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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-06292022-150103


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
CATTAFESTA, MATTEO
URN
etd-06292022-150103
Titolo
Nuovi dati Tefrostratigrafici dai depositi continentali del bacino di Sulmona
Dipartimento
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Relatori
relatore Prof. Pistolesi, Marco
correlatore Dott. Giaccio, Biagio
Parole chiave
  • tefrostratigrafia
  • tefrocronologia
  • Sulmona
  • tephrostratigrafy
  • tephrochronology
Data inizio appello
15/07/2022
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
15/07/2092
Riassunto
Lo studio dei depositi vulcanici distali è uno strumento cronologico, stratigrafico e di correlazione sempre più rilevante per la ricostruzione dei processi evolutivi che hanno interessato il nostro pianeta (Lowe, 2011). In particolare, la caratterizzazione dei materiali vulcanici distali diventa fondamentale negli studi paleoambientali e paleoclimatici dove la variabilità temporale è millenaria (Giaccio, 2019).
La presenza di depositi vulcanici ricchi di cristalli con alto contenuto di potassio deposti da vulcani alimentati da magmi potassici evoluti permette datazioni radiometriche estremamente precise attraverso l’utilizzo della tecnica 40Ar/39Ar; una volta ottenute datazioni su depositi vulcanici prossimi ai centri eruttivi, il lavoro di correlazione che si può effettuare con i materiali sedimentati a grandi distanze permette di collegare, sincronizzare e trasferire le datazioni tra i record rinvenuti in ambienti sedimentari che ne abbiano permesso la preservazione.
In questa cornice si inserisce il lavoro della presente tesi che si propone di fornire nuovi dati tefrostratigrafici dai livelli vulcanici rinvenuti nel carotaggio SR effettuato in località S. Rufina, nel Bacino di Sulmona. Nella carota studiata, che ha una lunghezza di 196 m, sono stati individuati e campionati venti depositi vulcanici associati ad eruzioni esplosive (tefra) che sono stati oggetto di analisi sedimentologiche effettuate mediante un analizzatore ottico di particelle, tessiturali al microscopio elettronico, e geochimiche alla microsonda elettronica. Inoltre, alcuni campioni sono stati sottoposti alle analisi granulometriche.
Le analisi granulometriche hanno mostrato che i campioni studiati hanno un range di classi granulometriche comprese tra 4,5  (45 µ - 63 µ) e i -2,5  (5,66 mm - 8 mm), con frequenti arricchimenti in granulometrie fini. I dati mostrano inoltre come la maggioranza dei livelli vulcanici studiati abbia una granulometria unimodale suggerendo un meccanismo da caduta come processo deposizionale dei depositi studiati.
Le analisi al microscopio elettronico, invece, hanno consentito di studiare le abbondanze e la natura dei componenti di cui i campioni sono composti. Anche queste analisi hanno evidenziato la natura esplosiva delle eruzioni che hanno originato i tefra in esame.
Infine, le analisi geochimiche hanno permesso non solo di classificare dal punto di vista composizionale i tefra in esame, ma anche di correlare tredici di essi con livelli vulcanici rinvenuti in atri record stratigrafici già ben studiati e aventi datazioni consolidate. I risultati ottenuti hanno evidenziato composizioni che vanno dalla foidite alla riolite con la maggioranza dei depositi che mostra composizioni fonolitiche. Per quanto riguarda le correlazioni si è potuto identificare tre tefra con eruzioni note mentre si è riscontrata l’impossibilità di attribuire ai tefra campionati al di sotto dei 140 m di profondità un’origine certa.
I depositi delle eruzioni note riconosciuti sono quelli relativi all’eruzione di Roccamonfina, datata a 316.9 ± 5.0 ka (Gianetti e De Casa, 2000), all’eruzione di Villa Senni dei Colli Albani, avente un’età di 365.8±1.2 ka (Giaccio et al., 2019), e all’eruzione di Vico α del vulcano di Vico, di 414.8 ± 2.2 ka (Pereira et al., 2020). Per i restanti dieci tefra, non essendo stato possibile determinare una sorgente certa, si è scelto di effettuare le correlazioni con livelli vulcanici precedentemente studiati e datati (Giaccio et al., 2013), e rinvenuti in un sondaggio campionato nell’area di Popoli, sempre all’interno del bacino di Sulmona. Le correlazioni, così effettuate, hanno permesso di identificare depositi che coprono un arco temporale che va da circa 300 ka a 810 ka.
In generale il lavoro della presente tesi ha permesso di consolidare ed estendere le conoscenze tefrostigrafiche dell’area del bacino di Sulmona e, inoltre, di raffinare l’area di dispersione delle eruzioni esplosive note riconosciute nel carotaggio studiato.

