RENDICONTr Sacie/ll /t.. li...... di Miner"l09ia e PetrolOlli". J9 (I): pp. lJ9-251 STUDIO GEOGIACIMENTOLOGICO E CARATTERISTICHE MI ERALOGICO-PETROGRAFICHE DEL CAOLINO DELL'AREA DI TRESNURAGHES (SARDEG A CENTRO-OCCIDENTALE) BRUNO CARBONI Ingegnere Minerario, via Einstein, Cagliari CARLO GARBARINO, GIORGIO PADALlNO, Ivo URAS Istituto di Giacimenti MinerarL Fae. di Inj.tej.tneria dell'UniversitÀ. pia2'Za d'Armi, 09100 Cagliari MARCELLA PALOMBA Centro Studi Geominerari e Mineralurgici del C.N.R., c/o Isl. di Giacimenti Minerari, Fae. di Ingegneria dell'Università. pil7.za d'Armi, 09100 Cagliari RIASSU!'o'TO. - Questa ricercll ha per oggettO bi prospez:ione geomineraria di alcuni adUnamenli di caolino situati in area di Tresnuraghes (Sardegna cenlro-occidentale). A lale scopo ~ stalO effettualo un rilevamento geologico alla scala l: '.000, una ampiona.tura sislematica a maglia quadrata dell'area prospettata e una campionatura di dettaglio in una cava di caolino, scelta come area mineralizzata camo pione, sita in loc::a.litii. Pa.lalu. Tutti i campimti 5000 stati soltoposti ad analisi spelltomeuica per f1llOR'SCeOZl X, analisi microscopica, diffrauOrJIeuica e termodiffeTenriale. Sulla base dei dati ouenuti ~ Slato possibik: - classificare: le rocce vulcaniche acide e distino guerle in due facies: rioliti e rioliti anaultitichc (lardive dspeno alle prime); - stabilire la variazione dei tenori in caolinite normativa dci campioni di caolino prelevati in cava Patalza; - individuare le correlazioni tra vu1canismo acido e mineralizzazioni nonchè delle guide per la prospezione degli adunamenli caolinici insooiati in rocce di analoga origine e composizione; - costruire un modello genetico dci giacimenti di (aolino nell'area investigata. ABSTUCT. - lbc main purpose of this study is lne prospe<ting of some bolin deposits in Tresnu· raghes area (middle-llIestem Sardinia). A detail~ geological surveying (scale 1:',(00), I sy5tematic sampling by a. square grid cf t!le prospe<lcd lrea aod I dellilcd sampling in a. quarry of klOlin in Patalu area, has been earricd OUt. Ali samples have been analyscd by XRF microscope, difltlttometer aod DTA. ' This research allows IO achiC"e tne fol.lowing results: _ _ - - lO c1aS5 pre-miocenic voleanic rocks and IO dislinguish them in !WO facies: rh}'Oliles .00 anauxite·rhyoliles ; IO define t!le variations of pem:ntage in not· mative kaolinite of kaolin samples laken in Pa.talza qUlrry; lO idenlify lhe corrd.tions belV.-ecn volcanism and miOC'ra1izalions and some guides for prospecling of kaolin deposits plac:cd in lhe same types of rocks; lO dal a. genetic model for lhe kaolin deposits of tbc seard'Ccl area. I. Introduzione II presente lavoro rientra nel quadro di una ricerca che ha per oggetto la prospezione geomineraria degli adunamenti di caolino della zona di Patalza in area di Tresnuraghes (Sardegna centro·occidentale). Essi sono già noti in letteratura per alcuni lavori scientifici, a prevalente carattere minero-petrogra· fico, che li hanno interessati (DERIU, 1953). 2. Geologia della regione 2.1. S/TotigTOftO È stato ~guito un rilevamenlo geologico e fotogeologico dell'area a Sud di Tresnuraghes (fig. l). Le formazioni rilevate sono costituite, dal basso verso l'alto, da vulatniti acide premioceniche (RossErrl. 1951) con a. CARBONI, C. GARBAR1NO, G. PADALlNO, I. URAS, M. PALOMBA \ 6 D .. D ' 2 ~ 7 •• ~ 3 8 D • 4 [J .' 9 /" .~ 5 ~ / / 10 / / ," 11 l,I Fig. I. - Schema geologico. Legenda. l) RlOlm, 2) Brecce associate al vulcanismo riolitico; 3) Rioliti anauxitiche; 4) Caolino; 5) Miocene In faclcs prevalentemente arenacea; 6) /\-Eocene In facles cal careo-marnosa; 7) Brecce pre·basalti; 8) Basalti .,lio-quaternari; 9} Principali direzioni di frauure e taglie; IO) Faglie e fratture probabili; Il) Probabili centri di emissione delle vukaniti acide. STUDIO GEOGIACIMENTOLOGICO E CARATTERISTICHE ETC. brecce assodate e da sedimenti marini del Langhiano-Elveziano (POME5ANO, 1970) in due diverse facies: nella prima, l'infer!ore, prevale [a facies conglomeratica poligcnica a cemento carbonatico e resti fossili, per lo più, di grosse ostree. Nella