Erg Etaguia, Taoudenni basin (Mali)

Il modello rientra nella regione ( min,  max,  min ,  max) -6°W, 0°, 18°N, 23°N delimitata da un rettangolo di dimensioni 625km di longitudine per 555 km di latitudine, più una fascia di 50km di riserva per ridurre gli effetti di bordo. Il residuo isostatico corretto per i sedimenti in quest’area rivela due anomalie principali al di sotto del bacino sedimentario Taoudenni, nel cratone africano occidentale. Il design del modello per il bacino di Taoudenni è iniziato con l’ideazione di un’unica massa profonda di prova, tramite i tesseroidi. Il modello è stato poi replicato ed affinato con i prismi. Similmente all’anomalia di Tindouf, le anomalie di Taoudenni sono state modellate prendendo come riferimento una serie di sills sovrapposti comunicanti ed alimentati da sottili filoni ma si potrebbe pensare ad un unico pennacchio continuo; all’underplating; a cumuliti ultrabasiche profonde; a filoni di risalita del mantello ovvero ad avvallamenti della topografia del basamento del bacino, riempiti da rocce gabbriche dense. Le anomalie di Taoudenni sono note in letteratura almeno dal 2008, anno di pubblicazione del modello di Pavlis et al. (2008) nel quale si possono riconoscere, anche se più deboli perché prive della correzione per i sedimenti come calcolato in questo elaborato. Il modello qui proposto è una stratificazione prevalentemente nella crosta inferiore e tale ipotesi è stata validata da un test di controllo, cortesemente realizzato dal dott. Mahmoud Assab dell’Università di Napoli mediante il metodo spettrale DEXP (Depth from EXtreme Points) di cui si riporta solamente un cenno. Secondo tale metodo, infatti, è possibile stimare la profondità del corpo sorgente, partendo da una griglia (in metri) con un’adeguata risoluzione. La profondità d’indagine è il doppio della risoluzione della griglia di partenza. Ad esempio, per una griglia di 10° x 10°: una spaziatura di 50km, implica che non si possono avere informazioni sul sottosuolo nei primi 100km. Uno spacing di 5km consente di investigare una profondità da 10km in giù. In questo metodo spettrale, la profondità della sorgente è calcolata solo con il campo di gravità e le sue derivate e la densità del corpo perturbante non interviene (Fedi, 2013). Di seguito si riportano i risultati con detto metodo.

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Fig. 7.28 a) Residuo isostatico corretto per i sedimenti nel bacino di Taoudenni, calcolato alla

risoluzione di 0.05°; è sovrapposto il segmento della sezione. Coordinate metriche (esterne) e geografiche (interne); b) profilo del campo, tracciato da Ovest (W) ad Est (E); Validazione del modello con il metodo DEXP. (c) trattazione del segnale da parte del dott. Mahmoud Assab (Univ. Napoli).

Nella fig. 7.28c, il colore rosso identifica la zona dove ci si attende maggiormente il centro di massa dei corpi perturbanti. Inoltre l’intercetta nella fig. 7.28c, ultima in basso, identifica l’indice di struttura (SI) sull’asse delle ordinate. In questo caso, i corpi perturbanti risultano essere due cilindri posti a profondità diverse. I due centri di massa sembrano leggermente sfasati. L’anomalia ad est risulta più superficiale. La profondità ricavata con il metodo DEXP è di ca. 70-50 km per le anomalie rispettivamente di ovest e di est. La stima è leggermente superiore a quella considerata in questo elaborato (43 km). Nella fig. 7.28 a, colpisce la forma apparentemente a spirale delle anomalie (come mera curiosità, in alcuni casi, l’aspetto delle anomalie, ad esempio, di Bouguer, richiama la forma dei vortici come i Karman vortex streets). L’andamento delle anomalie ricorda anche i lineamenti radiali/circolari e concentrici previsti per fratture sopra una camera magmatica (D’Amico et al., 1994). Nella fig. 7.28 c, in ordinata, la derivata del logaritmo del campo rispetto al logaritmo della profondità. In ascissa, la derivata del logaritmo della profondità rispetto alla profondità. Per eventuali approfondimenti sul metodo DEXP, si rimanda a Fedi et al. (2013).

Nel collaudo del modello realizzato dallo scrivente, gli ipotizzati copri profondi sono stati separati da quelli ritenuti superficiali e poi riuniti per verifica: il risultato che ne consegue sembrerebbe realistico ed incoraggiante.

I diffusi e presunti eccessi di massa ritenuti stazionari a -4000 m, potrebbero essere la continuazione di quanto avviene nel piano campagna: i magmi tholeitici della CAMP sono affioranti tra rocce sedimentarie probabilmente perché intrusi in alcuni livelli definiti del bacino. Tale circostanza potrebbe essersi verificata anche più in profondità, all’interfaccia bacino-basamento.

