• condizioni P-T
• termobarometria
• metamorfismo
• Alpi Apuane
• Unità di Massa

ABSTRACT

In this thesis work has been addressed the study of tectono-metamorphic evolution of the Massa Unit cropping out on the western side of the Apuan Alps, and more specifically NE of the city of Massa.
The Massa Unit, made mainly by Triassic- continental rocks, crops out in different portions of the N-Apennine belt and is tectonically sandwiched between the Tuscan Nappe, on the top, and the Apuane Unit, on the bottom. In several locations of the belt, the Massa Unit, despite showing a similar litho-stratigraphy, recorded different P-T equilibration conditions (from chlorite/carpholite + pyrophyllite to chloritoid + kyanite stability fields) with a general signature of high-pressure metamorphism, with values between 8 and 10 kbar.
The Massa Unit, characterized in the study area by the mineralogical association kyanite + chloritoid, was juxtaposed between two units (the Tuscan Nappe on the top and the Apuan Unit on the bottom) with lower metamorphic conditions.
The previous P-T conditions estimated for the Massa Unit, were in the range of 450-500 ° C and 6-9 kbar [(Jolivet et al., (1998), Molli et al., (2000; 2002), Franceschelli et al., (1986)] and were based mainly on chlorite-chloritoid thermometry and Si4+ white mica barometer. The aim of this work was to characterize the metamorphic evolution of a portion of the Massa Unit trying to define new pressure and temperature constraints.
The meso- and micro-structural analysis, shows that the main foliation characterizing the Massa Unit, in the study area, is a second phase foliation (S2) belonging to the deformative phase D2 and it is classified as a continuous foliation in the phylladic lithotypes and as a spaced foliation in the most competent lithotypes (metaconglomerates and metapelites). The main orientation of second phase foliation (S2) is generally dipping towards SW with the direction of the foliation of N130 / N150 and immersion of about 30 ° / 40 ° SW.
The micro-structural analysis allowed to better define the mineral assemblage, related with S2, made by: quartz + white mica + chloritoid + kyanite + oxides (magnetite and hematite). In the S2 microlithons, a continuous S1 foliation is observed defined by the shape-preferred orientation of white micas. The main porphyroblasts, kyanite and chloritoid, the latter with evident zonations, appear mainly as syn- to post-tectonic in respect to S2 foliation. The latter is deformed by a subsequent crenulations cleavage S3, not associated with syn-kinematics blastesis.
Subsequently, an electronic microprobe (EPMA) chemical analysis was performed which allowed to obtain high resolution X-ray compositional maps, then processed by the XMapTools software. By modeling X-ray images and using thermobarometry study, achieved respectively using the XMg of the chloritoid and the value of Si4+ of the white mica, it was possible to reconstruct an Equilibrium Assemblage Diagram (EAD) for setting P-T constraints for the tectonic Unit.
The obtained P-T estimates have a value of temperatures of about 540 °C and value of pressure between 11 and 13 kbar, higher than previously recognized in the literature.
 
RIASSUNTO

In questo lavoro di tesi è stato affrontato lo studio dell’evoluzione tettono-metamorfica dell’Unità di Massa affiorante sul versante occidentale delle Alpi Apuane e più precisamente a NE della città di Massa. L’Unità di Massa, caratterizzata principalmente da rocce depostesi in ambiente continentale di età triassica, affiora in diverse porzioni dell’Appennino Settentrionale ed è tettonicamente interposta tra la Falda Toscana, al tetto, e l’Unità delle Alpi Apuane al letto. In diverse porzioni della catena, l’Unità di Massa nonostante mostri una litostratigrafia simile, registra differenti condizioni P-T (dal campo di stabilità della clorite/carfolite + pirofillite a quello del cloritoide + cianite) con un’impronta generale di un metamorfismo di alta pressione, con valori compresi tra 8 e 10 kbar.
L’Unità di Massa, caratterizzata nell’area di studio dall’associazione mineralogica cianite + cloritoide, è interposta tra l’ Unità della Falda Toscana al tetto e l’Unità delle Alpi Apuane al letto, caratterizzate entrambe da un grado metamorfico inferiore.
Le precedenti condizioni P-T stimate per l'Unità di Massa sono comprese tra 450-500°C e pressioni di 6-9 kbar [Jolivet et al., (1998), Molli et al.,(2000; 2002), Franceschelli et al.,(1986)] basate principalmente sul termometro clorite-cloritoide e sul barometro Si4+ della mica bianca. Lo scopo, di questo lavoro, è stato quello di caratterizzare l’evoluzione metamorfica di una porzione dell’Unità di Massa cercando di definire nuovi vincoli di pressione e temperatura.
Analisi meso e micro-strutturali hanno messo in evidenza che la foliazione principale che caratterizza l’Unità Massa nell’area di studio è una foliazione di seconda fase (S2) sviluppata durante la fase deformativa D2, classificabile come una foliazione continua nei litotipi filladici e una foliazione spaziata nei litotipi più competenti (metaconglomerati e metapeliti). L’orientazione principale della foliazione S2 è compresa tra N130/N150 con immersioni di circa 30°/40° SW.
L’analisi microstrutturale ha permesso di definire meglio l’associazione mineralogica associata alla S2 caratterizzata da: quarzo + mica bianca + cloritoide + cianite + ossidi (magnetite ed ematite). Nei microlitoni della S2 si osserva una foliazione continua di S1 evidenziata da miche chiare. I porfiroblasti principali, cianite e cloritoide, quest’ultimo con evidenti zonature, sono da sin a post-tettonici rispetto alla foliazione S2. Quest’ultima è deformata da un successivo clivaggio di crenulazione S3 non associato a blastesi sincinematica.
Analisi chimiche di campioni rappresentativi della principale associazione mineralogiche sono state condotte alla microsonda elettronica (EPMA) che ha permesso di ottenere delle mappe composizionali a Raggi X ad alta risoluzione, successivamente elaborate tramite il software XMapTools. Tramite la modellizzazione delle immagini a raggi X e tramite studi termobarometrici, basati sull’XMg nel cloritoide e sul contenuto in Si4+ della mica bianca, è stato possibile ricostruire un diagramma di fase all’equilibrio (EAD) per la determinazione delle condizioni P-T per l’Unità tettonica.
Le stime P-T ottenute hanno fornito valori di temperatura di circa 540°C e valori di pressione compresi tra 11 e 13 kbar, più alti di quanto riconosciuto finora in letteratura.