La composizione granulometrica di un deposito piroclastico è funzione della composizione originaria del materiale frammentato (juvenile e litico) e di alcuni processi fondamentali quali:

4.3.1 Analisi granulometrica 4.3.1.1 Metodologia analitica

La composizione granulometrica di un deposito piroclastico è funzione della composizione originaria del materiale frammentato (juvenile e litico) e di alcuni processi fondamentali quali:

•

meccanismo di frammentazione;

•

meccanismo di trasporto;

•

meccanismo di deposizione.

Lo studio della distribuzione di taglia è quindi uno strumento importante nella comprensione di tali processi, così come nella caratterizzazione e classificazione del deposito stesso. L’analisi granulometrica rappresenta pertanto uno dei punti di partenza nello studio di un deposito piroclastico. Nell’analisi granulometrica, il campione viene suddiviso in classi discrete, ognuna composta dall’insieme dei frammenti che ricadono in un certo intervallo di taglia. I valori che delimitano una classe granulometrica sono in genere espressi in millimetri o in unità Φ, dove: Φ=-log

Diametro (mm) (Wentworth, 1922; Krumbein, 1938), che rappresenta un parametro adimensionale, la cui conversione in millimetri può essere fatta tramite tavole di conversione (fig. 1) o utilizzando la formula inversa: Diametro (mm)=2

.

Figura 1: tavola di conversione

<32 = 5,5 0,045 – 0,031 = 5 0,063 – 0,045 = 4,5 0,090 – 0,063 = 4 0,125 – 0,090 = 3,5 0,180 – 0,125 = 3 0,250 – 0,125 = 2,5 0,355 – 0,250 = 2 0,5 – 0,355 = 1,5 0,710 – 0,5 =1 1 – 0,710 = 0,5 1,4 – 1 = 0 2 – 1,4 = -0,5 2,8 – 2 = -1 4 – 2,8 = -1,5 5,66 – 4 = -2 8 – 5,66 = -2,5 11.3 – 8 = -3 16 – 11.3 = -3,5 22,6 – 16 = -4 32 – 22.6 = -4,5 45.3 – 32 = -5 64 – 45.3 = -5,5 90.5 – 64 = -6 128 – 90,5 = -6,5 181 – 128 = -7 256 – 181 = -7,5

> 256 = -8

<32 = 5,5 0,045 – 0,031 = 5 0,063 – 0,045 = 4,5 0,090 – 0,063 = 4 0,125 – 0,090 = 3,5 0,180 – 0,125 = 3 0,250 – 0,125 = 2,5 0,355 – 0,250 = 2 0,5 – 0,355 = 1,5 0,710 – 0,5 =1 1 – 0,710 = 0,5 1,4 – 1 = 0 2 – 1,4 = -0,5 2,8 – 2 = -1 4 – 2,8 = -1,5 5,66 – 4 = -2 8 – 5,66 = -2,5 11.3 – 8 = -3 16 – 11.3 = -3,5 22,6 – 16 = -4 32 – 22.6 = -4,5 45.3 – 32 = -5 64 – 45.3 = -5,5 90.5 – 64 = -6 128 – 90,5 = -6,5 181 – 128 = -7 256 – 181 = -7,5

> 256 = -8

mm = Φ

B O M B E

L A P I L L I

F I N E G R O S S O L A N A

C E N E R E

L’analisi granulometrica di una roccia piroclastica può essere condotta secondo diverse modalità:

•

analisi a secco;

•

analisi per via umida;

•

misura delle dimensioni dei clasti su sezioni sottili o sull’affioramento.

Il metodo utilizzato in questo lavoro è la setacciatura meccanica a secco.

Prima di procedere tutti i campioni sono stati preventivamente essiccati in una stufa per circa 24 ore ad una temperatura di 60

C, al fine di rimuovere l’eventuale frazione di umidità presente.

