CAPITOLO 4 4. Analisi chimiche

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CAPITOLO 4

4. Analisi chimiche

4.1. Elementi maggiori

Sono state effettuate analisi chimiche su 38 campioni suddivisi nel seguente modo:

n°19 campioni appartenenti al foglio Villacidro; n°17 campioni appartenenti al foglio Mandas; n°2 campioni appartenenti al foglio Senorbì.

Le analisi chimiche sono state effettuate presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa.

La composizione chimica relativa ai campioni di roccia totale dei suddetti campioni, rappresentata mediante ossidi (tab. 4.1 e 4.2), è stata effettuata tramite XRF dal dott. Tamponi mentre la L.O.I. è stata determinata preventivamente dal tecnico dott. Bertoli.

Successivamente questi valori sono stati inseriti all’interno dei

diagrammi TAS, SiO2-K2O e Na2O-K2O avendo normalizzato la

composizione degli elementi maggiori a 100 dopo aver sottratto il valore relativo alla L.O.I.

Nelle tabelle e nei grafici seguenti sono rappresentati rispettivamente il foglio Mandas e i fogli Villacidro-Senorbì, che in questo caso sono stati raggruppati per comodità essendo il foglio Senorbì rappresentato solamente da due campioni.

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Successivamente per una migliore comprensione e interpretazione dei dati sono state fatte ulteriori distinzioni all’interno dei singoli fogli come si può vedere in seguito.

Le composizioni dei campioni EM098 (M.Porceddu) e EM044 (M.Ibera) non sono state prese in considerazione per la classificazione a causa della presenza di valori elevati della L.O.I. (11,68 %wt.) relativamente

al campione EM098 e di una concentrazione elevata in di Na2O (8,09

%wt.) per il campione EM044.

Per la classificazione delle vulcaniti è stato utilizzato il diagramma TAS (Le Bas et alii, 1986) (fig. 4.1 e 4.2), che ha permesso di collocare i campioni all’interno di un chimismo da basico a intermedio con

contenuti in SiO2 variabili da circa 48 a circa 61%wt.

Le vulcaniti plio-pleistoceniche (foglio Mandas) possono essere classificate in gran parte come appartenenti alle serie alcaline ad eccezione di alcuni campioni che rientrano nelle serie transizionali e subalcaline.

Le vulcaniti oligo-mioceniche mostrano un chimismo che le fa collocare all’interno delle serie subalcaline.

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Tab. 4.1a: Composizione chimica dei campioni di roccia totale rappresentati mediante ossidi relativo alle vulcaniti plio-pleistoceniche (foglio Mandas).

Tab. 4.1b: Composizione chimica dei campioni di roccia totale rappresentati mediante ossidi relativo alle vulcaniti plio-pleistoceniche (foglio Mandas).

Tab. 4.2a: Composizione chimica dei campioni di roccia totale rappresentati mediante ossidi relativo ai fogli Villacidro e Senorbì.

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Tab. 4.2b: Composizione chimica dei campioni di roccia totale rappresentati mediante ossidi relativo ai fogli Villacidro e Senorbì.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 42 46 50 54 58 basanite tephrite basaltic andesite picro-basalt basalt trachyandesite basaltic trachyandesite trachybasalt SiO₂ wt% N a2 O + K 2 O wt% LEGENDA:

ж BAS (Giara di Serri) ▲ BAS (Nurri-Orroli)

■ BAS (M. Guzzini) BAS (Giara di Gesturi) + BAS (M. Pizzu Mannu)

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Fig. 4.1: Diagramma TAS relativo alle vulcaniti plio-pleistoceniche. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 42 46 50 54 58 62 basanite tephrite andesite basaltic andesite basalt trachyandesite basaltic trachyandesite trachybasalt picrobasalt SiO₂ wt% N a2 O + K2 O w t% LEGENDA:

Fig. 4.2: Diagramma TAS relativo alle vulcaniti oligo-mioceniche.

4.1.1. Vulcaniti oligo-mioceniche.

Le vulcaniti oligo-mioceniche analizzate appartengono ai fogli Villacidro e Senorbì, dove sono stati campionate rocce appartenenti alle seguenti unità:

-andesiti anfiboliche di M:Mannu (MMN); -lave basaltiche di Bruncu su Sensu (BSU); -piroclastiti ignimbritiche (PDD).

