2
(Melts)
60
0
5
5
10
5 kbar 2% acqua
Na2O vs SiO2
70
Na2O vs
SiO2
(Melts)
70
10
8 kbar 2% acqua
34
8.
CONCLUSIONI
L’analisi dei dati in funzione della località dei corpi magmatici oggi visibili
denota una generale omogeneità del magma parentale nelle diverse zone dei colli
Euganei, non essendo presenti infatti particolari trend di evoluzione lungo la
piccola catena. Ciò che risulta differenziarsi dai valori standard del complesso,
appartiene solo ad alcune rocce di cave appartenenti a corpi non interconnessi tra
loro. Queste sono:
- la cava di Zovon, che presenta trachiti con valori anomali sia negli elementi
maggiori, che in quelli in traccia. Negli elementi maggiori queste trachiti, con alti
valori di silice, presentano valori ridotti rispetto alla media in allumina, in sodio,
in fosforo, invece in quelli in traccia i valori sono elevati in Rb, e bassi in Sr, Nb,
La, Ce. Ciò è dovuto ad un magma parentale, generalmente omogeneo, che in
alcuni casi come il suddetto risulta essere però composizionalmente diverso,
povero in alcuni elementi, per un diverso processo che lo porterà alla luce, come
può essere una differenziazione, magari avvenuta in una camera magmatica posta
ad una diversa profondità rispetto alle altre;
- le cave del monte Ricco e del monte Brusà presentano trachiti con contenuti in
silice del 2% più elevate rispetto alle altre rioliti, formando in tal modo un trend
parallelo, ma con uno shift appunto a livelli di silice maggiori.
Le anomalie composizionali delle trachiti di Zovon sono un esempio per
dimostrare quale sia una ragione per la quale i dati calcolati dal Melts talvolta non
fittano bene quelli reali.
I dati isotopici dello stronzio evidenziano che l’origine delle rocce acide
costituenti i colli Euganei, avrebbe avuto origine dalla cristallizzazione frazionata
di un magma basaltico. Grazie all’elaborazione dei dati ottenuti col Melts, si
osserva che i grafici teorici più vicini a quelli ottenuti a partire dall’analisi in
fluorescenza dei campioni studiati, sono quelli a 5kbar con il 2% d’acqua e 8 kbar
con il 2% d’acqua. Avvalendomi anche degli studi sui dati geobarometrici dei
minerali del mio compagno d’analisi della parte acida, posso affermare che il
valore più probabile è quello che prevede una pressione di 5 kbar ed un contenuto
35
d’acqua del 2%. Grazie a questo elemento, riprendendo la cristallizzazione del
magma che ha generato questa roccia, si può determinare che l’inizio della sua
cristallizzazione è avvenuto a 1000 gradi e terminata a 810 gradi. Inizialmente è
cristallizzato un po’ di ortopirosseno, ed una quantità più ingente di feldspato,
dapprima prevalentemente rappresentato da albite, in seguito, da una temperatura
di 850 gradi in poi, da sanidino , quindi un po’ di spinello, magnetite, ilmenite, ed
apatite a fase inoltrata della cristallizzazione. In conclusione il magma parentale
era
costituito
principalmente
da
un
feldspato
con
la
composizione
dell’anortoclasio e da un ortopirosseno. I valori che si discostano di più nei
diagrammi Melts degli elementi maggiori vs SiO2 sono quelli del sodio, che nel
Melts decrescono, mentre nelle trachiti e rioliti analizzate restano circa costanti, e
per il calcio, con comportamento all’incirca inverso rispetto a quello del sodio.
Praticamente il Melts fa cristallizzare un feldspato ricco in sodio, mentre
probabilmente, basandomi sui dati raccolti a partire dalle analisi compiute, in
realtà cristallizzano ancora dei plagioclasi.
36
9. BIBLIOGRAFIA
Astolfi G., Colombara F. (2003) – La geologia dei Colli Euganei. Editoriale
Programma.
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Piccoli G., Sedea R., Bellati R., Di Lallo E., Medizza F., Girardi A., De Pieri R.,
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D’Amico C., Innocenti F. & Sassi F.P. (1987) - Magmatismo e Metamorfismo.
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Barbieri Mario, Turi Bruno (1978) – Oxygen and strontium isotope variations in
the igneous rocks from the Euganean Hill Venetian Tertiary Province, Northern
Italy
37