La setacciatura si opera mediante l’utilizzo di una pila di setacci a maglia quadrata con luce decrescente posta su una base meccanica vibro- oscillante (fig. 3).

La durata dell’operazione costituisce un parametro molto importante poiché ne dipende l’affidabilità delle analisi. Tempi troppo brevi comportano una non completa setacciatura del campione, tempi troppo lunghi possono provocare un’elevata abrasione e/o rottura del materiale più grossolano (dotato di una maggiore inerzia) producendo una coda “artificiale”

di materiale fine (>4 Φ) e uno spostamento della granulometria media verso valori inferiori a quella effettiva. Sperimentalmente, si è visto che con tempi di setacciatura di circa 10-15 minuti si ottengono risultati affidabili e

Figura 3: Setacciatore meccanico vibro-oscillante.

riproducibili. Un altro aspetto importante consiste nella scelta dell’intervallo granulometrico fra le varie classi costituenti il campione setacciato; un intervallo pari a 0,5 Φ garantisce l’individuazione di eventuali polimodalità e sottopopolazioni all’interno di una distribuzione granulometrica, che spesso, utilizzandone uno pari a 1 Φ (sebbene ciò implichi tempi più brevi) non vengono affatto evidenziate.

Al termine dell’operazione, i setacci con il loro contenuto vengono pesati su una bilancia di media precisione (centesimo di grammo), ed il peso del trattenuto è calcolato conoscendo la tara di ogni setaccio. Il dato ottenuto viene quindi trasformato nella percentuale in peso di quella classe granulometrica per ogni campione considerato (Walker, 1971), tenendo presente le eventuali operazioni di quartatura eseguite sulla frazione fine (<16 mm), il cui peso in tal caso deve essere riportato a quello originario (campionato in campagna) tramite semplici proporzioni matematiche.

Alla fine di ogni singolo processo, i setacci vanno accuratamente puliti mediante l’utilizzo di una pistola ad aria compressa e/o lavati in un bagno ad ultrasuoni contenente un tensioattivo (per i setacci a maglia più fine di 2 Φ), al fine di rimuovere dalle maglie, senza danneggiarle, l’eventuale polvere e i granuli residui che altrimenti andrebbero ad interferire con le analisi successive.

Nello studio del deposito di “Hot Avalanche” le analisi granulometriche sono

state condotte a intervalli di ½ Ф ottenendo fino a 18 classi granulometriche di

materiale fine variabile da -3,5 Φ (<16 mm) a 5 Φ (>0,032 mm), più un fondo

residuo <5,5 Φ (<0,032 mm) costituito dal setaccio base privo di maglie su cui poggia l’intera pila. Data la natura molto grossolane del deposito e al fine di ottenere dati rappresentativi anche della frazione grossolana, è stato necessario prelevare notevoli quantità di deposito (fino a 307 Kg).

L’operazione di vagliatura è stata condotta in due stadi:

•

in campagna

•

in laboratorio a secco

La frazione grossolana (>16 mm) è stata setacciata manualmente in campagna, mediante l’utilizzo di piastre metalliche dotate di diverse finestre corrispondenti ognuna ad una specifica classe granulometrica.

L’operazione è stata condotta a Luglio quando il deposito si presentava secco (fig. 4).

Il materiale di granulometria inferiore a -3,5Ф (<16 mm) è stato successivamente ridotto di peso mediante quartatura prelevando poi le successive setacciature in laboratorio.

Prima di commentare le distribuzioni granulometriche dei campioni setacciati è opportuno descrivere i vari parametri statistici che ne descrivono le principali caratteristiche.

Figura 4: Frazione grossolana del deposito (>16 mm) separata per campioni, per classe granulometrica e per componenti (juvenile/litico).

