4.3.2.1 Analisi ossidiane
4.3.2.1.1 Metodologia analitica
Le analisi dei componenti sono state eseguite sulla base di caratteristiche capaci a separare i clasti juvenili da quelli litici. La presenza di vetro vulcanico (ossidiana, fig. 1) costituisce un’ulteriore distinzione (oltre a quella litici/juvenile). L’ossidiana è presente sia sulla superficie dei clasti sia nella matrice del deposito. La formazione di vetro ossidianaceo sul materiale basaltico è determinata dal rapido raffreddamento (quenching) subito dal materiale juvenile coinvolto nella “hot avalanche”, durante il trasporto ed eventualmente dopo la deposizione sulla Spiaggia dei Gabbiani.
La base del deposito è stata individuata in prima approssimazione lungo il cambio di colore tra la massa detritica rossastra ed il substrato di colore
grigio-scuro. Il riconoscimento dei frammenti di ossidiana nella matrice è stato
effettuato mediante l’ausilio di un microscopio binoculare. Sono stati analizzati solamente i campioni B e C, considerando per ciascuno otto classi granulometriche comprese nell’intervallo -3Ф e 0,5Ф (11,3 mm ≥ diametro ≥ 0,71 mm), operando su ognuna un conteggio statistico su circa duemila frammenti ottenuti attraverso una o più quartature eseguite manualmente (fig. 2).
2 mm
Tutti i campioni hanno mostrato la presenza di quantità variabili di frammenti ossidianacei, tranne il campione B3 che ne è stato risultato privo. Le ossidiane separate dai cristalli e dai frammenti litici sono state pesate su una bilancia di precisione (quarta cifra decimale) ed il peso espresso in percentuale è stato riportato a quello originario della relativa classe granulometrica analizzata (fig. 3).
4.3.2.1.2 Risultati
In figura 3 sono riportati i campioni analizzati, la loro posizione all’interno del deposito e la tabella dei risultati.
I campioni sono ordinati in tabella per ordine decrescente della quantità di ossidiane che varia in funzione della granulometria e del campione. Le quantità maggiori di ossidiane sono state riscontrate nelle frazioni granulometriche -0,5 / -1Ф con la sola eccezione del campione C5 che mostra il valore più alto (7,9 %) nella classe -2Ф.
Come si vede in tabella i campioni di sinistra (C1 e B4) mostrano quantità assai più importanti di ossidiana con valori medi di 25,11 % e 14,58 % del totale del campione per C1 e B4 rispettivamente. Tutti gli altri campioni hanno valori molto più bassi compresi tra 3,30 % (B2) e 0,14 %.
Figura 2: quartatore manuale per campioni fini.
I valori ottenuti sono stati diagrammati contro il rapporto litico/juvenile considerando le classi granulometriche comprese nell’intervallo -5,5Ф e -2,5Ф (45,3mm ≤ diametro ≥ 5,66mm), ed al parametro granulometrico F1 (frazione fine con diametro inferiore ad 1mm, <0Ф) escludendo dai campioni C le classi superiori alla -5,5Ф, in quanto assenti nei campioni B.
Da questa diagrammazione sono stati esclusi i campioni C1, B2 e B4 poiché caratterizzati da una quantità di ossidiane molto più abbondante rispetto agli altri campioni (tabella fig. 3).
I risultati della diagrammazione evidenziano una correlazione positiva tra la quantità di ossidiane e la quantità di litici (espressa come rapporto litico/juvenile ) (fig. 4a) e con le granulometrie più fini (F1) (fig. 4b).
Classi (Ф) C1 B4 B2 C5 B5 C4 C3 C2 B3 -3 4,51 10,44 0 0 0 0 0 0 0 -2,5 22,93 7,50 0 0 0 0 0 0 0 -2 12,22 6,03 3,23 7,90 0,98 1,02 0 0 0 -1,5 25,49 10,43 1,36 1,56 1,76 0,44 0 0 0 -1 49,23 12,07 5,21 1,80 2,85 0,30 0,15 0,16 0 -0,5 32,97 22,26 6,22 3,11 2,94 1,62 0,14 0,13 0 0 24,63 23,69 4,09 2,84 4,40 2,11 0,52 0,25 0 0,5 28,92 24,21 6,31 3,61 4,32 1,35 0,31 0,57 0 MEDIA % 25,11 14,58 3,30 2,60 2,16 0,86 0,14 0,14 0,0 B3 B4 B5 B2 C4 C3 C2 C1 C5
Figura 3: Pesi espressi in percentuale delle ossidiane rilevate nelle otto classi granulometriche dei nove campioni analizzati. 1,5 2 2,5 3 C4 C5 u v e n il e 20 25 30 35 40 B5 C2 C3 C4 C5 B3 F1 C5 C5 C4 C4 C2 B3 B5
Marti et al. (1991) hanno mostrato che l’incorporamento di materiale litico in un flusso piroclastico esercita un significativo raffreddamento del deposito risultante. Tale azione si mostra maggiormente efficace quanto più alto è la quantità (numero) dei clasti e quanto questi sono di ridotte dimensioni (fig. 5).