Le rocce mostrano un chimismo che le fa collocare all’interno delle serie subalcaline, pertanto sono stati utilizzati i diagrammi SiO2

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-FeO*/MgO e Na2O-K2O (Middlemost, 1975) (fig. 4.3a e b) che hanno permesso di collocare queste rocce all’interno della serie calcoalcalina e della serie media in K.

Il campione AE211 (Nuraghe Sioccu) mostra invece un contenuto più basico e rientra campo delle rocce tholeiitiche ma questi valori potrebbero essere attendibili solo in parte per mancanza di un numero sufficiente di campioni.

Lave basaltiche di Bruncu su Sensu mostrano una variazione composizionale da basalti ad andesiti basaltiche e si collocano all’interno della serie calcoalcalina media in K; il contenuto in silice varia da quasi 52% a quasi 56%wt e quindi sempre all’interno di un chimismo intermedio.

Le analisi chimiche risultano in accordo con le osservazioni petrografiche.

Il campione EM049, che mostra una variazione composizionale con maggiori contenuti in silice, è stato preso in considerazione per la datazione radiometrica. 0 1 2 3 4 5 45 50 55 60 65 SiO2 F e O */ M g O Tholeiite Calc-Alkaline

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0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 48 53 58 63 68 73 SiO2 K2 O

Basalt Basaltic_andesite Andesite Dacite Rhyolite

High K

Medium K

Low K

LEGENDA:

Fig. 4.3b: Diagramma SiO2-K2O relativo alle vulcaniti oligo-mioceniche (fogli

Villacidro e Senorbì).

Le lave andesitiche (MMN) mostrano una composizione abbastanza omogenea all’interno della serie media in K; l’analisi microscopica aveva rivelato la presenza di quarzo che aveva fatto supporre di poter classificare parte di questi campioni come daciti ma l’analisi chimica ha permesso di poter classificare l’insieme di questi campioni come andesiti. Il contenuto in silice mostra una variabilità molto bassa da poco più di 58% a quasi 61%.

Il campione rappresentativo delle piroclastiti (EM043) mostra una composizione andesitica ma il dato potrebbe essere impreciso a causa dell’alterazione e dell’insufficiente numero di campioni.

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4.1.2. Vulcaniti plio-pleistoceniche.

Le vulcaniti plio-pleistoceniche sono state analizzate tenendo distinti i principali distretti vulcanici allo scopo di evidenziare le differenze composizionali all’interno dell’unità.

I campioni appartenenti alla serie subalcalina sono stati collocati

all’interno del diagramma SiO2-FeO*/MgO dove hanno evidenziato

una composizione calcoalcalina (fig. 4.4a).

I campioni della serie alcalina sono stati collocati all’interno del

diagramma Na2O-K2O (Middlemost, 1975) (fig. 4.4b).

La giara di Gesturi è caratterizzata da un chimismo variabile da trachibasalti ad andesiti basaltiche con rapporti K2O-Na2O piuttosto variabili; i trachibasalti presentano infatti un maggiore concentrazione di Na rispetto alla andesiti basaltiche, caratterizzate da una affinità calcoalcalina.

Il contenuto in silice varia da quasi 50% (campione BP066) a poco oltre il 53% (BP064) ed è rappresentativo di un chimismo da basico ad intermedio. 0 1 2 3 4 5 45 50 55 60 65 SiO2 F e O */ M g O Tholeiite Calc-Alkaline

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0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 Na2Owt% K 2 Owt % Serie sodiche Serie potassiche Serie alte in potassio LEGENDA: ж BAS (Giara di Serri)

▲ BAS (Nurri-Orroli) ■ BAS (M. Guzzini)

BAS (Giara di Gesturi) + BAS (M. Pizzu Mannu)

Fig. 4.4a: Diagramma Na2O-K2O relativo alle vulcaniti plio-pleistoceniche.

Il campione BP070, prelevato presso un dicco basaltico isolato nella zona di Cuccuru de Corongiu, è stato associato con le vulcaniti della Giara di Gesturi. Esso mostra un chimismo basico (contenuto in silice del 48,32 wt%).

Il campione BP001 (M. Pizzu Mannu) è stato collocato all’interno della serie hawaiitica.

