Riassunto
Attraverso l'applicazione della tecnica di Spettroscopia Raman sulla Materia Carbonacea (RSCM), questo studio si propone di vincolare la temperatura di picco nelle unità metamorfiche delle Alpi Apuane e delle unità toscane nelle aree circostanti.
La RSCM, calibrata da Beyssac et al., 2002, è basata sulla progressiva trasformazione della materia carbonacea in grafite, attraverso il processo di grafitizzazione, e consente di vincolare il picco metamorfico indipendentemente dal percorso retrogrado e dalla presenza di una particolare associazione mineralogica. Attraverso la calibrazione di Beyssac et al., 2002 e di Lahfid et al., 2010 è possibile definire la temperatura di picco in un range di 200-650 °C.
I principali risultati di questo lavoro sono relativi alla caratterizzazione delle temperature di picco delle diverse unità tettoniche che costituiscono l'edificio strutturale dell'Appennino interno, alla definizione del paleogradiente geotermico all'interno della Falda Toscana e infine alla definizione della struttura termica del Complesso Metamorfico Apuano.
Le temperature medie di picco ottenute permettono di caratterizzare la Falda Toscana per una media di ~252 °C, ~404 °C per l'Unità delle Apuane e ~450 °C per l'Unità di Massa. I dati ottenuti consentono inoltre di completare il quadro tettonico riproponendo l'individualità termica (e tettonica) dell'unità delle Panie (temperature medie di c. 320 °C) e sottolineare la presenza di unità tettoniche, precedentemente mal definite, costituite da resti di coperture mesozoiche metamorfiche, tettonicamente interposte tra il contatto di base della Falda Toscana ed il tetto dell'Unità di Massa.
I dati RSCM permettono inoltre di definire il gradiente geotermico all'interno della Falda Toscana, e una diminuzione della temperatura di picco da W verso E da collegare ad un diverso spessore delle unità tettoniche sovrastanti.
Infine, l'Unità delle Apuane viene differenziata in due porzioni sulla base della strutturazione termica. Nelle Apuane settentrionali è preservata una struttura termica con un paleogradiente metamorfico di terreno inverso (temperature descrescenti verso il basso) tipico di un'antiformal stack contrazionale; mentre le Apuane meridionali si caratterizzano per un paleogradiente metamorfico di terreno apparente di tipo normale (temperature crescenti verso il basso) tipico di contesti estensionali.
Abstract
Using the application of Raman Spectroscopy of Carbonaceous Material (RSCM) the aim of this thesis is to constrain the peak temperature of metamorphic units of the Apuan Alps and the Tuscan units in surrounding areas.
The RSCM, calibrated by Beyssac et al., 2002, is based on the progressive trasformation of sedimentary carbonaceous material in grafite, through the graphitization process, and allows to constrain the metamorphic peak independently of the retrograde path and by the presence of a particular mineralogical association. With calibration of Beyssac et al., 2002 and Lahfid et al., 2010 it is possible to define the peak temperature in a range of 200-650 °C.
The main results of this work are related to the characterization of peak temperatures of dif- ferent tectonic units and definition of geothermal gradient in the Tuscan Nappe, finally, defi- nition of thermal structure of the Apuan Metamorphic Complex.
The average temperature peak obtained, allow to characterize the Tuscan Nappe for an aver- age of ~252°C, ~404°C for the Apuane Unit and ~ 440 ° C for the Massa Unit. The obtained data, allow to complete the tectonic frame proposing the thermal individuality of Panie Unit (average temperatures of ~320°C) and emphasizing the presence of tectonic units previously never defined. The building structure is therefore incomplete and consists of relics of tectonic units between the base contact of the Tuscan Nappe and the top of the Massa Unit.
The RSCM data also allow to define the geothermal gradient inside of the Tuscan Nappe, and a decrease in the peak temperature from W to E connected to a different thickness of the over- lying tectonic units.
Finally, Apuan Unit is differentiated into two portions on the basis of thermal structure. In the northern Apuan Alps is preserved a structure with thermal isotherms carried, that lead to a re- verse gradient typical of a contractional antiformal stack; while the southern Apuan Alps are characterized by a thermal gradient typical of normal extensional contexts.