seconda, str,nigraficamente più alta, si ha alla base la prevalenza di arenarie e marne arenacee che sfumano, verso l'alto, a calcari organogeni grigi a IitOtamni, echinidi e molluschi. Un nuovo dclo plio-pleistocenico di manifestazioni vulcaniche segue le formazioni :;::lrbonatiche. Il preludio a questa ripresa del vulcanismo (come è visibile all'incrocio tra [a strada comunale S. Marco e la consorziale Mararala d'Olgiame) è datO dalla presenza di brecce per lo più costituite da elementi riolitid grossolani inglobati in una matrice tufacea, poco coerente. La serie si chiude dunque con i bdsalti plio-quaternari, che costituiscono gli «alti » stratigrafici e morfologici della regione. 2.2. Tellonica La situazione strutturale della zona, sia dalle osservazioni di campagna che da quelle dedotte da uno studio fotOgeologico, è risultata piuttosto tormentata. Si riscontra tutta una serie di faglie e fratture che, interessando i terreni cenozoici, sono da riferire alla tettonica distensiva terziaria e, probabilmente, anche plio-quaternaria. Alle faglie è imputabile il sollevamento relativo, a modesti rigetti, e il basculamento dei blocchi vulcanici, gli uni rispetto agli altri. Sembra inoltre di riconoscere, fondamentalmente sulla base dello studio fotogeologico, strutture che potrebbero essere riferite ad un antico centro di emissione del raggio di circa 700 m, con manif~sta­ zioni periferiche di tipo breccioide (fig. 1). Un altro probabile centro di emissione è stato individuato a SE dell'area in studio, in località Funtana Piriddu, dove si possono osservare una serie di faglie ad andamento radiale, talora accompagnate da brecce di esplosione. È probabile che l'attività tettonica abbia anche influito sull'impostazione del retkolo idrografico, poichè alcuni dei corsi d'acqua scorrono su linee di faglia e/o di frattura. Le direzioni di deflusso principali sono 241 WNW·ESE (Rio Giunis, Riu Suelzu, Canale S'Umbra) e NE-SW (Rio Mulineddu). 3. Caratteristiche delle vuleaniti e loro inquadramento I)etrografico Sulla base delle caratteristiche macroscopiche, è stato possibile suddividere in due membri la serie vulcanica acida terziaria; successivi studi microscopici hanno poi confermatO l'esattezza di queste osservazioni e fornito ulteriori elementi utili per la caratterizzazione delle due facies. Il membro inferiore è costituito da rocce per [o più rosa con evidenti listature più chiare, tendenti al bianco, a causa della più spinta alterazione caolinica. Esse sono raramente sane, perchè interessate da numerose fratture e da fenomeni di alterazione. Spesso si riscontrano vacuoli di varie dimensioni dovuti, probabilmente, sia all'alterazione meccanica con asporto di alcuni frammenti, sia a quella chimica dci minerali feldspatici. Talora si nota la presenza di evidenti fenocristalli, altre volte la roccia risulta essere di tipo granulare microcristallino. Questa facies è quasi sempre interessata da fenomeni di cao[inizzazione che vanno da alterazioni puramente superficiali fino a vere e proprie aree più intensamente caolinizzate, con fenomeni che si spingono in profondità, come è avvenuto in località Patalza. AI microscopio sono caratterizzate da una tessitura pseudo-fluidale con matrice sempre più o meno caolinizzata. La rasta di fondo, in alcuni campioni, è risultata essere vetrosa; sono spesso osservabili, inoltre, evidenti fenomeni di devetrificazione che la interessano. I plagioclasi sono tra i pochi fenocristalli riconoscibili e quasi sempre sono geminati albite; rari sono i geminati albitecarlsbad. La loro composizione varia da Ab 7o An:lo a AbooAn~o; si tratta quindi, praticamente, di andesina. Il membro superiore della serie vulcanica terziaria è risultato essere, all'analisi microscopica, prevalentemente di tipo anauxitico. Macroscopicamente si presenta di colore per lo più da grigio a verde chiaro, anche se non mancano zone in cui la roccia è rosa-biancastra. Nella matrice si notano spesso i piromeridi di anauxite, peraltro già segnalati da ROSSETTI (1951) e DERIU (19.53) per la stessa area. 242 B. CARBONI, C. GARBARINO, G. PADALlNO, l. URAS, M. PALOMBA degli elementi maggiori, utilizzando lo schema proposlo da DE LA ROCHE (1980) e riportando sul diagramma la media composizionale per ogni famiglia di rocce. La maggior parte delle vulcaniti è compresa nel campo delle rioliti ma alcuni campioni compaiono in quello delle daci ti. Le rocce basai. tiche plio-quaternarie ricadono nel campo degli andesit-basalti (6g. 2). _. Fig. 2. - Diagramma RrR. (DE 1980) ~r 1(' rom: dfush'<'. LA ROOif': et alii, Concordemente a quanto sostenuto dal (op. ciI.) per le Stesse rocce, in sezione sonile esse mostrano una serie di sferule la cui formazione è «streuamente legata ai valori del !