La Giara di Serri è caratterizzata da un chimismo piuttosto omogeneo comprendente essenzialmente trachiandesiti basaltiche (serie sodica).

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I campioni rappresentativi del settore Nurri-Orroli e Lago Mulargia mostrano una variazione composizionale da andesiti basaltiche a trachiandesiti basaltiche e trachibasalti; in questo caso i campioni prelevati nel settore Nurri-Orroli sono stati raggruppati con i campioni prelevati sopra il Lago Mulargia e considerati come appartenenti allo stesso episodio eruttivo.

Le osservazioni sul terreno hanno messo in luce la possibile presenza in questo settore di un vulcano a scudo nel quale la parte stratigraficamente più bassa potrebbe essere rappresentata dagli affioramenti lavici situati presso il lago Mulargia (BP156A, BP198A, BP201A) mentre il top sarebbe rappresentato dagli affioramenti del settore di Nurri-Orroli (BP151A e BP155A); il campione BP164A proviene da colate sottili di spessore metrico appartenenti alla parte medio alta del vulcano a scudo citato precedentemente.

Pertanto gli affioramenti situati sopra il Lago Mulargia (BP198A, BP201A) potrebbero rappresentare il punto di arrivo delle colate provenienti dalla parte del settore Nurri-Orroli (BP151A, BP155A, BP156A, BP164A) indicando una direzione di percorrenza di queste lave in senso circa N-S.

Le analisi effettuate sulla composizione chimica sembrano in accordo con questa ipotesi, infatti i campioni provenienti dal settore Nurri-Orroli mostrano un chimismo più basico mentre i campioni prelevati sopra il Lago Mulargia mostrano un trend composizionale verso prodotti più ricchi in silice, mediamente sopra il 52%wt; inoltre i primi appartengono alla serie alcalina mentre i secondi possono essere raggruppati all’interno di un chimismo da transizionale a subalcalino e più precisamente calcoalcalino.

I campioni rappresentativi del distretto di M.Guzzini mostrano una certa omogeneità all’interno del campo rappresentativo dei

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trachibasalti (BP159A, BP162 BP373A) e delle trachiandesiti basaltiche (BP165A).

Il campione prelevato nella zona di Tacquara si colloca anch’esso all’interno del campo dei trachibasalti ed è rappresentativo delle lave al margine sud degli affioramenti del M.Guzzini.

Il diagramma Na2O-K2O mostra un trend variabile della

concentrazione di Na e K. Le rocce sono rappresentate da hawaiiti (BP159A), mugeariti (BP165A) e trachibasalti (BP162A e BP373A). Sono qui di seguito riportati i valori di composizioni chimiche di roccia totale relativamente al distretto di M. Guzzini ricavati da uno studio di Maccioni e Murgia (1987) (tab. 4.3).

Questi dati sono stati riportati all’interno del diagramma TAS e confrontati con i campioni analizzati. Dalla sovrapposizione dei dati si può osservare che questi appaiono molto simili (fig. 4.5).

Sigla g1 L g2 L g4 L g13 L g3 H g5 H g6 H g7 H g8 H g9 H g10 H g11 H g12 H SiO2 51,11 50,22 49,93 50,83 50,44 50,54 51,66 51,70 51,41 48,93 50,15 49,82 50,39 TiO2 1,78 1,98 2,12 1,86 1,99 1,90 1,84 1,92 1,93 2,03 1,47 1,81 1,80 Al2O3 17,19 15,58 17,22 16,76 16,91 16,83 16,06 16,10 16,47 16,68 17,15 17,29 17,34 Fe2O3T 1,21 3,85 4,43 4,33 1,81 3,42 2,74 3,40 3,20 3,06 1,50 2,10 3,01 FeO 7,30 5,32 5,77 4,47 6,74 5,84 5,91 5,81 5,24 6,94 7,60 6,95 6,03 MnO 0,12 0,12 0,13 0,11 0,12 0,12 0,13 0,13 0,13 0,15 0,10 0,13 0,13 MgO 5,77 8,32 5,68 5,42 5,21 5,17 6,54 5,54 5,38 5,89 5,60 6,19 5,82 CaO 7,78 7,36 6,23 8,33 7,10 6,94 7,06 7,12 6,91 8,00 7,82 8,53 7,77 Na2O 3,16 3,01 3,25 3,46 5,49 4,29 3,88 4,01 3,96 4,08 4,14 4,05 4,09 K2O 2,44 2,22 2,79 2,27 1,78 2,70 2,72 2,85 2,60 2,21 2,16 1,56 1,58 P2O5 0,54 0,48 0,61 0,45 0,74 0,55 0,54 0,56 0,54 0,57 0,72 0,53 0,59 H2O 1,60 1,54 1,84 1,71 1,67 1,70 0,92 0,86 1,23 1,46 1,59 1,04 1,45

