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Introduzione
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L’arcipelago delle Iles de Los (fig. 1) è ubicato 5 km al largo di Conakry, capitale della Guinea, in Africa occidentale, ad una latitudine di 9°30’N ed una longitudine di 13°50’W; esso è costituito da due isole principali (Kassa e Tamara), a forma di mezzaluna, e da altre cinque isolette (Corail, Blanche, Cabri, Fousset e Poulet) che circondano una laguna interna nella quale è collocata l’isola Rouma.
Fig. 1. L’arcipelago di Los (Iles de Los).
L’arcipelago è costituito essenzialmente da rocce sienitiche messesi in posto nel margine continentale passivo africano. Questo complesso presenta analogie con altri massicci alcalini quali quelli di Ilímaussaq, in Groenlandia, di Khibiny-Lovozero, nella penisola di Kola, o di Mount-Saint Hilaire, in Canada. Queste località sono note per la presenza di associazioni mineralogiche molto particolari e con caratteristiche geochimiche peculiari, legate alla abbondanza di fasi contenenti elementi incompatibili (elementi volatili, HFSE, REE …)
La mineralogia delle Iles de Los fu attentamente studiata dal noto scienziato francese François Antoine Alfred Lacroix; a lui si deve la descrizione della villiaumite (1908) e della serandite (1931), entrambe scoperte in questa località. Lacroix fu anche autore, nel 1911, di un volume sulla mineralogia dell’arcipelago di Los, Les syénites néphéliniques de l’archipel de Los et leurs
minéraux. Parodi & Chevrier (2004) hanno intrapreso lo studio dei minerali delle sieniti agpaitiche
dell’arcipelago di Los identificando, tra l’altro, anche alcuni disilicati di Zr, Ti, Nb e REE, caratterizzati da una formula generale del tipo M16(Si2O7)4(O,OH,F)8. Questi minerali sono tipiche
fasi accessorie di sieniti agpaitiche e carbonatiti di varie località. Negli studi di carattere petrografico la loro identificazione avviene sulla base di dati chimici ottenuti in microsonda elettronica. Ad esempio tale metodologia è utilizzata da Ferguson (1978) nel descrivere la mineralogia di un proietto nefelin-sienitico raccolto nelle ignimbriti di Tenerife (Isole Canarie), costituito da fluor-arfvedsonite, aegirina, lorenzenite, sodalite, eudialyte e låvenite. La determinazione di questi minerali su basi esclusivamente chimiche è condotta da numerosi altri autori (Woolley & Platt, 1986; Mariano & Roeder, 1989; Keller et al., 1995; Coulson, 1997). Soltanto in poche occasioni a fianco delle analisi chimiche vengono utilizzati dati diffrattometrici; Ridolfi et al. (2003) identificano la låvenite nei proietti dei depositi pliniani del vulcano Agua de Pau, nelle isole Azzorre, basandosi, oltre che sulla chimica, anche su studi diffrattometrici ottenuti con la tecnica Weissenberg. Difatti, come detto sopra, tutte le analisi di questi rari disilicati possono venire ricalcolate sulla base della formula generale M16(Si2O7)4(O,OH,F)8; tale formula
cristallochimica corrisponde in realtà a tre distinte famiglie di minerali, quelle della cuspidina, della götzenite-rosenbuschite-seidozerite e della rinkite (Bellezza, 2004). A causa dell’ampia variabilità composizionale delle diverse specie all’interno di ognuna delle tre famiglie, una identificazione non ambigua può essere possibile esclusivamente mediante indagini roentgenografiche.
Moreau et al. (1996) identificano la låvenite delle Iles de Los sulla base di dati chimici ottenuti in microsonda elettronica; anche Parodi & Chevrier (2004) basano le loro identificazioni su analisi chimiche, suffragate in alcuni casi da diffrattogrammi di polvere.
Lo scopo di questa tesi, intrapresa nell’ambito della collaborazione fra il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa e il Museum National d’Histoire Naturelle di Parigi, in seno al progetto SYNTHESYS, finanziato dall’Unione Europea, è quello di identificare, con ragionevole sicurezza, le fasi presenti nelle sieniti a nefelina delle Iles de Los; particolare attenzione è stata posta nella caratterizzazione chimica e strutturale dei disilicati di Zr-Ti-Nb-REE rinvenuti.
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Inquadramento
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petrografico
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Le Iles de Los, poste al largo della penisola di Conakry, costituita dal corpo ultramafico liassico di Kaloum (Sebai et al., 1991), sono ritenute l’espressione di una struttura ad anello avente un diametro di 12 km ed estesa su 115 km2 (fig. 2, 3). Moreau et al. (1996) interpretano la forma generale del complesso e la sua struttura interna come quelle di un lopolite; il centro dell’attività ignea è collocato sull’isola Rouma nella quale si trovano abbondanti brecce endogene.