>Ovraraffreddamento della massa fusa ». Secondo lo stesso Autore« l'acrrescimenlO dei piromeridi è radiale, capillare attorno ad un nucleo germinale, di feldspato, di silice cristallizzata nella fase tridimite o femico. Le sferuliti hanno dimensioni medie di 2 mm anche se, in casi ~ezionali, superano i .5 mm. t anche ben osservabile il nucleo centrale singolo o plurimo, spesso idiomorfo, circondato da una sostanza che, isotropa verso il centro, presenta centrifuga mente polarizza· zione d'aggregato. La Struttura raggi:lIa del piromeride dà, in luce parallela a nicois incrociati, una croce nera, molto evidente verso la periferia. L'estinzione è parallela all'allungamento degli clementi filiformi che costituiscono gli infiniti raggi dello sferoide». La natura degli sferuliti è cristobaliticoanauxitica, come affermato sempre dal RosSETTI (op. ciI.) per studi su altre zone vi· cinali. I sedimenti marini miocenJci che ncoprono le lavc acide sopraddescriue ed i basalti plio-quaternari non vengono qui !Jresi in considerazione dal punto di vista di una descrizione strutturale e tessiturale, in quanto queste rocce sono risultate essere inin· fluenti per le manifestazioni caolinifere che costituiscono l'interesse ultimo di quesra ricerca. La classificazione delle rocce vulcaniche è stata faua, sulla base delle analisi chimiche ROSSETTI 4. La mineralizzazione Le manifestazioni caoliniche più evidenti interessano prevalentemente le rioliti inferiori (che di seguito chiameremo semplicemente c tioliti »), anche se fenomeni di minore importanza sono Stati localizzati nelle rioliti anauxitiche (Auct.). II passaggio dalle vulcaniti fresche alla roccia caolinizzata è sfumato, tanto che nella zona di transizione sono ancora individuabili i relitti di tessitura ascrivibili alle rioliti. Quasi sempre il caolino ha un aspetto terroso, ruvido, colore da bianco a rosato, a seconda delle impurezze, frattura concoide. Queste osservazioni sembrano confermate sia se riferite alla cava di Patalza che a quella di Salamura, immediatamente ad Ovest della zona prospettata. Il fatto che esista una correlazione più stretta in senso genetico tra le manifestazioni caoliniche e le rioliti rispetto alle rioliti anauxitiche, sembra doversi imputare alla differente struttura e tessitura di queste due rocce. Le prime mostrano, infatti, una maggiore porosità, tessitura pseudo-f1uidale ed una maggior quantità di vetro nella pa~ta di fondo, e risultano dunque più aggredibili da eventuali agenti di alterazione. Questi ultimi potrebbero essere costituiti da convogli idrotermali o da acque superficiali. Tra le due ipotesi sembra più verosimile la prima, tenuto conto del fatto che esiste una precisa correlazione tra le fratture e gli adunamenti principali. Inoltre sono tinvenibili, sulla su· perficie delle vulcaniti, croste silicee ma non paleosuoli elo orizzonti clastici, che provino l'esistenza di un'altcrazione esogena. l campioni di caolino, sia quelli provenienti dalla cava di Patalza che altri provenienti dalla campionatura dell'aretl, sono stati SIUdiati in sezione sottile al microscopio. Da queste analisi è riconoscibile quasi sempre la 24J STUDIO GEOGIACIMENTOlOGiCO E CARATTERISTICHE ETC. strultura pseudo-fluidale della rocccia originaria che si oblitera nei campioni ad aspetto terroso, dove la caolinizzazione è molto spinla. Sono presenti, talora, relitJi di plagiodasi, pressochè totalmente caolinizzati e solo molto raramente qualche cristallo di quarzo. TABELLA l Caolinite della cava di Patalza a confronto con la