Il calcolo dei principali parametri statistici di una distribuzione di taglie necessita della conoscenza del valore delle granulometrie corrispondenti a determinati valori della percentuale cumulativa. In pratica, viene tracciata la curva granulometrica del campione in esame su carta di probabilità normale e vengono letti, direttamente sul grafico, i valori delle granulometrie (in unità Ф) in corrispondenza delle percentuali cumulative 5, 16, 25, 50, 75, 84 e 95

%. Il valore della granulometria in questi punti viene indicato rispettivamente come 5

– percentile, 16° percentile, ecc. I valori dei percentile sono correlati ai parametri statistici tramite formule semplici.

1) Tendenza centrale della distribuzione

I parametri utilizzati sono essenzialmente la moda, la mediana (median;

MdΦ) e la media (graphic mean; M

). La mediana è il diametro (in unità Φ) corrispondente al 50% della curva cumulativa ed è uguale al 50° - percentile.

La media è un valore che tiene conto della distribuzione globale di taglia, e per alcuni autori è un parametro che meglio esprime la complessità del deposito rispetto al MdΦ.

Mean diameter:

MΦ = (Φ

+Φ

)/2 (Inman, 1952).

Graphic mean :

Mz = (Φ

+Φ

+Φ

)/3 (Folk, 1966).

2) Deviazione standard di una distribuzione

Esprime il grado di selezionamento di un deposito ed è comunemente

chiamato sorting; le definizioni più comuni sono:

Sorting:

σ

= (Φ84 - Φ16)/2 (Inman, 1953).

dove: σ

< 1Ф (very well sorted) 1Ф < σ

< 2Ф (moderately sorted) 2Ф < σ

< 4Ф (poorly sorted) σ

> 4Ф (very poorly sorted)

Inclusive Graphic Standard Deviation:

σ

= {(Φ

-Φ

)/4}+(Φ

+Φ

)/6,6 (Folk, 1966).

dove: σ

< 0,35 (very well sorted) 0,35 < σ

< 0,5 (well sorted)

0,5 < σ

< 1 (moderately well sorted) 1 < σ

< 2 (poorly sorted)

2 < σ

< 4 (very poorly sorted) σ

> 4 (extremely poorly sorted)

Tale parametro tiene maggiormente conto delle code estreme della distribuzione di taglia (5° e 95°-percentile), descrivendone in modo più dettagliato la complessità frequentemente presente all’interno di una distribuzione granulometrica.

3) Misure di asimmetria

Una curva granulometrica mostra raramente una classica distribuzione a campana, in tal caso le misure di “skewnwss”, espresse secondo più parametri, descrivono le eventuali asimmetrie:

Skewnewss:

aΦ = (MΦ-MdΦ)/σ

(Inman, 1953).

Inclusive Graphic Skewness:

Sk

= {(Φ

+Φ

-2Φ

)/2(Φ

-2Φ

)}+(Φ

+Φ

-2Φ

)/2(Φ

-Φ

) (Folk, 1966).

dove: -1 < Sk

< -0,31 (very negative (fine) skewed)

-0,31 < Sk

< -0,11 (negative (fine) skewed) -0,11 < Sk

< 0,09 (nearly symmetrical) 0,09 < Sk

< 0,29 (positive (fine) skewed) 0,29 < Sk

< 1 (very positive (fine) skewed)

Il valore di skewness, riflettendo la deviazione della simmetria, è sensibile alla presenza (o assenza) di frazione fine o grossolana in eccesso nella distribuzione granulometrica. In particolare, valori positivi riflettono un eccesso della frazione fine, mentre al contrario valori negativi della skewness evidenziano un eccesso (coda) di particelle grossolane nella distribuzione.

4) Misure di kurtosis

Tale parametro descrive la forma della distribuzione granulometrica, rispetto ad un istogramma granulometrico la kurtosis descrive di quanto la moda si eleva sul resto della distribuzione.

Graphic Kurtosis:

K

= (Φ

+Φ

)/2,44(Φ

-Φ

) (Folk, 1966).

