Dallo studio petrografico e geochimico degli xenoliti si possono evidenziare i tratti composizionali fondamentali dei diversi gruppi di xenoliti.
L’origine di queste granuliti potrebbe essere legata ad uno dei diversi episodi geologici che hanno caratterizzato la Terra Vittoria: la formazione del Western Antarctic Rift System (WARS), che ha dato luogo ad un esteso magmatismo ed un flusso di calore, probabilmente legato ad un plume, oppure legato alla Ferrar Large Igneous Province (Ferrar LIP) estesa lungo tutte le Transantarctic Mountains fino alla Terra Vittoria, con esteso magmatismo ed underplating, o ancora all’orogenesi di Ross con magmatismo legato alla subduzione della placca paleo-Pacifica al di sotto del cratone antartico, con underplating e sedimentazione proveniente dallo smantellamento della catena, sedimenti successivamente metamorfosati in condizione di alta temperatura. Per quanto riguarda gli xenoliti alcalini, lo studio geochimico ha evidenziato come sia gli elementi maggiori che quelli in traccia mostrino una stretta affinità composizionale con i prodotti del magmatismo Cenozoico che ha interessato la Terra Vittoria settentrionale. Se si osservano i patterns delle REE (Capitolo 6, figura 11), i patterns degli spider-diagrams normalizzati al mantello primitivo (Capitolo 6, figura 14), e quelli normalizzati agli N-MORB questi hanno una distribuzione tipica dei basalti alcalini (Pearce & Parkinson, 1993). In particolare, i patterns della lava ospite analizzata, e quello dello xenolite 18.01.02 DS 1C/1 quasi coincidenti a testimoniare questa affinità. Questo gruppo di xenoliti dunque potrebbe essere legato al magmatismo alcalino legato al WARS.
Gli xenoliti mafici, sia per quanto riguarda le REE che gli spider-diagrams normalizzati al mantello primitivo ed agli N-MORB, mostrano trend nettamente
Discussione dei dati
Glacier (MNG), per i quali possiamo ipotizzare origini diverse. Infatti se si osservano i diagrammi delle REE, si nota innanzitutto il diverso trend tra le due categorie, ma ancora più importante è che l’ipotesi di una dipendenza dalla possibile influenza della lava ospite sugli xenoliti mafici di Nameless Glacier, è da escludere, visto che le concentrazioni assolute degli elementi avrebbero dovuto essere intermedie tra quelli della lava ospite e quelle degli xenoliti mafici di Cape McCormick.
Se si vanno a confrontare anche gli spider-diagrams normalizzati agli N- MORB (figure 1 e 2) si nota la notevole differenza tra i trend delle due diverse sottocategorie, con gli xenoliti mafici di Cape McCormick prevalentemente appiattiti intorno al valore condritico, mentre quelli di Nameless Glacier hanno un andamento decisamente più frazionato. Entrambi i gruppi però sono arricchiti in LILE, con patterns che nel caso degli xenoliti mafici di Cape McCormick ricordano quelli delle tholeiiti di arco vulcanico mentre per gli xenoliti di
Discussione dei dati
Figura 2. Patterns degli xenoliti mafici di Cape McCormick e Nameless Glacier a confronto
Nameless Glacier, l’andamento più frazionato, suggerisce una chiara affinità calcoalcalina di arco vulcanico.
Un ulteriore confronto può essere fatto tra gli spider-diagrams con le concentrazioni normalizzate agli FMM♠ (Fertile MORB Mantle). La figura 3 mostra i patterns per gli xenoliti mafici di Cape McCormick, con in aggiunta come termine di paragone il pattern dei P-MORB (Pearce & Parkinson, 1993).
Come si vede l’andamento è praticamente identico, con un arricchimento in elementi Very Highly Incompatible (VHI), un andamento piatto per gli elementi Highly Incompatible (HI), un altro leggero arricchimento per i Moderately Incompatible (MI), ed un impoverimento via via maggiore verso gli elementi più compatibili. Gli xenoliti mafici di Nameless Glacier hanno invece
Discussione dei dati
Figura 3. Spider-diagrams normalizzato agli FMM per gli xenoliti mafici di Cape McCormick; valori di normalizzazione di Pearce & Parkinson, 1993.
Discussione dei dati
concentrazioni inferiori per gli elementi VHI ed HI, con frazionamento fino a valori inferiori ad 1, mentre si ha un arricchimento per gli elementi MI in particolare per Ca, Al, e Ga.
Figura 5. Spider-diagrams normalizzato agli FMM per gli xenoliti mafici di Cape McCormick a confronto con quelli di Nameless Glacier; valori di normalizzazione di Pearce & Parkinson, 1993.
In figura 5 è mostrato il confronto tra gli xenoliti mafici di Cape McCormick e quelli di Nameless Glacier; si nota la differenza soprattutto per gli elementi HI e MI che negli xenoliti di Cape McCormick hanno un andamento più piatto, mentre per quelli di Nameless Glacier si ha un frazionamento degli elementi HI ed un arricchimento in MI (Ca, Al e Ga in particolare).
Per discriminare i vari ambienti tettonici di arco si può utilizzare il diagramma Ta/Yb-Th/Yb, con il rapporto Th/Yb che discrimina gli ambienti tholeiitici, calcoalcalini e shoshonitici.