Caolinite JCPDS (5-0143) "" 5. Campionatura È stata fatta una campionatura sistematica al fine di definire la disltibuzione della mineralizzazione caolinica nell'area studiata. Sono stati prelevati una serie di campioni di roccia in postO del peso intorno ad 1-2 kg, secondo un reticolo regolare a maglia qua· drata su tutta l'area e rettangolare nella cava di caolino di Patalza. Il lato della maglia quadrara è stato fissato in 250 m, cui corrisponde una densità di campionarura di 25 campioni per km 2 , menlte per quella in cava i rettangoli della maglia hanno dimensioni di 6 m per il lato maggiore e 3 m per altezza. Sul fronte cava la maglia è stata infittita prelevando i campioni ogni 3 m per meglio conoscere le vanaZlOlli minero-petrografichè del caolino di Patalza. Nelle zone pedogeneticamente alterate, ove non è possibile raggiungere la raccia in posto, il campione non è stato prelevato. . dI. dA AS'l'M campione (5-0143) 00' 7.15 0>0 4.45 lio lli 4.35 ... 7.143 '00 H '" ",. 4.175 4.17 lii 4.12 4.049~ OH 3.84 3.60 OH 3.13 3.741 00' ].57 3.576 '" ni J.J7 3.380 3.14 3.14]~ Iii 3.09 O" 2.15 2.752 130,201.130 2.55 2.565 lll.lh 2.52 2.534 131,200.112 2.466 2.49t 00' 2.314 2.36' 20i.131 liLlll lli.o'o lOl.1ii.2io 2.331 , 2.H9 2.243 2.246 '" 2.169 .. 023.0'1 2.121 023.2ii 2.05, " " "a ",. X 2.295 203.132 1.985 2:n,lJ2 1.935 1.9J4~ Tutti i campioni sono stati sottoposti 3d una serie di analisi strumentali, in particolare quella diffrattometrica, termodifferenziale e spettrometrica a fluorescenza X. Le prime due sono state utilizzate preva· lememente per caratterizzare le fasi minera· logiche dei campioni di caolino, mentre il terzo tipo di analisi è servito come base per lo studio geochimico di tutti i campioni ;'Ire· levati in cava e nell'area. U3,133 1.892 L 692~ La composizione mineralogica dei campioni di caolino proveniemi dalla cava di Patalza è stata determinata mediante diffrattometro 'leol ]SDX-IOO S4 impiegando la radiazione K. 1.2 di un tubo a Cu operante a30KVe30mA. Lo studio dei diffranogrammi (tab. 1, 2 e 3) ha messo in evidenza nei campioni prelevati in cava la presenza di caolinite e cristobollite con subordinati quarzo, feldspati e .. 2.123~ 6, Dati 8perimentali 6.1. Analisi diDrattometrica " " , , 1.993 o., 1.865 1.675~ 133.202,223 1.835 1.635 IH.2E 1.805 00' l.116 2i2 l.704 1.190 w , ISO,Hi.lll. 3ii,222 L 682 1.691 l.659 1.661 2'iO,20i,lSl. lh x a = riflesso coincidenle con la Cristobalite Alfa. montmorillonite. L'identificazione di tali fasi mineralogiche è stata effettuata per confronto con schede TCPDS. La caolinite presente nei campioni 'è risultata essere del tipo « ordinata ». E importante sottolineare, inolne, che dall'analisi dei diffrattogrammi eseguiti su alcuni campioni di vulcaniti acide, risulta che la silice libera è presente sempre come cristobalite e solo sporadicamente compare il quarzo. 244 B. CARBONI, C. GARBARINO, G. PADALlNO, I. URAS, M. PALOMBA TABELLA 2 Cristobalite Alfa dello cava di Pataha a confronto con la Cristobalite Alfo-}CPD5 (11-695) ~. TABELLA (1)-135) • • ~Mm ~Mm IlI-inl IU-IUI ", 4.05 "O l.5l '" ", "" l.115 '" 2.340 >U 2.1.18 '" '" m 2.0U 1.870 1.875 m 1. 757 l. 71100 '" ". '" ". ~, JC , 4.049 '" l.14l 2.141 2.485 2. '65 1.929 I. 730 l.69'0 , , , , 5 1 , l.Ui l.nz 3 Montmorillonile della cava di Paloha o confronlo con la Afontmorillonite jCPDS , 2.026 ~ ._" 00. J.77 W ,_" >o ,-~ ,-~ >o J .02 ~ 00. z.so) u u ~ Z.561 " " x x I. 7)2 l.'" 1 , LUI 5 '" 5.01 '" 1l0.OZO 2. S8) 2.12J 1.9J4 1$.0 1.U6 = riflesso coincidente con la Caolinile. 6.2. Analisi termoJiUerenz.iale Quesla analisi è stata applicata solo ad alcuni campioni di caolino, sempre provenienti dalla cava di Palalza, scelti in modo da teslare il fronte di cava, anche $e a maglia larga. Le curve termodifferenziali mettono in evidenza la presenza di caolinite, caratterizzata da picchi endmcrmici intorno ai 600 P C e da picchi esotermici che compaiono intorno ai l OOOP C. Le caratteristiche delle curve (picchi endotermici intorno ai 600 0 C, leggera risalita nell'intervallo tra il picco endo· termico e quello esotermico) confermano che si tratta di caolinite ben cristallizzala (fig. 3) eseguila l'analisi per fluorescenza X per gli elementi maggiori e per alcuni elementi minori. La perdita di peso è stata determinata per calcinazione. Il metodo impiegato per valutare gli effetti di matrice sugli elementi determinati è Slato quello degli «alpha factors .. , dedotti dal programma NRLXRF (CRISS, 1977), su campioni reali di riferimento e successivamente raffinati medi:l.nte aggiunta di campioni teorici. l risultati delle analisi chimiche per i soli elementi maggiori, sono stati riportati nelle tab. 4 e 5 che sì ..