Dove: K

< 0,67 (very platykurtic) 0,67 < K

< 0,90 (platykurtic) 0,90 < K

< 1,11 (mesokurtic) 1,11 < K

< 1,50 (leptokurtic) 1,50 < K

< 3,00 (very leptokurtic) K

> 3,00 (extremely leptokurtic)

In particolare, la kurtosis misura quindi il rapporto tra il sorting nelle code

della distribuzione ed il sorting nella parte centrale della distribuzione. Se la

porzione centrale risulta essere maggiormente selezionata delle code, la curva

granulometrica ha un picco centrale molto pronunciato ed è detta

“leptokurtica”. Al contrario, se le code sono meglio selezionate della parte centrale, la curva presenta un picco largo e piatto ed è detta “platicurtica”.

5) Valori di F1 e F2

Walker (1983) ha introdotto alcuni diagrammi classificativi delle rocce piroclastiche nei quali, oltre alla Mediana (MdΦ) ed al Sorting (σΦ) di una distribuzione, vengono presi in considerazione anche i valori di frequenza cumulativa di determinate classi granulometriche. In particolare si ha che:

F1 = % in peso cumulativa della frazione minore di 1 mm (Φ > 0) F2 = % in peso cumulativa della frazione minore di 63 µm (Φ > 4).

4.3.1.2 Risultati

I risultati ottenuti dal calcolo dei parametri statistici (tab. 1) evidenziano caratteristiche comuni tra le varie distribuzioni granulometriche.

Tabella 1: Parametri statistici.

MdΦ -1,20771% Ghiaia: 51,9 MdΦ -4,28783% Ghiaia: 75,1 MdΦ

Ф5 -4,58483 σΦ 2,77221 % Sabbia: 46,6 Ф5 -5,74897 σΦ 2,81166 % Sabbia: 24,0 Ф5 -5,82339 σΦ Ф16 -4,08456 aΦ -0,51114 % Limo: 1,5 Ф16 -5,29182 aΦ -0,23918 % Limo: 0,9 Ф16 -5,21153 aΦ Ф25 -3,58455 Mz -1,28 Peso totale 2475,74 g Ф25 -4,98817 Mz -3,08 Peso totale 1792,85 g Ф25 -4,77306 Mz Ф50 -1,20771 σI 2,51151 Very poorly sorted. Ф50 -4,28783 σI 2,62346 Very poorly sorted. Ф50 -3,13163 σI Ф75 0,7301 SkI 0,03 Nearly symmetrical. Ф75 -1,03055 SkI 0,63964 Very positive Ф75 -0,01067 SkI Ф84 1,45985 KG 0,57 Very platykurtic. Ф84 0,3315 KG 0,62967 Very platykurtic. Ф84 0,96143 KG

Ф95 2,84286 F1 35,65 F2 0,86 Ф95 2,28739 F1 14,78 F2 0,5 Ф95 2,70902 F1

MdΦ -3,71526% Ghiaia: 69,1 MdΦ -3,29513% Ghiaia: 68,3 MdΦ

Ф5 -5,83829 σΦ 3,21972 % Sabbia: 29,6 Ф5 -5,72878 σΦ 3,02431 % Sabbia: 30,8 Ф5 -5,74202 σΦ Ф16 -5,48143 aΦ -0,251 % Limo: 1,3 Ф16 -5,19976 aΦ -0,34909 % Limo: 0,9 Ф16 -5,27899 aΦ Ф25 -5,17215 Mz -2,75 Peso totale 3442,79 g Ф25 -4,8288 Mz -2,55 Peso totale 4077,82 g Ф25 -4,94561 Mz Ф50 -3,71526 σ_I 2,91016 Very poorly sorted. Ф50 -3,29513 σ_I 2,76872 Very poorly sorted. Ф50 -2,75255 σ_I Ф75 -0,18826 Sk_I 0,48 Very positive Ф75 -0,21886 Sk_I 0,39 Very positive Ф75 0,50591 Sk_I Ф84 0,95802 KG 0,56 Very platykurtic. Ф84 0,84886 KG 0,58 Very platykurtic. Ф84 1,469 KG

