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• vulcanismo
• vulcanismo sedimentario

Riassunto
Il vulcanismo sedimentario, la cui espressione morfologica è rappresentata dalla formazione di vulcani di fango, è un fenomeno che porta all’estrusione di sedimenti a grana fine, acque saline e gas (specialmente metano), in zone caratterizzate da una tettonica compressiva. I fanghi si originano generalmente da formazioni profonde deposte in bacini caratterizzati da un rapido accumulo e seppellimento di sedimenti. Questo lavoro di tesi si concentra sullo studio del materiale estruso da tre vulcani presenti nell’Azerbaijan orientale, regione che a livello globale presenta la più alta concentrazione di vulcani di fango onshore.
Scopo del lavoro è stato quello di caratterizzare dal punto di vista granulometrico, mineralogico, chimico ed isotopico i fanghi estrusi dai vulcani Perikushkul, Dashgil e Shikhzahirli, campionati nel luglio 2017, per determinarne l’origine e indagare i processi attivi in profondità. I risultati ottenuti sono stati confrontati con quanto riportato in letteratura per i vulcani di fango dell’appennino settentrionale (Battaglia & Pennisi, 2016). È stata inoltre verificata l’ipotesi formulata in questo articolo, secondo cui con il procedere dell’illitizzazione della smectite in presenza di fluidi ricchi in boro, quest’ultimo venga adsorbito entrando nella struttura dell’illite modificandone il grado di cristallinità, misurato tramite l’Indice di Kubler (Kubler, 1964).
I sedimenti esaminati sono costituiti da una componente prevalentemente limosa (62% ÷ 75%) (limo argilloso) e da una mineralogia dominata nell’ordine da quarzo, feldspato, calcite e minerali argillosi. Questi ultimi sono composti principalmente da strati misti (I/S) in percentuale variabile tra 57 ÷ 83 wt%, associati a illite (11 ÷ 20 wt%), smectite (1 ÷ 18 wt%) e clorite (3 ÷ 11 wt%), con un processo principale di illitizzazione della smectite in strati misti.
I risultati ottenuti hanno posto le basi per avanzare delle ipotesi sul grado di maturità, origine e profondità dei campioni. Il grado Reichweite misurato dalla stima della percentuale di illite negli strati misti, associato a un gradiente geotermico di 18 °C/km, indica una profondità di provenienza dei sedimenti di 5-6 km, in accordo con la profondità della Maykop Series, ritenuta in letteratura la formazione in cui si originano i fanghi.
I campioni azeri hanno confermato la correlazione inversa tra boro strutturalmente legato all’illite (18 ÷ 107 µg/g) e l’indice di Kubler dell’illite (0.30 ÷ 0.52 °Δ2θ), osservata per i vulcani di fango dell’Appennino da Battaglia & Pennisi (2016), indicando uno stesso processo attivo nei due diversi ambienti e sottolineando l’influenza del boro, oltre che della temperatura, sul calcolo di questo indice, utilizzato per le stime di profondità dei sedimenti. L’arricchimento in boro strutturale dell’illite è associato, sia nel contesto geologico dell’Azerbaijan che in quello dell’Appennino, all’interazione dei sedimenti con fluidi arricchiti in boro, fino a 30 volte rispetto all’acqua di mare (71 ÷ 144 mg/L).
I dati della composizione isotopica del boro delle acque dei vulcani azeri (11B = +40‰ ÷ +53‰) hanno mostrato un’impronta tipicamente marina. I risultati sono stati inseriti nel contesto più generale dei dati di letteratura riferibili alle principali zone al mondo interessate da vulcanismo sedimentario (banca dati ISOBORDAT-IGG), ottenendo così un quadro generale delle caratteristiche chimiche e isotopiche del boro in fluidi circolanti in questi sistemi.

Abstract
Sedimentary volcanism, whose morphological expression are represented by mud volcanoes formation, is a phenomenon that drives to extrusion of fine grained sediments, saline waters and gases (widely methane), in compressional environment. Muds is generally originated in deep formations in basins characterized by high sedimentation rates. This thesis work focuses on the study of extruded material from three volcanoes in eastern Azerbaijan, a region that show the highest concentration of onshore mud volcanoes globally.
Aim of the work was to characterize muds extruded from Perikushkul, Dashgil and Shikhzahirli volcanoes, sampled in July 2017, by granulometric, mineralogical, chemical and isotopic point of view, to determinate their origin and investigate active processes in depth. Obtained results were compared with those reported in literature for Northern Apennine mud volcanoes (Battaglia & Pennisi, 2016). Has also been verified the hypothesis presented in this article, according to which with proceeding of smectite illitization in presence of fluids rich in boron, this latter enter in illite structure and modify his crystallinity index , measured by Kubler Index (Kubler, 1964).
Examined sediments have a predominantly silt fraction (62% ÷ 75%) (clayey silt) and a mineralogy dominated by quartz, feldspar, calcite and clay minerals. Latters are mainly composed of mixed layers (I/S) (57 ÷ 83 wt%), associated with illite (11 ÷ 20 wt%), smectite (1 ÷ 18 wt%) and chlorite (3 ÷ 11 wt%), with a main process of smectite illitization in mixed layers.
Results allow to advance some hypothesis on maturity, origin and depth of sampled sediments. Reichweite grade, measured by estimated illite percentage in I/S mixed layers, associated with a geothermal gradient of 18 °C/km, indicates a sediment origin of 5-6 km, according to depth of Maikop Series, considered in literature the main source rock of mud.
Azerbaijan samples confirmed the inverse correlation between illite structural boron (18 ÷ 107 µg/g) and Kubler Index on illite (0.30 ÷ 0.52 °Δ2θ), previously observed for Apennines mud volcanoes by Battaglia & Pennisi (2016). This fact suggest that a same process operate in the two different environment and underlining boron influence, as well as temperature, on illite cristallinity and Kubler Index measurament. Structural boron enrichment in illite is associated, in both environment, with circulation of boron enriched waters, up to 30 times compared to sea water (71 ÷ 144 mg/L).
Data of boron isotopic composition in Azerbaijan sampled mud volcanoes (11B = +40‰ ÷ +53‰) showed a typical marine signature. Results were included in a global database (ISOBORDAT-IGG) of mud volcanoes waters to obtain a general scheme of boron chemical and isotopic features in these environments.