Tab. 4.3: Composizione chimica dei campioni di roccia totale relativi al Distretto di M. Guzzini (da Maccioni,Murgia 1987).

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0 1 2 3 4 5 6 7 8 44 48 52 56 60 64 andesite basaltic andesite basalt benmoreite mugearite hawaiite SiO₂ wt% N a2 O + K2 O w t%

Fig. 4.5: Diagramma TAS relativo ai campioni di roccia totale del distretto di M. Guzzini. I quadrati bianchi rappresentano valori ricavati dalla letteratura (Maccioni e Murgia 1987).

4.2. Elementi in traccia

E’ stato preso in esame un numero di 38 campioni come visto precedentemente per l’analisi degli elementi maggiori. Le analisi sono state effettuate presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’università di Pisa dal dott. Menichini.

Questi valori sono indicati nelle tabelle seguenti all’interno delle quali le quantità degli elementi sono state riportate in p.p.m. (tab. 4.4 e 4.5).

EM020 EM022 EM052 EM059 EM062 EM071 EM073 EM080 EM082 EM085

Ce 25 23 24 29 26 24 20 27 20 34 Ba 194 275 306 335 367 241 296 292 310 239 La 11 10 12 18 14 10 12 12 12 12 Ni 9 8 3 7 7 9 6 8 8 6 Cr 26 21 7 23 30 44 19 16 19 20 V 149 132 112 139 136 172 126 177 151 153 Co 16 18 13 19 17 21 18 21 19 19 Nb 2 4 4 3 4 2 3 4 3 4 Zr 77 72 107 74 73 74 73 65 74 80 Y 15 17 18 17 17 16 17 16 15 15 Sr 275 357 349 314 368 309 352 357 341 316 Rb 54 39 49 45 28 29 47 44 25 45

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EM122 EM049 EM058 EM063 EM127 DP023 EM043 EM044 EM098 AE210 AE211 21 25 21 22 21 28 23 26 9 46 51 235 226 838 195 194 242 214 300 59 621 369 12 5 8 8 13 10 7 14 2 28 25 24 15 105 105 160 126 6 4 2 7 13 169 90 306 326 488 426 17 18 88 20 71 232 194 231 225 215 204 148 149 208 107 250 20 22 35 36 41 36 19 17 12 19 25 3 2 3 1 3 3 3 4 3 8 6 66 59 63 58 64 77 67 76 82 159 117 13 14 17 16 16 18 15 13 1 24 19 390 352 325 220 209 235 370 360 534 412 792 44 33 18 30 35 37 46 41 2 25 25

Tab. 4.4: Rappresentazione degli elementi in traccia delle vulcaniti oligo-mioceniche. BP001 BP060 BP064 BP066 BP070 BP073 BP075 BP151 BP155 Ce 83 30 33 83 83 81 85 101 83 Ba 1198 259 247 1382 1216 876 992 1454 1072 La 50 13 8 45 44 47 50 54 44 Ni 148 125 115 277 100 136 99 120 104 Cr 218 219 210 326 116 193 132 138 141 V 162 142 138 165 208 151 132 171 123 Co 38 43 39 39 41 33 30 36 31 Nb 45 14 11 37 44 41 48 48 41 Zr 257 110 108 235 260 256 293 252 234 Y 20 18 17 15 19 18 18 17 18 Sr 895 369 364 824 978 669 789 1099 813 Rb 61 12 17 58 55 43 53 46 35 BP156 BP164 BP198 BP201 BP159 BP162 BP165 BP373 54 73 52 34 71 89 98 82 485 785 558 303 1011 1327 1156 865 27 44 26 22 42 53 49 51 62 130 126 119 87 138 109 129 133 173 206 183 80 211 155 191 147 144 147 140 126 156 164 156 33 34 37 38 30 35 34 35 22 35 28 18 43 50 50 44 176 263 185 142 200 274 305 266 20 18 19 20 18 19 18 20 478 676 621 396 839 808 816 694 31 44 36 18 26 57 68 48

Tab. 4.5: Rappresentazione degli elementi in traccia delle vulcaniti plio-pleistoceniche.