- .. ~===-- (MAC KEI\'ZIE, 1972). . l 6.3. Analisi spettrometrica AI fine di determinare la composizione chimiCll di lutti i campioni raccolti, è -"tala Fig. 3. - Analisi le:rmodiffe:renziale di un C2tJlpione: • lipo .. di aolino, prelevatO in cava Palalza. , ,0'0 U'i 'O'l "'0 [0'0 '0'0 n'o '0'0 U'O 'l'O "'0 "'0 <0'0 00'0 (", 00'0 ' I .• U', U'O ~·o tO'O U', ~(". ~·O U'O U'O «'0 61'0 '0'0 (.' u" ... n" ~ W" ç('~ " ., "'., '"'0 O,·" uo 00' .. to·o 'O·" '<1'1 ~·O n·~. 00'0 ... " (<1'1 '40 '0'0 U·l IL'O 61'0 W·O '0'0 "'0 or'U te·o u'" n'o "'0 ... 0 '0'0 U'O IO'" 040 «. U'O w·o ,0'0 U'O n'u n'u LO'O ,0'0 .,' , ~·o ,o'0 I~'" • .0 [0'0 H'O n'o ... 0 Il'0 '0'0 H'O ",." 11·0 "." u:> ,~., U'O roo '0'0 .i·O '1 .~, 10·0 j,()'., N:I "'0 "·0 00'0 CO'O '0'0 "'IL U,) U'o ,0'0 1"0 LO'O ~~.~, I~:> "'0\ LO'O LI'" l.., '~J u" u" ,0'0 " . E '0 H'O ,0'0 ,.'0) H'O 'c~ lO'O "'l ,0'0 .O·~ n" 10'0 .".. '0'0 10'0 .0'0 ,0'0 ". ..'" ti· .. ~O', ." "'0 H'O "'0 '" '0'0 U'O ,"0 "O 00"0 n" H'O ,0)'0 'O' l l" ( '0'0 ~l" (0'0 " o,·t( ~O·O " ., 00'0 10'0 ~~ (t·u te·O n·O 'C'" 00'0 ,~·O ~L'" LO'O 0('" '~J "·0 ,0'0 IO', \t'U 10'0 U'H j,()J "'0 " '0 '0'0 " '0 .,·u '0'0 "'H re:> U'o ~·O '0'0 ~·O "'U te·o u" '0:> n' "'0 tI·O '0'0 61'0 n' .. LO'O 't'H f<U w "'0 LO'O '0'0 "'0 n·" u· .. Il'0 CO'« In '0'0 ,,·tE ,n li'U 00'0 n'" ... , ..". t L· • ..... ". ., '0 " '0 " u" w·o IO' • t, '0 ~·O '0'0 ,~·O W. lO'O H'O "'0 l"O U'O '0'0 "'. to'o tL .< n'o 'l', U'O .1'0 ,0'0 WO l' .,. "'0 0('''' ·r· ~Ol~ o'. O'~ ~ '"' 'O'.~ (Ol, ... 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'0 w·o LI·O '0'0 "'0 '1'0 U·" "'0 "'0 "', 00" H ~, u·o "." nu tI·o n'o ",.", n'n LO'O 'O·" 0"0 '0'0 "', n', il'O U'O ,,'0 "'0 ro·o '(', '0'0 00'0 (i'0 U'o "'0 '0'0 'L'O ~(·O ~·o 0,'0 ,0'0 H'O u·t U'o U'o 10'0 ~ '"' " tO'O lI'l ~·O " o. '1 10'0 U', u·, "'0 .... H" 10'0 '1'0 ..·t 00'0 U'~ ~O'~ o'. O'~ .... 'O·" ". " - ..." il'" t .. 'h ,n ,n ,n loOY LO\/ iO\/ to'U 10'0 U'~L IO'< ~., U·tI te·o n'u ,0\/ 'or... lO'", lO'''' lOTl-'~ DZ[D,Dd DflDJ u~ ~'Ofl~[ilJd OU!/ODJ ~p !UO!dWDJ !ns ~'DnnilUd '!JO(S'JDW !'U~UliI[d !['8D ~fl!'P[iJJ 'ilqJ!W!qJ !S![DUV V ,,.,,.38V.L ltZ ':)~"3 3H:)USI1:l3.llVHV:) "3 O:)I~10~N3W':)VI~3~ OIan~s 246 B. CARBONI, C. GARBARINO, G. PAOAl.INO, I. URAS, M. PAl.OMSA TABEl.l.A 5 Analisi ch;miche, relat;ve agli elementi magg;od, eBellulJle sui clJmpioni di dolili e di rio/ili anaux;,;che, pTtleVlJli sull'area rilevlJla ... I "lal n." 0.00 I H H.1l 0.1J l'' 11.7' I i2 o.H 0.01 O.H o." l.n S.U 0.01 '.11 0.01 0.11 LM L~ '.n 0.01 o." 1>." n.u n.n '.M O.M 0.11 1.1i l.U '.01 0.13 1)." 2.n 0.01 0.41 •" H." '.M 0.01 12.91 1." 0.01 LM S.21 0.01 n n.l' O.U 13.n 1.tl O.Ol o.H o.H o.n o.n .... 0.01 n.9I O." l .•• .. " 0.0' I • fO n." 0.11 13.81 ,.~ 0.01 0.$1 O.,, 1" n.il 0.11 H.o' 2.11 o.Ol 0.'1 o.M LM 110 n.1O 0.11 11.'1 0.01 0.21 O... '.M 1.02 11.1' 0.01 n.OI '.M 1.Sl O.Ol o.m 0.&1 1"1 l'. n 0.00 Il.U '.M o.~ 0.02 In. 7$.U 0.00 ".91 '.M 0.0' Ini 1$." 0.0$ 12.7$ ,.~ 0.01 IU2 7'." 0.01 12.11 • •'0 0.01 0.11 O.il I U O.H 14.11 O.M o.n o.n o.n o.n o.n U.iO l.n l.n 0.01 O." Il.'' l. ,. 0.01 1.1 n.n n.n ?I.n n.ll Il.H O,~ O.n 0.1' 12.12 0.11 ".Il '.M I Il •. M 0.01 O.lO 0.11 l'' n.n 0.12 1).1) •• M 0.01 O... l.n 111< 13.11 0.12 n.Si I.U 0.01 O.n O." o.n n.n '.M 1117 0.11 1).H '.M 0.01 0.1' 0.12 l.]] .'S, 71." 0.00 'l.01 1.,. 0.01 o.n 0.17 l'' I n llUol (R);: Rioliti. (RA) == Rioliti anauxidche. riferiscono, rispettivamente, ai campioni di caolino e alle vulcaniti acide. Nelle tab. 6, 7 e 8 compaiono le composizioni chimiche medie (anche per alcuni t'lementi minori) delle due facies vulcaniche e dei caolini prelevati in cava Patalza. • '. , , ) ' " .. ", .. • Go . . . . . . 