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Tra le decine di prove eseguite, il modello ritenuto più ragionevole è stato scelto tenendo conto del modello suggerito dal metodo DEXP. Il risultato è una struttura costituita da una parte profonda e da una superficiale, come riportato in fig. 7.29.

a b c

Fig. 7.29 Il modello finale (c) è dato dalla somma di un modello profondo tra 32 e 42.8 km (a) e di un

modello superficiale tra 3800 e 6000 metri (b).

Di seguito si riporta il confronto tra dati osservati e modello sintetico, senza la cornice considerata per gli effetti di bordo.

a b

Fig. 7.30 Confronto tra dati osservati (a) e dati calcolati (b). Le lettere indicano: V limite dei dicchi

doleritici CAMP secondo Verati et al. (2005); B Limite dei dicchi doleritici CAMP secondo Bertrand et al. (1991); N Limite dei lineamenti secondo Neev et al. (1982); T Taoudenni sill swarm (n. 9 di fig. 7.3); M Mauritania; Alg Algeria. Le anomalie , ,  e  indicano le principali sorgenti di gravità nell’area. Nei dati calcolati, ’ e ’ rappresentano le stesse anomalie modellate.

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Sulla natura delle anomalie  e  si presume in questa tesi che si tratti di corpi magmatici densi di età non conoscibile. I corpi perturbanti al di sotto delle anomalie  e  sono verosimilmente ascrivibili alla CAMP. Di seguito, il modello.

a b

Fig. 6.31 a) Stereogramma stilizzato e modello immesso nel programma LithoFLEX per creare la

simulazione dell’effetto di gravità; b) Modello realizzato.

c d

Segue il profilo gravimetrico e la planimetria del modello.

110000 160000 25000 60000 3800 6000 330 390000 420000 470000 200000 3800 6000 330 370000 520000 610000 650000 3800 6000 330 20000 120000 -20000 20000 3800 6000 330 30000 90000 150000 210000 3800 6000 330 170000 200000 -20000 80000 3800 6000 330 -20000 20000 -10000 150000 3800 6000 330 90000 190000 190000 240000 3800 6000 330 475000 500000 210000 230000 3800 6000 330 280000 320000 250000 380000 3800 6000 330 475000 525000 360000 410000 3800 6000 330 180000 310000 610000 650000 3800 6000 330 60000 200000 520000 560000 3800 6000 330 100000 140000 550000 650000 3800 6000 330 -10000 50000 380000 580000 3800 6000 330 230000 340000 410000 490000 32000 35000 330 250000 320000 150000 210000 32000 35000 330 220000 350000 400000 500000 35000 41800 330 210000 360000 100000 230000 35500 41800 330 -10000 50000 380000 580000 41800 42000 330 190000 44000 470000 640000 41800 42000 330 475000 525000 360000 420000 41800 42000 330 -10000 400000 -10000 20000 41800 42000 330 -20000 620000 -10000 700000 42000 42800 330

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Il modello è stato realizzato tenendo in considerazione i profili eseguiti sulla topografia, sul basamento del bacino di Taoudenni, su una delle Moho isostatiche, sul residuo isostatico corretto per i sedimenti per il modello GOCO R4 ed EGM2008, come si vede dall’immagine seguente.

c d

Cumuliti ipotizzati Interfaccia Crosta-Mantello (Moho)

Fig. 7.32 Sezione delle due anomalie principali; c) sezione gravimetrica dei dati osservati/calcolati e sezione del modello sintetico d) planimetria del modello.

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Fig. 7.33 Si riportata lo schema simbolico del modello gravimetrico delle anomalie di Taoudenni. a

profili AB; b interpretazione geologica; b1 sezione in scala verticale non esagerata; c profili ovest-est; d sezione interpretata;1 Taoudenni CAMP dyke swarm; 2 Bacino di Taoudenni; 3 Crosta standard; 4 Mantello; 5 corpi magmatici superficiali inseriti nel modello; 6 dicchi con massa trascurabile e non immessi nel modello; 7 Possibile modello alternativo a più strati. Da d1 a d4: depressioni topografiche; r1 indica un rilievo al centro della depressione, sopra l’anomalia beta. In fig. 7.30

165 l’anmalia gamma presso la località Taoudenni, rilevata da EGM2008, corrisponde ad un affioramento CAMP.

Nella fig. 7.33 i punti interrogativi ricordano che i modelli non sono univoci e più configurazioni possono portare a risultati analoghi. Nella fattispecie, al posto di un’unica massa profonda, si potrebbero inferire più sill orizzontali e sovrapposti in pila, comunicanti da dicchi doleritici o altre disposizioni.

Il fatto che i quattro pozzi perforati (Zhilong et al., 2008) nel bacino di Taoudenni non abbiano intercettato le presunte intrusioni magmatiche di una LIP (probabile CAMP) può essere spiegato da possibile iniezione non uniforme dei magni ovvero dal mancato raggiungimento dell’interfaccia bacino-bedrock, probabile sede preferenziale di accumulo dei fusi. Il rinvenimento di nuovi depositi ignei potrebbe avere delle ricadute non solo scientifiche ma anche economiche, considerando la presenza di minerali preziosi associati alle Large Igneous Province (LIP) ed ai plume del mantello (Pirajno, 2000).