UNIVERSITÀ DI PISA
Corso di Laurea
SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Anno Accademico 2014-2015
Candidato: MATTEO FERRARI
Titolo della tesi
STUDIO GEOCHIMICO DI SAND WEDGES TARDO PLEISTOCENICI LUNGO LA COSTA ATLANTICA PATAGONICA (ARGENTINA)
Relatore: DOTT. GIOVANNI ZANCHETTA Correlatore: DOTT. ADRIANO RIBOLINI
Abstract
This thesis is focused on two Patagonian sections of the Atlantic coast of Argentina where several sedimentary/pedogenetic structures called sand wedges, formed in continental deposits, have been found: the first (WP301) is located near the western margin of the Puerto Deseado village (Lat. 47°45'03''S, Long. 65°54'54''W) whereas the other one (R3) has been observed along the Ruta Nacional 3 (Lat. 51°16'06''S; Long. 69°31'67''W).
After a general morphological description of the wedges, chemical analysis such as XRF, XRD and ICP-MS were performed to characterize the sedimentary infilling and its origin. In addition, the SEM observation of the size, shape and surface microtextures of quartz grains have pointed out a depositional environment dominated by eolian transport. Other microtextures are related to dissolution, pedogenetic alteration and silica precipitation , indicating chemical processes in situ after deposition of the sediment.
Furthermore, fragments of andean volcanic rocks (glass shards) in the wedge-fill confirm the fundamental role of the eolian dynamic in the formation of wedge structures and suggest long-distance transport (more than 650 km) by strong western winds.
The chemistry of the volcanic fragments suggest an origin mostly from Hudson and secondarily from Chaitén volcanoes.
The wedges are interpreted as products of deep seasonal frost action in frozen ground that produced thermal cracks filled rapidly with non-local eolian sediments. According to previous OSL dating yielding an age of ca. 14-15 ka BP, ground wedge formation occurred during a cold event (the Antarctic Cold Reversal period, ACR, ca. 12.5-15 ka BP interval) that interrupted the permafrost degradation followed the Last Glacial Maximum (LGM, ca. 25-27 ka BP).
RIASSUNTO
Questa tesi è focalizzata sullo studio di due sezioni patagoniche della costa atlantica argentina dove sono state rinvenute, in depositi continentali, strutture sedimentarie/pedogenetiche a cuneo note col nome di sand wedges: la prima (WP301) è collocata vicino al margine occidentale del villaggio di Puerto Deseado (Lat. 47°45'03''S, Long. 65°54'54''W), mentre l’altra (R3) è stata osservata lungo la Ruta Nacional 3 (Lat. 51°16'06''S; Long. 69°31'67''W).
Dopo una descrizione morfologica generale dei sand wedges, analisi chimiche come XRF, XRD e ICP-MS sono state utili alla comprensione e caratterizzazione del materiale in essi contenuto. In particolare, osservazioni al microscopio elettronico a scansione (SEM) su forma e microtessiture dei granuli di quarzo hanno indicato un ambiente deposizionale dominato dal trasporto eolico. Altre microstrutture riguardanti dissoluzione, alterazione pedogenetica e precipitazione di silice, sono invece indice di processi secondari di natura chimica avvenuti dopo la deposizione del sedimento.
Inoltre, frammenti di vetri vulcanici andini (glass shards) confermano il ruolo fondamentale della dinamica eolica nella formazione delle strutture a cuneo e ciò indica un trasporto molto lungo (più di 650 km) causato da forti venti occidentali. Le analisi a SEM-EDS dei frammenti vulcanici hanno suggerito che questi sono il prodotto di attività esplosiva principalmente dovuta al vulcano Hudson e, in misura minore, al vulcano Chaitén
Tali sand wedges sono stati interpretati come dovuti all’azione spinta del gelo che ha favorito la formazione di fratture termiche nel terreno le quali sono state riempite rapidamente da sedimenti di origine eolica. Le precedenti datazioni OSL del materiale di riempimento hanno indicato un’età di circa 14-15 ka BP in accordo con un evento freddo (Antarctic Cold Reversal, ACR, ca. 12.5-15 ka BP) che ha interrotto la degradazione del permafrost conseguente l’Ultimo Massimo Glaciale (25-27 ka BP). I frammenti vulcanici all’interno di tali strutture sostanzialmente confermano l’attribuzione cronologica ottenuta tramite OSL.