11/ ....... _ 1lI-_ Qo,._ ... _ ..._ Fiji;. 4. - Diagamma ~.Or+Ab+An-Ka delle vulcanili acide e dei caolini. • == campioni di caolino. L'area traneggiata rappresenla il campo delle p.f • ••0 l"Ot'CC effusive acide. l. H '.11 0.01 0.01 .... ' . JS 0.01 0.01 1.11 l." '.H 0.00 1.11 0.11 2.16 S.n 0.01 •• 17 0.24 O.ll '.M 0.01 •• Sl o." O.~ 0.01 1.l) 0.01 0.12 l." s.n s.n o.n 4.n O.Ol 1." o.lS LM 5.01 0.01 .. " l." 1.17 4.10 o.M '.li 0.01 1.61 O." .... '.il 1.01 l.ol " ...... .... " 0.01 1.n 0.01 O... 0.01 1.1. 0.0\ 1.11 0.01 1.10 7. Inteq)reta2ione dei dati analitici 7.1. Le analis; chimiche Sulla base dei risultati ottenuti dalle analisi chimiche è stato possibile ottenere una precisa collocazione petrogra6C01 delle vulcaniti e, inoltre, seguire le variazioni degli elementi particolarmente utili per caratterizzare sia i depositi di caolino, sia le rocce in via di alterazione caolinica onde avere una possibile guida litologica nella prospez!one di questo tipo di giacimenti. I dati delle composizioni chimiche medie riferiti ai campioni di caolino di cava Patalza ed al membro inferiore della serie vulcanica acida, poichè esso è quello prevalentemente interessato dai fenomeni di caoliniz. zazione, sono stati elaborati secondo il metOOO proposto da Gol.DlCH (1938). Si ottengono in tal modo i guadagni e le perdite relative agli ossidi degli elementi maggiori della roccia alterata rispetto a quella sana (lab. 9). Confrontando i valori della colonna «X » con le percentuali della roccia originaria si ha per ogni ossido la misura del guadagno 247 STUDIO GEOGIACIMENTOLOGICO E CARATTERISTICHE ETC. SCMElIA ASSCUO"EUICO "ELLA CAVA III 'AOllIO 1M LOCAllU" PAlALZA , \ ,, , \ ç ••. ): ~--_"'-""" fZJ "'" . . ~ _ _ Jol --- _ _ UlOeuJol • Fig. S. - Scherm: assonometrico della OI\lJ1 di Paalla. Sono rapprncmali lo scherna di OImpionalura ed i tenori mcdi in caolinite normaliVll. o della perdita relativamente alla AI::O~. Dalla tab. 9 si evince: una diminuzione della sii ice nel caolino a causa del dilavamento nella roccia e una contemporanea perdita dei metalli alcalini ed alcalino-terrosi; un leggero arricchimento in AbO·l nei caolini, con aumento del tapporto AbO:d SiO~ nelle rocce lisciviate; gli ossidi di Fe e Ti sono in percentuali minori nel caolino rispetto alle rocce non alterare. Dal confronto delle tab. 6 e 8 è possibile, invece, fare le seguenti considerazioni ~r alcuni elementi minori: il Rb, affine al K, segue la sua stessa sorte e risulta fortemente dilavato nelle rocce molto caoljnizzate; lo Sr, affine al Ca, rimane costante; il Pb si riduce di circa 1/2 nei caolini; lo Zn si riduce in proporzioni maggiori del Pb, essendo più mobile. 7.2. J Ilolori normolilli Una stima della percentuale di caolinite nei campioni è stata ottenuta mediante l'ela· borazione delle analisi chimiche, calcolando i minerali ncrmativi prima e la variante caolinica successivamente. Dai dati ottenuti, risulta che tutte le vulcaniti acide presentano un eccesso di Ab03 rispetto al contenuto delle basi presenti (Cao, Na~O, K::O), da imputarsi probabilmente ad una incipiente Iisciviazione di queste ultime, visto che le rocce di tipo riolidco non rientrano nel campo di quelle iperalluminose. Inoltre il contenuto di A1:zÙ3 è leggermente più e1evaro e con dispersione mago giare nei campioni di caolino, mentre le basi 2-l8 B. CARBONI, c. GARflARINO, G. PADALlNO, I. URAS, M. PAl.OMBA TABELLA 6 Analisi chimica media, relaliva agli eleme'lli maggiori (%) ed a quelli in tracce (ppm) , delle riolili xIII 810 2 "1'10 73.94 o .. 0.10 e-In~ll c.v. 1.~1 2.00 0.0' '0.00 2 "1 1°) 1) •• 0 0.74 ~. 52 FelO) l.aa 0.52 27.65 0.0) 0.01 H.)) "". e-. 0.'0 0.16 40.00 0.70 0.10 42.85 N"ZO 2.72 0.54 19.a5 ",O 4.8. 0.67 13.84 l'nO P 0 2 5 p.L 0.02 0.01 50.00 1.95 0.6' 12.82 X(ppoo) ,. ,. •• .," ~ ~ " " m" " '" " " >00 .. • c-"ln_ll T ABEl.l.A 7 Analisi chimica media, relativa agli elementi maggiori (%) ed a quelli in Iracce (ppm), delle rioliti allauxitiche X(I) Si0 2S .16 20.16 26.6J 138. ?2 26.32 10.1' 28.la 51.n lO.47 H.IS 'S.4< lS .06 13.90 •. 