Discussione dei dati
array, ed anche quelli di Nameless Glacier ad eccezione di un campione che ricade leggermente al di fuori. Questi ultimi sono più arrichiti nel rapporto Th/Yb, con valori compatibili con il campo delle rocce calc-alcaline. Il fatto che si trovino però così spostate verso il mantle array potrebbe dipendere dalle condizioni metamorfiche di alta temperatura, che potrebbero aver alterato la mobilità di alcuni elementi e di conseguenza i rapporti Ta/Yb (Condie et al., 2004). Sono state anche tracciate delle aree di confronto; all’interno del mantle array il campo degli N-type MORB, del McMurdo Volcanics Group (Rocchi et al., 2002) e del Meander Intrusive Group (Rocchi et al., 2002), entrambi nella Terra Vittoria settentrionale, ed all’esterno del mantle array i campi della Ferrar Large Igneous Province (Georoc database: http://georoc.mpch-mainz.gwdg.de/) e degli Abbott gabbro (Di Vincenzo & Rocchi, 1999).
Discussione dei dati
Se si mettono a confronto gli xenoliti mafici di Cape McCormick e quelli di Nameless Glacier con la lava e lo xenolite alcalino, in uno spider-diagram normalizzato al mantello primitivo (figura 6), si nota chiaramente come questi non abbiano affinità tra di loro. Infatti, mentre la lava e lo xenolite alcalino
Figura 6.Confronto dei patterns degli xenoliti mafici con quelli della lava ospite e dello xenolite alcalino.
mostrano un pattern simile a quello dei basalti alcalini delle isole oceaniche (OIB), probabilmente legato al magmatismo alcalino Cenozoico, i patterns degli xenoliti mafici si differenziano soprattutto per gli elementi più incompatibili.
Il confronto può essere fatto anche con le rocce magmatiche Giurassiche del Ferrar Supergroup (dati da Molzahn, Reisberg, Wörner ,1996), e con le rocce intrusive mafiche legate all’orogenesi Paleozoica di Ross, ad esempio con il gabbro Abbott (Di Vincenzo & Rocchi, 1999). In figura 7 i patterns, anche in
Discussione dei dati
Figura 7. Confronto dei patterns degli xenoliti mafici con quelli del Ferrar Supergorup e dell’Abbott Unit.
Inoltre, diversi terreni granulitici sono stati studiati da Talarico et al. (1995): granuliti ad opx+grt+crd, granuliti felsiche ad opx+cpx, metaenderbiti e granuliti mafiche, e granuliti intrusive. Questi terreni granulitici sono stati messi a confronto con gli xenoliti studiati utilizzando il diagramma delle REE e gli spider-diagrams normalizzati al mantello primitivo; il confronto è stato fatto sia per gli xenoliti mafici che con quelli felsici. Come si vede (figure 8-15), per quanto riguarda i patterns delle REE, si nota la loro diversità; solo in qualche caso si nota un frazionamento simile a quello degli xenoliti mafici di Nameless Glacier, ma si tratta di trend più arricchiti e con anomalia negativa di Eu, mentre
Discussione dei dati
Figura 8
Per gli xenoliti felsici, i terreni granulitici di Talarico et al. (1995) hanno patterns più arricchiti, ed un frazionamento simile solo a quello del campione 26.01.02 4A/7. Analizzando gli spider-diagrams a confronto, le differenze sono chiare per quanto riguarda gli elementi più incompatibili, molto più arricchiti i terreni granulitici, ed anche il frazionamento generale è molto diverso.
Questo ulteriore confronto chiarisce come gli xenoliti granulitici analizzati non sembrano avere affinità con i terreni granulitici che si trovano più a sud del Robertson Bay Terrane, nel Wilson Terrane, studiati da Talarico et al. (1995).
Discussione dei dati
Discussione dei dati
Figura 11
Nel diagramma delle REE degli xenoliti felsici per un ulteriore confronto è stato plottato un pattern di un metasedimento studiato (Sachs & Hansteen, 2000), che presenta un andamento simile a quello degli xenoliti felsici, se si esclude il campione 26.01.02 DS 4/7 (figura 16). Si nota l’andamento molto particolare del frazionamento delle LREE con un andamento uncinato ed il successivo arricchimento in HREE. Questo può essere dovuto alle condizioni di metamorfismo e/o fusione che potrebbero aver mobilizzato alcuni elementi, e concentratone altri. Comunque la natura di metasedimento sembra molto probabile, viste anche le caratteristiche petrografiche di questa categoria di xenoliti.
Utile è sembrato inoltre confrontare i diagrammi delle REE e gli spider- diagrams normalizzati al mantello primitivo degli xenoliti mafici con una media
Discussione dei dati
e 18). Per la crosta continentale profonda si nota un trend, sia per gli spider– diagrams che per le REE, più arricchito ma con frazionamento simile a quello degli xenoliti mafici di Nameless Glacier e diverso per quelli di Cape McCormick che soprattutto per le REE risulta più appiattito intorno al valore 10 condritico. Le affinità con la media degli xenoliti di crosta profonda considerata sono anch’esse scarse, se non per una leggera similarità nel frazionamento delle REE, ma con valori di arricchimento molto maggiori, e differenze anche per le concentrazioni degli elementi più incompatibili anch’essi notevolmente più arricchiti. Il confronto con la crosta profonda e con i relativi xenoliti è di grande utilità per capire se le caratteristiche della crosta al di sotto del Robertson Bay Terrane, siano simili a quelle studiate.
Discussione dei dati
Discussione dei dati
Discussione dei dati
Discussione dei dati