Ф95 2,74368 F1 23,66 F2 0,63 Ф95 2,56451 F1 19,03 F2 0,36 Ф95 3,01364 F1

MdΦ -1,13511% Ghiaia: 51,1 MdΦ -1,94133% Ghiaia: 56,2 MdΦ

Ф5 -4,92246 σΦ 3,06191 % Sabbia: 46,6 Ф5 -6,54364 σΦ 3,70119 % Sabbia: 39,8 Ф5 -7,2401 σΦ Ф16 -4,25212 aΦ -0,40672 % Limo: 2,3 Ф16 -5,48091 aΦ -0,43719 % Limo: 4,0 Ф16 -6,70089 aΦ Ф25 -3,66652 Mz -1,17 Peso totale 3261,93 g Ф25 -4,77187 Mz -1,83 Peso totale 54799,48 g Ф25 -6,32753 Mz Ф50 -1,13511 σI 2,80258 Very poorly sorted. Ф50 -1,94133 σI 3,41389 Very poorly sorted. Ф50 -4,87744 σI

Ф75 1,03509 Sk_I 0,04 Nearly symmetrical. Ф75 0,97918 Sk_I 0,08 Nearly symmetrical. Ф75 -2,20645 Sk_I Ф84 1,87169 KG 0,59 Very platykurtic. Ф84 1,92147 KG 0,60 Very platykurtic. Ф84 -0,44595 KG

Ф95 3,47024 F1 38,22 F2 0,91 Ф95 3,77409 F1 30,10 F2 1,61 Ф95 1,92322 F1

MdΦ -5,09232% Ghiaia: 82,0 MdΦ -3,77538% Ghiaia: 66,2 MdΦ

Ф5 -6,91042 σΦ 3,07075 % Sabbia: 17,0 Ф5 -7,06225 σΦ 3,6424 % Sabbia: 32,8 Ф5 -6,79029 σΦ Ф16 -6,71333 aΦ -0,71411 % Limo: 1,0 Ф16 -6,14769 aΦ -0,33912 % Limo: 1,0 Ф16 -6,40899 aΦ Ф25 -6,55208 Mz -4,13 Peso totale 62350,15 g Ф25 -5,66485 Mz -1,83 Peso totale 59534,10 g Ф25 -6,20817 Mz Ф50 -5,09232 σI 2,87924 Very poorly sorted. Ф50 -3,77538 σI 3,31559 Very poorly sorted. Ф50 -4,80472 σI

Ф75 -2,52589 Sk_I 0,53 Very positive Ф75 0,17501 Sk_I 0,34 Very positive Ф75 -1,15522 Sk_I Ф84 -0,57184 K_G 0,65 Very platykurtic. Ф84 1,13712 K_G 0,58 Very platykurtic. Ф84 0,43317 K_G

Ф95 1,95911 F1 10,96 F2 0,34 Ф95 2,80075 F1 30,32 F2 0,44 Ф95 2,7203 F1

B5 C1 C2

C3 C4 C5

A1 A2 A3

B2 B3 B4

-3,13163% Ghiaia: 66,7 3,08648 % Sabbia: 32,0 -0,36238 % Limo: 1,3 -2,46 Peso totale 2037,6 g 2,83603 Very poorly sorted.

0,35 Very positive 0,58 Very platykurtic.

20,10 F2 0,84

-2,75255% Ghiaia: 61,6 3,374 % Sabbia: 37,1 -0,31341 % Limo: 1,2 -2,19 Peso totale 3186,16 g 3,01361 Very poorly sorted.

0,28 Positive 0,54 Very platykurtic.

29,75 F2 0,33

-4,87744% Ghiaia: 81,1 3,12747 % Sabbia: 17,9 -0,72563 % Limo: 1,0 -4,01 Peso totale 52500,04 g 2,95212 Very poorly sorted.

0,45 Very positive 0,68 Platykurtic.