I campioni C1 e B2 prelevati rispettivamente in prossimità e nei dintorni della base del deposito, caratterizzati da valori molto elevati (C1) e mediamente elevati (B2) della quantità di ossidiana, provengono dalla base del deposito e possono quindi aver subito un raffreddamento più rapido a causa del contatto con il substrato freddo. I risultati di fig. 4 sono invece in accordo con il modello proposto da Marti (1991) e lasciano quindi supporre che la quantità di ossidiana si sia prodotta per effetto di brusco raffreddamento dal contatto di litici freddi con i frammenti juvenili.
r = ai di D T 1 2 3 4 0 100 200 300 400 500 600 400 500 600 700 800 c) TEMPO (secondi) T 1 2 3 4 0 100 200 300 400 500 600 400 500 600 700 800 TEMPO (secondi) b) T 1 2 3 4 0 100 200 300 400 500 600 400 500 600 700 800 TEMPO (secondi) T E M P E R A T U R A ( OC ) a)
σi= Densità del clasto litico i;
σf= Densità media dei prodotti eruttivi juvenili;
Cei = Calore specifico del clasto litico i;
Cef = Calore specifico medio dei prodotti eruttivi juvenili;
T0i= Temperatura iniziale del clasto litico i; ai= Raggio del clasto sferico litico i;
di= Distanza tra i litici in una disposizione cubica;
%Vi = Volume del clasto litico i.
1 2 2 20 0,1 0,5 3,35 Disposizione σi/σf Cei/Cet T0i(0C) ai(cm) di(cm) % Vi 2 2 2 20 1 5 3,35 3 2 2 20 10 50 3,35 4 2 2 20 25 125 3,35 1 2 2 100 0,1 0,5 3,35 2 2 2 100 1 5 3,35 3 2 2 100 10 50 3,35 4 2 2 100 25 125 3,35 1 2 2 50 0,1 0,45 4,59 2 2 2 60 0,5 2,8 2,38 3 2 2 30 1 5 3,35 4 2 2 20 5 30 1,93 a) b) c) Cei/Cef
k = Coefficiente di diffusione term ica(0,008 cm2/s) Te = Tem peratura iniziale del flusso(800 0C) ke Tesono considerati costanti in ogni esem pio.
Disposizione semplice (cubica) dei clasti litici
Figura 5: Schema esemplificativo del modello di Marti sull’effetto termico negativo esercitato dai clasti litici in un flusso piroclastico. Nel modello si assume una disposizione cubica di clasti sferici di dimensioni costanti (a). La tabella mostra le varie disposizioni in tre flussi (a, b, c), caratterizzate dai valori dei parametri relativi ai clasti litici. Nei grafici, le linee colorate, numerate da 1 a 4 indicano la diminuzione della temperatura del flusso causata da ogni singola disposizione dei clasti litici. La linea T rappresenta la diminuzione totale della temperatura del flusso causata dagli effetti combinati delle quattro disposizioni in funzione del tempo (Marti et al., 1991).
Per quanto riguarda in fine il campione B4, l’elevata presenza di ossidiane suggerisce un sovraraffreddamento causato da altri fattori non chiaramente identificabili.
I risultati ottenuti dalle analisi delle ossidiane sulla frazione fine (< 11,3 mm) sono compatibili con la quantità di vetro rilevata sui bordi dei clasti della relativa frazione grossolana (fig. 6), confermando quindi l’appartenenza delle ossidiane ai campioni in cui sono state rilevate.
Figura 6: Campioni rappresentativi della frazione grossolana (dimensioni medie: 5Ф). La quantità di vetro osservabile sui bordi dei clasti juvenili riflette quella di ossidiane rilevata nelle relative frazioni fini analizzate. C1 B4 B2 C5 C4 C3 B5 C2 B3