Il complesso sienitico dell’arcipelago di Los si è intruso in un margine continentale passivo costituito da sedimenti marini di piattaforma continentale del Mesozoico inferiore, depostisi al di sopra del basamento proterozoico; l’intrusione è stata datata, con il metodo Rb-Sr, a 104.3 Œ 1.7 Ma (Albiano) (Moreau et al., 1996) ed è collegata alle fasi finali del processo transtensivo che ha condotto all’apertura dell’Oceano Atlantico equatoriale.
Fig. 2. Carta geologica schematica dell’area delle Iles de Los ed ubicazione della zona studiata nell’Africa occidentale. 1: arenarie paleozoiche del Bove Basin. 2: graniti porfirici calcalini proterozoici. 3: gabbri e peridotiti
Moreau et al. (1996) distinguono, all’interno del complesso alcalino dell’arcipelago di Los, due differenti associzioni petrografiche, una agpaitica ed una miaskitica, distinte sulla base della composizione mineralogica e delle caratteristiche geochimiche; la transizione fra queste due suite è graduale. Entrambe le formazioni sono intruse da microsieniti della stessa composizione e da sciami di dicchi lamprofirici e fonolitici. Pegmatiti tardive tagliano tutte le rocce citate (Moreau et al., 1996).
Fig. 3. Carta geologica delle Iles de Los. 1: lateriti bauxitiche. 2-3-4: associazione agpaitica (sieniti nefeliniche con aegirina, arfvedsonite, låvenite e kupletskite). 5-6-7-8: associazione miaskitica (sieniti nefeliniche a hastingsite ed augite). br: affioramenti di brecce endogene (da Moreau et al., 1996).
Le rocce miaskitiche presentano un contenuto in SiO2 in difetto rispetto agli alcali e l’Al2O3 in
saturazione o in eccesso; in esse sono diffuse fasi sottosature in SiO2 ma ricche in Al2O3 come i
feldspatoidi e le miche (D’Amico et al., 1989). Nell’arcipelago di Los queste rocce sono rappresentate da sieniti a nefelina, augite e hastingsite e sono costituite da cristalli euedrali o
subedrali di feldspato alcalino con nefelina ed analcime interstiziali; altre fasi presenti sono titanite, magnetite titanifera ed “apatite” (Moreau et al., 1996).
Le rocce agpaitiche mostrano invece contenuti in SiO2 ed in Al2O3 in difetto rispetto agli alcali;
saranno pertanto diffusi i feldspatoidi in associazione a minerali ricchi di alcali ma poveri o privi di Al (D’Amico et al., 1989). Il termine “agpaitico” fu inizialmente coniato da Ussing (1912) nel modo seguente: “se na, k e al sono le quantità relative di atomi di Na, K e Al nella roccia, le rocce
agpaitiche possono essere caratterizzate dall’equazione (na+k)/al≥ 1.2
laddove nelle comuni sieniti a nefelina tale rapporto non supera 1.1”. L’equazione di Ussing è nota
come indice agpaitico o indice di peralcalinità. Tuttavia la Subcommission on the Systematics of
Igneous rocks della International Union of Geological Sciences consiglia di limitare il termine
agpaitico a sieniti nefeliniche peralcaline, caratterizzate dalla presenza di complessi minerali di Zr e Ti (Le Maitre, 1989). Difatti Sørensen (1997) evidenzia come un indice agpaitico maggiore di 1 non sia sufficiente a discriminare le rocce agpaitiche da quelle miaskitiche. Le rocce agpaitiche si formano in particolari condizioni di cristallizzazione e sono ricche di volatili (testimoniati dalla abbondanza, in queste rocce, di villiaumite, NaF, e fluorite, CaF2) e di elementi incompatibili
(Sørensen, 1997).
Le rocce agpaitiche dell’Iles de Los coprono un quarto della superficie totale dell’arcipelago e si ritrovano essenzialmente sull’ile Rouma; proprio da questa isola e da una cava situata nel nord dell’isola Kassa provengono la maggior parte delle druse mineralizzate caratteristiche delle Iles de Los (Moreau et al., 1996). La serie agpaitica è rappresentata da rocce con tessitura variabile da microcristallina a pegmatitica e formate, in maniera analoga a quelle della serie miaskitica, da cristalli euedrali o subedrali di feldspato alcalino con nefelina ed analcime interstiziali; tuttavia in questo caso il pirosseno presente è l’aegirina e l’anfibolo ha composizione arfvedsonitica. Differenti sono pure le fasi accessorie, rappresentate da minerali appartenenti alla famiglia della cuspidina, alla serie astrophyllite-kupletskite, oltre a villiaumite, serandite, pirofanite, catapleiite, steacyite (Parodi & Della Ventura, 1987) e britholite-(Ce) (Oberti et al., 2001). Da un punto di vista geochimico la particolare mineralogia della serie agpaitica è ascrivibile al suo maggior contenuto di elementi incompatibili rispetto a quella miaskitica (Moreau et al., 1996); tali elementi (Rb, Zr, Nb, Y, Mn, REE) hanno originato una serie di minerali molto rari e caratteristici di questo particolare ambiente geologico.