11,31 F2 0,36

-4,80472% Ghiaia: 75,8 3,42108 % Sabbia: 22,8 -0,34232 % Limo: 1,5 -3,59 Peso totale 55783,45 3,15154 Very poorly sorted.

0,56 Very positive 0,59 Very platykurtic.

21,43 F2 0,46

1 2 3 0

1 2 3 4 5 6

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

B5 A1 C1 A3B4

B2 B3 C5 C4 C3 C2

A2

6

Mediana (MdΦ)

C la s s a z io n e ( σ Φ )

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

DEPOSITI DA FLUSSO DEPOSITI DA CADUTA

1 2 3 4 5 6 5

Figura 5: Diagramma di Walker. I campioni analizzati risultano mal classati con prevalenza della frazione grossolana sulla frazione fine e sono in accordo con un deposito da flusso.

In generale:

•

Il grado di selezionamento è molto scarso, i valori della “Inclusive Graphic Standard Deviation” ( σ

) variano da 2,51 a 3,41, con un valore medio pari a 2,93 ( molto mal classato).

•

La frazione grossolana è in eccesso rispetto quella fine, i valori medi (simili tra loro) dei parametri F1 ed F2 sono rispettivamente 23,8 % e 0,6 %.

•

Le code della distribuzione granulometrica sono meglio selezionate della parte centrale, i valori della “Kurtosis” ( K

) variano da 0,54 a 0,68 con un valore medio pari a 0,60 (molto platicurtica).

I dati relativi alla Mediana (MdΦ) e alla classazione (σΦ) proiettati sul

diagramma di classificazione di Walker (1971) permettono di discriminare un

deposito di flusso da uno di caduta (fig. 4).

Come si osserva in figura 5 i campioni analizzati sono compatibili con un deposito da flusso, la classazione è infatti scarsa mentre i valori relativi alla mediana evidenziano la maggiore presenza di materiale grossolano rispetto al fine. L’elevata grossolanità del deposito sembra da attribuire al fatto che il flusso abbia scorso su un pendio fortemente inclinato (pendenza media della Sciara 40-45°). In tali condizioni la normale “segregazione” del materiale grossolano è impedita e il deposito “distale” mantiene al suo interno tutta la frazione grossolana.

I risultati ottenuti dalla setacciatura (fig. 6) rilevano sui campioni analizzati

una distribuzione granulometrica polimodale (bimodale), tipica di un deposito

da flusso. Il trasporto di materiale in tal caso risulta infatti essere caratterizzato

dagli effetti combinati e simultanei di più fattori: la pressione dispersiva e la

fluidizzazione che contrastano la gravità, l'apporto di aria dall'esterno che

aumenta la turbolenza nel flusso, l'attrito con il substrato, gli impatti tra le

singole particelle e la progressiva conseguente abrasione e frantumazione di

queste.

Figura 6: Distribuzioni granulometriche bimodali relative ai campioni prelevati dal deposito. In tabella sono riportati i valori delle mode principali. I risultati relativi al campione B1 non sono stati riportati in quanto privo di materiale juvenile e quindi estraneo al deposito.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

A1

A2

A3

B2

B3

B4

B5 C4

C3 C2 C1

C5

Tavola di conversione:

ΦΦ

Ф -8 -7 ,5 -7 -6 ,5 -6 -5 ,5 -5 -4 ,5 -4 -3 ,5 -3 -2 ,5 -2 -1 ,5

m m > 2 5 6 2 5 6 - 1 8 1 1 8 1 - 1 2 8 1 2 8 - 9 0 , 5 9 0 ,5 - 6 4 6 4 - 4 5 , 3 4 5 ,3 - 3 2 3 2 - 2 2 ,6 2 2 ,6 - 1 6 1 6 - 1 1 ,3 1 1 ,3 - 8 8 - 5 ,6 6 5 ,6 6 - 4 4 - 2 ,8