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In prima analisi le abbondanze relative degli elementi in traccia sono state collocate all’interno dello spider diagram normalizzato rispetto al mantello primitivo (McDonough et al.,1992) (fig. 4.6).

In questa rappresentazione si può notare una netta distinzione tra le vulcaniti plio-pleistoceniche (BAS), caratterizzate da maggiori abbondanze degli elementi e le vulcaniti oligo-mioceniche, che occupano la parte bassa del diagramma.

Si notano inoltre sovrapposizioni, soprattutto per alcuni campioni delle lave di Bruncu Su Sensu (BSU) e relativamente ad alcuni campioni dei basalti plio-pleistocenici (BAS).

1

10

100

300 Rb

Ba

Nb

La

Ce

Sr

Zr

Y

Sa

m

pl

e/pr

im

iti

ve

m

an

tle

(M

cD

e

t a

l.,

19

92 )

-Fig. 4.6: Diagramma relativo alle abbondanze degli elementi in traccia normalizzato rispetto al mantello primitivo (McDonough et al.,1992).

ж BAS (Giara di Serri)

▲ BAS (Nurri-Orroli)

MIR (Piroclastiti di M. Ibera) – MMN (Andesiti di M. Mannu),Senorbì

■ BSUa (lave di Bruncu Su Sensu)

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Allo scopo di evidenziare con maggior precisione le differenze tra i campioni analizzati e per cercare di individuare con maggior precisione la loro collocazione all’interno delle proprie serie di appartenenza, sono stati analizzati diversi diagrammi classificativi. Il diagramma Ti-V (Shervais, 1982) (fig. 4.7) è utilizzato per distinguere tra tholeiiti di arco vulcanico, MORB e basalti alcalini; le variazioni di V relativamente a Ti sono in relazione con l’attività dell’ossigeno e con processi di cristallizzazione frazionata, pertanto si possono trarre utili indicazioni sull’ambiente geodinamico.

I campi sono suddivisi sulla base del rapporto Ti/V:

-MORB, sono caratterizzati da un rapporto Ti/V compreso tra 20 e 50, con una considerevole sovrapposizione con il campo dei basalti continentali intraplacca e con i basalti relativi a bacini di retroarco; -OIAB e basalti alcalini, sono caratterizzati da un rapporto Ti/V compreso tra 50 e 100;

-tholeiiti di arco oceanico, hanno un rapporto Ti/V compreso tra 10 e 20, con una piccola sovrapposizione col campo dei MORB;

-rocce calcalcaline, hanno un rapporto Ti/V compreso tra 15 e 50.

0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 10 ARC < 20 > OFB 50 100 -Ti/1000 V

Fig. 4.7: Diagramma Ti/1000-V (Shervais, 1982) relativo ai campioni dei fogli Mandas, Villacidro e Senorbì.

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In questo caso si può osservare una netta distinzione tra le vulcaniti oligo-mioceniche e le vulcaniti plio-pleistoceniche, infatti le prime sono collocate nel campo rappresentato dalle lave calcoalcaline mentre le seconde si collocano con buona precisione all’interno del campo rappresentativo dei basalti alcalini, con valori di Ti/V compresi tra 50 e 100.

All’interno delle vulcaniti oligo-mioceniche inoltre si può osservare che le lave basaltiche di Bruncu Su Sensu (BSU) occupano il campo compreso tra 10 e 20 (maggiori contenuti in V) mentre le andesiti (MMN) si collocano in gran parte nella parte più bassa, con l’eccezione del campione EM122 che presenta valori in V simili a quelli riscontrati nelle lave basaltiche di Bruncu Su Sensu.