98 Il . Bl x= 7).31 1).67 relo) 2.05 ~. ". e-. N"2 0 O" In-li c.v . 1.16 1.5S 0.03 25.00 .. 0.12 2 A1 O) 2 ~ 3.66 0.3a 18 .54 0.01 0.02 66 .66 0.41 0.09 21.95 0.91 0.12 12.90 ,,O l.U 0.19 6.05 '.35 0.18 LI) P10S 0.02 0.02 100.00 p.L 1.86 1.11 S1.n c.v. e.46 2 1'1° • i: (ppro) ••e•• ~ " " ~ " '0" '" .0. .. '" '" " • o-"(n_ll c.v . 6.07 16.28 1.29 1.09 l5.87 S.76 5.76 11.18 )6.61 l7 .56 32.22 25.86 6.1' 1.H 17.01 00.11 media; n = numero dei campioni analizzati; 0'"(0." = deviazione standard; c.v. = coefficiente di varianza. x= hanno un contenuto medio più basso e con dispersione più elevata negli stessi campioni. Lo stesso dicasi per l'acqua, che nei campioni di cava mostra tendenza ad elevarsi con gran· de dispersione. Tali dispersioni si po~sono evincere anche dal diagramma triangolare dei minerali normativi (fig. 4) che mostra variazioni notevoli di caolinite rispetto ad albite + ortoclasio + anortite e solo una leggera variazione nel contenuto in quarzo normativo. La stessa figura mostra inoltre che non tutti i campioni sono ben caolinizzati, poichè taluni presentano una percentuale di caoli. nite cosi bassa da differenziarsi assai poco dalle rocce sane. Inoltre utilizzando [o stesso diagramma triangolare, i campioni di vulcanite prelevati nell'area mostrano caratteristiche mineralogico.petrografiche costanti, proprie di un'unica famiglia di rocce. La fig. 5 tappresenta l'andamento della va· riazione del tenore in caolinite, secondo una taffigurazione assonometrica della cava di Patalza. media; n = numero dei campioni analizzati; = deviazione standard; cv. = coefficiente di varianza. (l"to_li 8. Conclullioni Sulla base delle osservazioni di campagna, delle analisi chimiche e minero-petrogra6che e della successiva elaborazione dei dati chimici e geochimici, si è tentatO di trarre delle conclusioni generali sulla genesi degli adunamenti caoliniferi della zona di Tresnuraghes e sulle possibili guide nella prospezione di giacimenti di questo tipo. Come già osservato, le manifestazioni caOlinifere principali di quest'area sono legate preferenzialmente alle rioliti piuttosto che alle rioliti anauxi[iche. Questo fatto è avvaloratO anche dalle osservazioni effettuate in aree limitrofe a quella prospettata, in accordo a quanto già detto, a causa della diffe- 249 STUOlO GEOG1ACIMENTOLOGlCO E CARATTERISTICIIE ETC. TABELLA 8 Analisi chimica media, relaliva agli elementi maggiori (%) ed a quelli in Irocce (ppm), dei caolil1i di covo Palalza icu 51°2 T10 2 AlZO] .... .... "2°] H.H 0.11 .. le.5] O.H 0.02 100.00 o.n n.H o.oz 0.01 ~.oo '.5l I.n SO.H " " " '" '"» " '" ~ " " ~ ~ i= media; U.U n.05 ,.» .. .. .. ~ O.H 2.7J ic-, 111 •• 11 .. 0.19 ",. ~ l." 45.45 2.lI LM ~ 2.73 0.05 o.n 0.02 0"'(n_1I ." • • • n.57 n.ll • • ..,•• • c .... 5.il l,.7, 51.93 n.n Il.n n.n ".Il l.n 1S.1l n.09 • • " Fig. 6. - DiaW'llmma di correlarione del Ba con Or + Ab + An normali\'i. O. = ortoclasio; AB = a1bile; AN = anortite. n= numero <ki campioni analizzati; c.v. = coefficiente di = deviazione $Iandard; . .""" \'ariD.nZll. OD rente struttura e IcssilUra delle due facics vulcaniche. La trasformazione delle vulcani ti in caolino si esplica sopnlltutlo attraverso un dila. vamento di Ca", Na', K' cd una sostitu· zione degli stessi con acqua. Gli agenti alte· ranti, che agiscono sia sui fenocristalli feld. spatici sia sulla pasta di fondo, potrebbero essere costituiti, come già eletto, da convogli idrotermali veri e propri e/o eia acque su· perficiali. La già evidenziata correlazione tra fratture e adunamenti principali farebbe propendere per una ipotesi idrotermale, piuttosto che per un'alterazione superficiale. La prima di queste ipotesi sembra essere anche suffragata dlilla presenza di esili croste silicee rinvenibili sulla superficie delle vulcaniti, senza che peraltro si sia potuta constatare l'esistenza di altera· zione esogena che si sarebbe dovuta manife· stare con il ritrovamento di paleosuoli e/o •• .' 41.1' ll.il • ••• ILH U.S7 102. n ~ c.v. ~ o.n "2°5 p.t. ~(n-lI n .., ~ ',. .. " . .,"'" •• .. ~ oo.UCI .....'. " • OD "" • • • .'• •• • • .' • • • '" , • • •• • •• ~ •• < .'" Fig. 7. - Diagnmma di correlazione: dci Ba ron Ka normativa. . K... = QOlinitt. 