Ф -1 -0 ,5 0 0 ,5 1 1 ,5 2 2 ,5 3 3 ,5 4 4 ,5 5 < 5 ,5

m m 2 ,8 - 2 2 - 1 ,4 1 ,4 - 1 1 - 0 ,7 1 0 ,7 1 - 0 , 5 0 ,5 - 0 ,3 5 5 0 ,3 5 5 - 0 ,2 5 0 ,2 5 - 0 , 1 2 5 0 ,1 8 - 0 ,1 2 5 0 ,1 2 5 - 0 ,0 9 0 ,0 9 - 0 ,0 6 3 0 ,0 6 3 - 0 ,0 4 5 0 ,0 4 5 - 0 ,0 3 1 < 0 , 0 3 2 A1

A2 A3

B3 B5 B4

B2 C4

C3 C2 C1

C5

Dimensioni (Ф)

% in peso

campioni ФM AX

A1 -4,5 -4 0,5

A2 -5,5 -4,5 0,5 A3 -5,5 -4,5 0,5 B2 -5,5 -5,5 1 B3 -5,5 -4,5 1

B4 -5,5 -5 1

B5 -5,5 -4 1

C1 -6,5 -4,5 1

C2 -7 -6 0,5

C3 -7,5 -6,5 1

C4 -7 -5 1

C5 -6,5 -6 1

M O DE

4.3.2 Analisi dei componenti

Le diverse classi granulometriche ottenute dalla setacciatura sono state utilizzate per lo studio quantitativo e qualitativo dei componenti.

Il deposito di “Hot Avalanche” è formato da una frazione juvenile e da una litica, costituite rispettivamente dai frammenti magmatici (spatter, fig.

1) e litici eruttati da una bocca esplosiva situata vicino al cratere 1, più il materiale incoerente lungo il pendio, eventualmente preso in carico durante il trasporto.

La separazione dei componenti juvenili da quelli litici è stata operata manualmente, ad occhio nudo per i frammenti di dimensioni superiori alla classe -3Ф (> 11,3 mm) e con l’ausilio di un microscopio binoculare per la frazione più fine, considerando le classi granulometriche superiori alla classe - 2Ф (>2 mm). Prima di procedere, tutti i campioni sono stati puliti mediante lavaggio semplice. Le granulometrie minori sono state lavate in un bagno ad ultrasuoni per circa 15 minuti al fine di rimuovere eventuali patine di cenere o polvere, migliorando in questo modo il riconoscimento delle relative frazioni.

Fig. 1: Brandelli di magma incandescente frammentato dall’esplosività eruttiva, possono agglutinarsi tra loro e/o subire altri processi post- eruttivi (foto: INGV).

10 cm

10 cm

Figura 2: Componenti litici

La frazione juvenile, di colore da rosa a rosso chiaro, è composta da clasti relativamente fragili con superfici molto angolari e bordi di vetro vulcanico, fragile e scuro, non alterato, dunque formato da poco. La presenza di vetro vulcanico è proporzionale al raffreddamento che i frammenti di magma eruttati subiscono in seguito ai diversi processi post-eruttivi di rapido raffreddamento (quenching).

Nel caso dell’hot avalanche, il grado di raffreddamento è differenziato in base alla dinamica eruttiva, al tipo di trasporto, a quali e quanti litici coinvolti ed alla presenza o meno di acqua. Lungo il letto del deposito si ha una maggiore produzione di vetro vulcanico, dovuta al sovraraffreddamento per via del contatto con il substrato freddo. Nella frazione juvenile, in fine, si osserva la presenza di vescicole, relative all’espansione termica dei frammenti durante il raffreddamento.

La componente litica (fig. 2), di colore grigio, è costituita da clasti equidimensionali da

Figura 2: clasti juvenili con bordi vetrosi.

10 cm

10 cm

Superfici vetrose (non alterate)

angolari a sub-arrotondati, la struttura interna varia da massiva a vescicolata, faneritica per i cristalli di plagioclasio, pirosseno ed olivina. Il grado di alterazione è variabile con netta prevalenza di lave fresche.