Queste osservazioni trovano conferma anche nel diagramma Zr/4-Nb*2-Y (Meschede, 1986) (fig. 4.8) il quale utilizza il Nb per distinguere due tipi di MORB: N-MORB, rappresentati da basalti impoveriti in elementi incompatibili (campo D); E-MORB, basalti rappresentativi di regioni di plume, generalmente arricchiti in elementi incompatibili (campo B); il campo AI è rappresentativo di basalti alcalini intraplacca; il campo AII è rappresentato da basalti alcalini e tholeiiti intraplacca; il campo C è rappresentato da tholeiiti intraplacca e basalti di arco vulcanico.

Come detto precedentemente, anche in questa rappresentazione appare evidente la distinzione: le vulcaniti plio-pleistoceniche (foglio Mandas) sono collocate soprattutto all’interno dei campi rappresentati dai basalti alcalini intraplacca, con alcuni campioni che cadono all’interno del campo dei basalti alcalini e delle tholeiiti intraplacca (campioni BP060, BP064 e BP201), caratterizzati da contenuti più bassi in Nb e Zr e da maggiori contenuti in Y; le vulcaniti oligo-mioceniche cadono all’interno dei campi C e D, confermando sostanzialmente la propria appartenenza all’interno di un vulcanismo di arco; inoltre si può osservare come le lave di

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Bruncu Su Sensu siano collocate soprattutto nel campo D (N-MORB, basalti impoveriti in elementi incompatibili) mentre le andesiti siano situate nel campo C (basalti di arco vulcanico).

È stato utilizzato inoltre il diagramma La/Nb-V/Ti (fig. 4.9) allo scopo di evidenziare l’ambiente geodinamico. Le vulcaniti plio-pleistoceniche (BAS) sono collocate nella parte bassa, corrispondente a bassi contenuti di La e V o più precisamente a bassi valori dei rapporti La/Nb e V/Ti; le vulcaniti oligo-mioceniche mostrano invece rapporti La/Nb e V/Ti più alti e con una maggiore variabilità.

Fig. 4.8:

Diagramma Nb*2-Zr/4-Y (Meschede, 1986) relativo ai campioni dei fogli Mandas, Villacidro e Senorbì.

Fig. 4.9: Diagramma La/Nb-V/Ti relativo ai campioni dei fogli Mandas, Villacidro e Senorbì.

Il vulcanismo rappresentativo dei fogli analizzati in due gruppi principali rappresentati da un vulcanismo oligo-miocenico (fogli Villacidro e Senorbì), riferibile ad un ambiente orogenico e precisamente ad un vulcanismo di arco, e un vulcanismo plio-pleistocenico riferibile ad un vulcanismo intraplacca.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 -La/Nb V /T i

▲ MMN (Andesiti di M.Mannu),Villacidro. AI AII B C D Zr/4 Y Nb*2

--ж BAS (Giara di Serri)

▲BAS (Nurri-Orroli)

■ BAS (M. Guzzini)

MIR (Piroclastiti di M. Ibera)

– MMN (Andesiti di M. Mannu),Senorbì

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4.2.1. Vulcaniti oligo-mioceniche.

Dall’osservazione delle abbondanze normalizzate rispetto al mantello primitivo (fig. 4.6) si può evidenziare un arricchimento di elementi a basso potenziale ionico (LSFE) e forti anomalie positive per Rb e Ba; gli elementi ad alto potenziale ionico (HSFE) sono caratterizzati da contenuti più bassi.

Gli arricchimenti degli elementi a bassa forza di campo (LSFE) sono generalmente attribuiti alla metasomatizzazione del mantello sorgente, mentre gli impoverimenti in elementi ad alta forza di campo (HSFE), sono stati spiegati o con un maggior grado di fusione parziale di una sorgente di tipo MORB o con la presenza di fasi residuali nel mantello ricche in questi elementi.

Si possono inoltre osservare valori bassi relativamente al V e bassi contenuti in Cr e Ni (elementi compatibili).

I valori bassi di Ni e Co sono presumibilmente legati a frazionamento di olivina, mentre rapida diminuzione di Cr è legata a frazionamento di spinello o clinopirosseno.

Il comportamento del V è simile a quello del Ti: bassi valori di questi elementi sono indicativi di frazionamento di ossidi di Ti e Fe; se Ti e Fe hanno comportamento divergente vuol dire che il Ti è entrato in fasi accessorie quali sfene o rutilo.