Abstract
The study of distal volcanic deposits is a chronological, stratigraphic and correlation instrument more and more relevant for the reconstruction of the process that have involved our planet (Lowe, 2011). In particular, the characterization of volcanic distal material become fundamental in paleoenvironmental and paleoclimatic studies where the temporal variability is millennial (Giaccio, 2019).
The presence of volcanic deposits enriched with high-K crystal deposited by volcanoes fed by highly potassic evolved magmas allows extremely precise radiometric dating using the 40Ar/39Ar; once datings, on volcanic deposits close to the eruptive center, have been obtained, the correlation work that can be done with the materials sedimented at great distance make it possible to connect, synchronize and transfer ages between records founds in sedimentary environment that have allowed their preservation.
In this frame fits the present thesis work that aims to provide new tephrostratigraphic data from volcanic levels found in the SR core carried out in the S Rufina, in the Sulmona Basin. In the core studied, which has a length of 196 m, twenty volcanic deposits associated with explosive eruptions (tephra) were identified and sampled and were subjected to sedimentological analyzes carried out by means of an optical particle analyzer, textural with an electron microscope and geochemical at the electronic microprobe. Furthermore, some samples have been subjected to particle size analyzes.
The granulometric analyses showed that the studied samples have a range of particle size classes between 4,5  (45 µ - 63 µ) and -2,5  (5,66 mm - 8 mm), with frequent enrichments in fine particle sizes. The data also show that the majority of the studied volcanic levels have an unimodal particle size suggesting a fall mechanism as a depositional process of the studied deposits.
The analyses with the electron microscope, instead, made it possible to study the abundance and the nature of the components of which the samples are composed. These analyses also highlighted the explosive nature of the eruption that have originated the tephra in question.
In the end, the geochemical analyses made it possible, not only to classify the tephra under examination from the compositional point of view, but also to correlate thirteen of them with volcanic levels found in other stratigraphic records already well studied and having consolidated dating. The results obtained have highlighted compositions ranging from foidite to rhyolite with most of the deposits showing phonolytic compositions. As regards the correlations, it was possible to identify three tephra with known eruptions while it was found impossible to attribute a certain origin to tephra sampled below 140 m in depth.
The known eruptions deposits recognized are those relating to the Roccamonfina eruption, dated to 316.9 ± 5.0 ky (Gianetti e De Casa, 2000), to the Colli Albani Villa Senni eruption, having an age of 365.8±1.2 ky (Giaccio et al., 2019), and to Vico α eruption from Vico volcano, 414.8 ± 2.2 ky (Pereira et al., 2020). For the remaining ten tephra, since it was not possible to determine a certain origin, it was decided to carry out the correlations with previously well studied and dated volcanic level (Giaccio et al., 2013) found in a core carried out in the Popoli area, always in the inside of the Sulmona Basin. Correlations, thus made, allowed to identify deposits covering a temporal span ranging from about 300 ky to 810 ky.
In general, the work of this thesis has made it possible to consolidate and extend the tephrostratigraphic knowledge of the Sulmona basin area and, in addition, to refine the area of dispersion of the known explosive eruptions recognized in the studied core.

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