Dopo aver lavato, essiccato e separato i componenti, sono stati pesati i contributi di ognuno ottenendo la distribuzione percentuale in peso (tab. 1) relativa a ciascun campione prelevato dal deposito (tab. 2a) e ad ogni classe granulometrica analizzata (tab. 2b).

Risultati

il rapporto rapporto juvenile/litico è di 1:1 (tab. 1). La componente juvenile non presenta alcuna relazione con la posizione stratigrafica (tab. 2a) né con la dimensione dei clasti (tab. 2b).

Ф % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO

-5,5 0 100 100 0 100 0 59,1 40,9 0 100

-5 60,64 39,35 0 100 24,24 75,76 61,23 38,77 0 100

-4,5 28,58 71,42 34 66 58,56 41,44 69,15 30,85 53,23 46,77 51,5 48,5

-4 55,33 44,67 33,14 66,86 53,74 46,26 58,48 41,52 73 27 59 41

-3,5 43,28 56,72 43,22 56,78 32,64 67,36 41,35 58,65 46,35 53,65 50,2 49,8

-3 73,6 26,4 42,85 57,15 46,32 53,68 66,53 33,47 59,78 40,22 69 31

-2,5 68,19 31,81 66,06 33,94 52,23 47,77 69,35 30,65 59,6 40,4 80,4 19,6

MEDIA 53,8 46,2 40 60 49,1 50,9 61,3 38,7 58,9 41,1 44,3 55,7

B3 B4

A1 A2 A3 B2

Ф % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO % JUVENILE %LITICO

-7,5 100 0

-7 100 0 100 0

-6,5 27,2 72,8 100 0 83 17 100 0 67,6 32,4

-6 67,7 32,3 51,2 48,8 100 0 36,4 63,6 31,6 68,4

-5,5 0 100 65,5 34,5 51,7 48,3 46,2 53,8 42,2 57,8 40,5 59,5

-5 34,5 65,5 56 44 66,5 33,5 45,4 54,6 53,4 46,6

-4,5 51,48 48,52 38,9 61,1 59,1 40,9 61,3 38,7 46,2 53,8 49 51

-4 65,4 34,6 40,3 59,7 66 34 63,4 36,6 48 52 57,1 42,9

-3,5 43,3 56,7 6,1 93,9 45,2 54,8 89 11 14,4 85,6 12,1 87,9

-3 56 44 20,5 79,5 34,4 65,6 71,1 28,9 16,7 83,3 5,9 94,1

-2,5 60,7 39,3 13 87 53,6 46,4 33,8 66,2 58,8 41,2 17,3 82,7

MEDIA 46,1 53,9 34,9 65,1 61,7 38,3 71,4 28,6 50,8 49,2 37,2 62,8

ASSENTE

ASSENTE

B5 C1 C2 C3 C4 C5

Tabella 1: Percentuale in peso per ogni campione analizzato relativa ai componenti juvenili e litici.

Tabella 2: Istogramma della distribuzione percentuale in peso dei componenti juvenili, relativo ai campioni raccolti lungo il deposito (a) ed alle classi granulometriche analizzate (b) considerando la somma di tutti i campioni esaminati.

C 3 C 2 B 2 B 3 A1 C 4 A3 B 5 B 4 A2 C 5 C 1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

CAMPIONI (Ф)

% in peso

DISTRIBUZIONE FRAZIONE JUVENILE (PER CAMPIONE)

a)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 -5 -4,5 -4 -3,5 -3 -2,5 DIMENSIONI (Ф)

% in peso

DISTRIBUZIONE FRAZIONE JUVENILE (PER CLASSE GRANULOMETRICA)

b)

(Ф) FRAZIONE JUVENILE

(PER CAMPIONE)

FRAZIONE JUVENILE CUMULATIVO (PER CLASSE GRANULOMETRICA)