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In questa tesi vengono indagati i processi di genesi dei prodotti ad affinità carbonatitica del Monte Vulture attraverso lo studio di una serie di xenoliti e xenocristalli rinvenuti nell’affioramento di alvikiti (calciocarbonatiti a grana fine) di Vallone Toppo di Lupo (da ora in poi VTL), sul versante settentrionale del complesso vulcanico.
Per la caratterizzazione degli xenoliti si sono effettuate analisi chimiche delle fasi minerali (SEM-EDS); sono stati determinati gli elementi maggiori (XRF), in traccia (ICP-MS) e i rapporti isotopici di C e O delle rocce totali (AMS); inoltre sono state condotte delle analisi in diffrattometria a raggi X al fine di determinare la struttura dei cristalli di clinopirosseno.
Gran parte degli xenoliti raccolti costituiscono il nucleo di bombe o lapilli che caratterizzano la porzione centrale dell’affioramento di VTL; sono state riconosciute 5 tipologie di xenoliti:
1) okaiti (roccia intrusiva costituita da melilite e haüyna) a granato e flogopite (Gruppo M);
2) clinopirosseniti ad haüyna (Gruppo P), prima segnalazione italiana di queste rocce;
3) megacristalli di clinopirosseno fassaitico e calcite (Gruppo Megacristalli);
4) xenoliti con paragenesi tipica di skarn (wollastonite + clinopirosseno + granato + hauyna) (Gruppo S);
5) frammenti di lave di varia composizione (Gruppo L).
I campioni studiati più approfonditamente sono stati quelli appartenenti ai primi 4 gruppi; lo studio degli xenoliti lavici si è fermato alla loro descrizione petrografica in quanto non presentavano particolarità degne di essere ulteriormente investigate.
Lo studio dei campioni al microscopio elettronico ha evidenziato la presenza di fasi con composizioni particolari, come i clinopirosseni che risultano molto ricchi in Al2O3 (~ 13- 16.5 wt. %) CaO (~ 25 wt. %) e poveri in SiO2 (< 40 wt.%) (composizione fassaitica). Questi si rinvengono sia come fase principale nei campioni del gruppo P, sia come xenocristalli all’interno delle alvikiti, sotto forma di piccoli frammenti, e di megacristalli. La determinazione delle struttura di questi cristalli, avvenuta attraverso vari cicli di raffinamento sui dati di intensità raccolti con il diffrattometro a 4 cerchi, ha permesso di evidenziare delle analogie strutturali (costanti cristallografiche, distanze interatomiche, volumi di sito, occupanza, ecc.) con gli altri clinopirosseni presenti nelle rocce ignee più sottosature del Vulture e quelli di Oka (Canada), confermando la natura ignea di questi cristalli ed escludendo una genesi metasomatica degli stessi. Inoltre sono state condotti delle stime sulla pressione di cristallizzazione di questi cristalli utilizzando il geobarometro basato sulla struttura cristallografica del clinopirosseno proposto da Nimis (Nimis et al., 1998; Nimis, 1999).
I risultati ottenuti dalle analisi hanno confermato l’esistenza, per il complesso vulcanico del M. Vulture, di due serie distinte di rocce, così come proposto da De Astis et al. (2006) e D’Orazio et al. (2007); una prima, caratterizzata dai prodotti della serie basanite-fonolite (serie a feldspato) e una seconda fortemente sottosatura, caratterizzata dalle rocce della serie melilitolite-carbonatite (serie senza feldspato o a melilite). I prodotti delle due serie differiscono sia per gli elementi maggiori e in traccia, sia per i rapporti isotopici dello Sr, Nd e Pb, suggerendo la presenza di sorgenti multiple per i magmi del Vulture.
Le associazioni di xenoliti di VTL (okaiti e clinopirosseniti ad haüyna) si rinvengono anche in altri centri carbonatitici mondiali come in quello di Oka (Canada); in questo complesso si rinvengono rocce con paragenesi e composizione chimica molto simili a quelle di VTL. La somiglianza con altri centri carbonatitici ci ha permesso di individuare quali processi possono essere occorsi nella genesi delle alvikiti di VTL.
I dati raccolti, confrontati con quelli presenti in letteratura, ci hanno permesso di ipotizzare un modello genetico ed evolutivo per le alvikiti di VTL che è il seguente:
Fusione parziale di peridotiti carbonatate (metasomatizzate da componenti sedimentarie ricche in carbonati); evoluzione dei magmi primari ricchi di CO2 per cristallizzazione frazionata combinata ad immiscibilità di liquidi con formazione, da una parte, di rocce della serie ijolitico-melilititica [clinopirosseniti ad haüyna (Gruppo P); okaiti (Gruppo M), uncompahgriti (Prete della Scimmia)], e, dall’altra, di rocce calciocarbonatitiche (alvikiti di Vallone Toppo di Lupo, e dei Laghi di Monticchio, söviti).