250 B. CARBONI, C. GARBARINO, G. PADAlINO, I. URAS, M. PALOMBA TABELLA 9 Analisi comparate delle rioliti e dei caolini, secondo il metodo di GOl.DICH (1938\ _o. ~dlo '" ~" x(ll eooli"" '" G~odo!lnO111 .g< a ... 6>' 77 -11.11 0.10 O.li O.Og - 0.01 ~I,O) 11.00 15.89 11.00 0.00 U,O) I .aa o.ao o.H - 1. l i "'" ,.0 0.<0 o.lg 0.16 - O.,. o.m o.le O.U - O.SS '.7l 1.09 0.91 • l.81 ',0 <.80 , .11 '.10 ,. so p. f. I.H o. sl 1.8' l.a' 510, fiO, ~o,O 1) x(1) = % ALO. roccia originaria % ALO. rocçia altenta . % ossido roccia alterata = = g di ogni costituente presente in 84,27 g (13,40/15,89·100) di materiale lisciviato derivante da 102 g di rocda sana, considerando l'AI.o. costante. (2) variazione in g di ogni costituente (se· gno = perdita; segno + = guadagno). di orizzonti clastici comprovanti lo smantellamento delle formazioni sedimentarie po'itvulcaniche. Un secondo argomento favorevole all'ipotesi di una genesi idrotermale è fornito dall'analisi del comportamentO del Ba. Questo elemento ha tendenza ad impoverirsi al Crtscere della percentuale di caolinite nella roc· cia (figg. 6 e 7) e questo potrebbe essere spiegato con il fatto che esso è legato al K-feldspato e quindi viene spostato insieme alle basi metalliche di quest'ultimo. Poichè, come noto, il Ba si mobilizza in ambienti bicarbonato-dorurati, tali soluzioni possono ritenersi di origine sia idrotermale che sup~r­ 6ciale, ma l'imponenza del fenomeno di lisciviazione rende la seconda ipotesi piuttosto improbabile. Inoltre, se si fosse 'trattato di acque ma- rine, sarebbe difficile spiegare la limitatezza dei fenomeni di caolinizzazione a certe zone legate a fratture e non all'intera superficie a contatto con le acque. Mentre un fenomeno di questo tipo, come già rimarcato, è Stato osservato nel caso delle croste silicee. Oltre al fatto che, in tali ambienti, le rocce argillose formatesi avrebbero avuto una diversa composizione mineralogica. La prima ipotesi, cioè che si sia trattato di soluzioni idrotermali risalenti dal basso secondo vie preferenziali, sembra spiegare bene sia la solubilizzazione del Ba, sia la limitatezza dell'alterazione caolinica manifestatasi con l'esiguità dei corpi caolinizzati e con l'ubicazione degli stessi lungo fralture. Inoltre, questa fenomenologia potrebbe spiegare la presenza delle piccole çtoste silicee che si sarebbero formate alJ'interfaccia vulcani ti-acque m3rine. Il tipo di maglia di campionatura e la limitatezza dell'area considerata in questO studio non permettono, per il momento, una generalizzazione del modello genetico pro· posto per l'area studiata, così come non consentono di estrapolare l'andamento in dettaglio del fenomeno caolinizzante c, di conseguenza, le variazioni delle caratteristiche della roccia caolinica. Per una migliore definizione del secondo aspetto sarebbe necessario infittire la maglia di campionatura sulle rioliti anauxitiche che, seppur meno favorevoli per motivi strutturali e tessiturali a dare adunamenti caolinici, hanno tuttavia una composizione chimica favorevole a questo tipo di mineralizzazione. L'infittimento delJa maglia dovrebbe avvenire soprattutto lungo le direttrici strutturali prevalenti della regione, dato che è stato stabilito lo stretto rapporto tra mineralizzazioni e geologia strutturale. Per il primo aspetto, ossia la generalizzazione del modello genetico, occorrerebbe invece prendere in esame zone più vaste o addirittura zone multiple. Lavoro eseguito nell'ambito dell'lstin.l!o di Giacimenti Minerari, Geofisica e Scienze Geologiche della Facoltà di Ingegneria di Cagliari, e del Centro Studi Geominerari e Mineralurgici del C.N.R. presso la Facoltà di Ingegneria, con supporto finanziario del CN.R. e M,P.I. (60 %). STUDIO GEOGIACIMENTOLOGICO E CARATTERISTICHE ETC. 251 BIBLIOGRAFIA V.T. (1928) Anlluxite lrom Ihe Ione Formation 01 California. Amer. Miner., 13, 145. BECCALUVA L., DERlU M., MACCIOTTA G. (1980) . Rifle1Sioni sul significato del vulcanismo oligo· miocenico della SarJegna nell'ambito dell'n'olu,<ione geodinamica del Mediterraneo occidenlale. 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