Dall’analisi delle abbondanze degli elementi si può osservare una distribuzione in parte diversa delle lave di Bruncu Su Sensu (BSU) rispetto alle andesiti (MMN) anche se talvolta si possono notare delle sovrapposizioni; è stato rappresentato anche il campione EM044, piroclastite del M.Ibera, anche se in questo caso le analisi delle unità piroclastiche non possono essere attendibili a causa di un numero insufficiente di campioni.

Le lave di Bruncu Su Sensu (BSU) mostrano contenuti più bassi in tutti gli elementi rispetto alle andesiti (MMN), con alcune eccezioni

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rappresentate ad esempio dal campione EM058, caratterizzato da una forte anomalia positiva del Ba, e da diverse sovrapposizioni per quanto riguarda il contenuto in Rb.

All’interno delle vulcaniti qui rappresentate si possono notare differenze soprattutto relativamente ai contenuti in La, Nb, Sr e in parte per Rb, come evidenziato anche nel diagramma La/Nb-La/Ce (fig. 4.10), dove si nota come le lave di Bruncu Su Sensu siano caratterizzate da contenuti più bassi in La mentre la andesiti mostrano una correlazione positiva tra La/Ce e La/Nb.

▲ MMN (Andesiti di M.Mannu),Villacidro.

Fig. 4.10: Diagramma La/Nb-La/Ce relativo alle vulcaniti dei fogli Villacidro e Senorbì

Questo andamento potrebbe essere collegato ad un diverso grado di differenziazione del magma nel quale le lave di Bruncu su Sensu rappresentano prodotti più basici e primitivi rispetto alle andesiti. I campioni EM063 ed EM058 non rispettano questo trend composizionale a causa del basso contenuto in Nb (EM063) e Ce (EM058).

Un andamento simile si può riscontrare anche nei diagrammi La-Zr, Nb-Ba, Nb-Ce (fig. 4.11).

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 2 3 4 5 6 7 8 -La/Ce L a/ N b

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Lo studio dei campioni analizzati in questo lavoro evidenzia in parte la presenza di un trend evolutivo, anche se alcuni campioni sembrano discostarsi da questo andamento.

In generale può essere confermato quanto detto riguardo la presenza di un trend evolutivo collocabile all’interno della serie calcoalcalina con i prodotti andesitici rappresentativi di un magma più evoluto e con le lave basaltiche di Bruncu Su Sensu rappresentative di un magma più primitivo attraverso una combinazione di processi di fusione parziale e cristallizzazione frazionata.

Fig. 4.1: Rappresentazione dei diagrammi La-Zr, Nb-Ba, Nb-Ce.

4.2.2. Vulcaniti plio-pleistoceniche.

0 10 20 0 100 200 La Z r 1 2 3 4 10 20 30 40 Nb C e 100 300 500 700 900 1 2 3 4 Ba N b

MIR (Piroclastiti di M. Ibera)

– MMN (Andesiti di M. Mannu),Senorbì

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Dalle osservazioni effettuate sugli elementi maggiori, i campioni rappresentativi di questo foglio sono stati collocati all’interno della serie alcalina ad eccezione di alcuni campioni della Giara di Gesturi (BP060, BP064) e del distretto di Nurri-Orroli (BP156, BP198, BP201), i quali, dall’analisi mediante il TAS, sono risultati appartenere alla serie subalcalina.

L’osservazione delle abbondanze nello spider diagram ha evidenziato per questi campioni un arricchimento in elementi incompatibili con importanti anomalie positive di Ba e Rb mentre si ha un basso contenuto in Y.

Analizzando le differenze all’interno di queste vulcaniti si può osservare un marcato arricchimento in elementi incompatibili e bassi contenuti in Zr e Y, soprattutto per quanto riguarda tutti i campioni della Giara di Serri, di M. Guzzini e il campione di M. Pizzu Mannu, mentre relativamente alla Giara di Gesturi e al distretto di Nurri-Orroli questo andamento è rispettato solo in parte.

La Giara di Gesturi è rappresentata da 4 campioni i quali mostrano all’interno dello spider diagram un andamento simile ma con diverse abbondanze relative; infatti si può osservare come i campioni BP066 e BPO70 risultino maggiormente arricchiti in elementi incompatibili (Ba, La, Ce, Sr, Rb, Nb, Zr) rispetto ai campioni BP060 e BPO64. I campioni rappresentativi del distretto di Nurri-Orroli evidenziano un comportamento simile a quello riscontrato per i campioni della Giara di Serri; in questo caso i campioni relativi alla zona del lago Mulargia (BP198, BP201) ed il campione BP156 si collocano nella parte bassa dello spider diagram evidenziando contenuti più bassi in elementi in traccia rispetto ai campioni BP151, BP155, BP164 mentre risultano maggiormente arricchiti in Ni e Cr (elementi compatibili) e in misura minore in Y.

Queste differenze composizionali sono analoghe a quelle osservate per gli elementi maggiori.

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Dall’analisi delle tabelle si deduce inoltre la presenza di bassi contenuti in V,Cr, Ni oltre che di bassi valori in Co, indicativi di frazionamento di fasi femiche come olivina (Ni, Co), pirosseno e spinello (Cr).

I grafici relativi alle abbondanze sono stati successivamente confrontati con alcuni dati di letteratura facendo riferimento ai lavori di Maccioni e Murgia (1987) relativamente al distretto del M.Guzzini, Beccaluva et al. (1975) (vulcaniti plio-quaternarie della Sardegna nord-occidentale), M:Lustrino,L.Melluso,V.Morra (2002) (fig.4.12a e b).

Fig.:4.12. a): diagramma delle abbondanze relativo alle vulcaniti plio-pleistoceniche, confronto con le rocce della PSV (aree gialle, quelle più chiare rappresentano l’associazione subalcalina, quelle più scure l’associazione alcalina) (da Lustrino et

alii, 2002, modificato); b) confronto con le vulcaniti di M.Guzzini (quadrati vuoti, da

Maccioni et alii, 1987)

La fig. 4.12a mostra una confronto tra i campioni analizzati e i dati bibliografici all’interno dei quali sono rappresentate le vulcaniti che costituiscono la PSV (Plio-Pleistocene Sardinian volcanic rocks) (aree gialle), rappresentate da una serie alcalina e ad una serie subalcalina.

Il grafico mostra una parziale sovrapposizione evidenziando come le vulcaniti analizzate possano essere collocate prevalentemente

3 10 100 300 Rb Ba Nb La Ce Sr Zr Y Sa m pl e/ pr im iti ve m an tle (M cD e t a l.,1 99 2) 2 10 100 300 Rb Ba Nb La Ce Sr Zr Y 2 10 100 300 Rb Ba Nb La Ce Sr Zr Y

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all’interno della serie alcalina e subordinatamente a quella subalcalina.

La fig. 4.12b mette in evidenza il confronto dei dati con quelli bibliografici relativi al M.Guzzini (Maccioni e Murgia, 1987), dove si può osservare una sostanziale concordanza.

Sono stati utilizzati diagrammi binari (fig. 4.13) che hanno evidenziato un sostanziale accordo con le osservazioni fatte. Sono stati inseriti anche i dati di letteratura relativi al M.Guzzini) (Maccioni e Murgia, 1987).

I diagrammi mostrano come i campioni appartenenti alla serie subalcalina siano collocati in basso a sinistra.

I campioni BP060 e BPO64 (Giara di Gesturi) e i campioni BP156,BP198, BP201 (Nurri-Orroli) sono caratterizzati da valori più bassi dei rapporti La/Nb e La/Ce e dei valori La/Zr e Ba/Nb.

Come evidenziato nel lavoro di Lustrino et alii (2002) questi trend composizionali potrebbero essere dovuti a processi combinati di fusione parziale e cristallizzazione frazionata

I campioni rappresentativi della Giara di Serri, M.Pizzu Mannu e M.Guzzini mostrano un chimismo sostanzialmente omogeneo e collocabile all’interno delle serie alcaline come era stato precedentemente messo in evidenza per le analisi degli elementi maggiori.

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Fig. 4.13: Diagrammi binari relativi alle vulcaniti plio-pleistoceniche. 0,20 0,90 0 1 2 La/Ce L a/ N b 0 10 20 30 40 50 60 70 0 100 200 300 La Z r 0 700 1400 0 14 28 42 56 70 Ba N b 10 24 38 52 66 80 0 50 100 Nb C e

■ BAS (M. Guzzini)