UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA

FACOLTÀ DI SCIENZE MM. FF. NN.

Dipartimento di GeoscienzeDirettore Prof.ssa Cristina Stefani

TESI DI LAUREA TRIENNALE IN GEOLOGIA

GEOCHIMICA DI TRACHITI E RIOLITI DEI

COLLI EUGANEI

Relatore: Prof. Andrea Marzoli

Laureando: Stefano Benetton

ANNO ACCADEMICO 2012/ 2013

1

2

Ai miei genitori,alla mia famiglia,ai nonnied a tutte le persone che mi hanno aiutato a crescere, facendomi appassionare della vita e di quanto essa di bello propone.Fra queste ringrazio i professori che con competenza e passione mi hanno fatto innamorare di questa materia.

3

4

Indice

1. Introduzione pg. 3

2. Inquadramento geologico pg. 8

2.1 Genesi pg. 8

2.1.1 Provincia magmatica Terziaria Veneta pg. 8

2.1.2 Colli Euganei pg. 8

2.2 Tettonica pg. 10

3. Campionamento pg. 11

4. Mineralogia pg. 16

5. Analisi di laboratorio pg. 17

6. Litologie pg. 19

7. Elaborazione dati pg. 23

7.1 SiO2 vs elementi maggiori pg. 24

7.2 SiO2 vs elementi in traccia pg. 26

7.3 Rioliti pg. 28

7.4 Trachiti pg. 29

7.5 Studi isotopici pg. 31

7.6 Melts pg. 32

8. Conclusioni pg. 35

9. Bibliografia pg. 37

5

6

1. INTRODUZIONELo scopo della mia tesi di laurea è la determinazione

dell’origine ed evoluzione dei magmi trachitici e riolitici dei

corpi magmatici dei colli Euganei. A questo scopo è stato svolto

un campionamento e riconoscimento macroscopico, a cui ha

fatto seguito l’analisi chimica di laboratorio e la rielaborazione

dei dati. Dallo studio delle litologie acide si è cercato di

ricostruire la genesi delle rocce a composizione trachitico-

riolitica.

7

2. INQUADRAMENTO GEOLOGICO2.1 GENESI

2.1.1 Provincia magmatica Terziaria Veneta

Il magmatismo dei colli Euganei si inserisce in un complesso più ampio, la

provincia magmatica Terziaria Veneta, che si estende dal lago di Garda ad ovest

all’asse Bassano del Grappa-Padova ad est, comprendendo i colli Euganei, i monti

Lessini, i colli Berici e il Marosticano. In una ricostruzione palinspastica, una

mappa paleogeografica, la provincia magmatica Veneta, caratterizzata da un

modesto assottigliamento crostale, si colloca nella placca continentale Adria,

vicina all’orogene alpino. Questa provincia è l’unica importante manifestazione

vulcanica sviluppatasi durante l’orogenesi alpina, nel settore meridionale della

catena. La prima fase delle manifestazioni vulcaniche associate a questa provincia

magmatica risalgono al Paleocene e all’Eocene inferiore e medio, terminando

nell’Eocene superiore, quando nei colli Euganei iniziava invece il primo ciclo

eruttivo. Il magmatismo riprese poi nell’Oligocene medio e superiore nei Berici e

nel Marosticano, dopo la fine del secondo ciclo eruttivo euganeo, con nuova

emissione di lave a carattere basico. Gli studi condotti sulle rocce vulcaniche della

provincia magmatica Veneta hanno evidenziato che le rocce basiche sono presenti

in tutta la provincia, mentre quelle acide solo negli Euganei.

2.1.2 Colli Euganei

I colli Euganei sorgono a sud ovest di Padova, in una superficie di 21815 ettari,

corrispondente a circa 100 chilometri quadrati. Il contorno è approssimabile ad un

ellisse, con asse principale nord-sud. L’ambiente di formazione dei colli Euganei è

subacqueo. Essi si sono generati grazie a due distinti cicli vulcanici, con età e

prodotti diversi. Il primo ciclo fu a carattere basico, il secondo acido. Il primo

ciclo ebbe inizio nell’Eocene superiore, con colate sottomarine di un magma a

composizione basaltica, che si sono intercalate a sedimenti bacinali costituiti da

marne argillose. In questo ambiente sottomarino l’attività vulcanica produsse lave

compatte, pillow lava, ialoclastiti e brecce. Dopo un periodo di pausa delle

8

eruzioni, l’attività vulcanica riprese nella sua attività durante l’Oligocene

inferiore, stavolta con l’emissione di magmi vulcanici ricchi in silice e quindi

viscosi, che formarono le litologie oggi caratterizzanti i colli, ovvero le rioliti, le

trachiti, con minore presenza anche di latiti; queste sono le uniche lave a

composizione diversa da quella basaltica rinvenute nella provincia magmatica del

Veneto durante il Cenozoico. L’intrusione di questi magmi determina la

formazione di corpi eruttivi intrusivi con diverse strutture; le principali tipologie

sono il laccolite, il corpo discordante e i dicchi, che si formano in base alla

viscosità della lava, funzione del chimismo e della temperatura, oltre che dai

rapporti presenti tra le rocce magmatiche e l’incassante. La durata dell’attività

magmatica che mise in posto questi corpi fu relativamente breve, della durata di

circa 5 milioni di anni. L’evoluzione magmatica negli Euganei, grazie al

confronto con prodotti di altre province vulcaniche, ha evidenziato una tettonica

distensiva a blocchi, con fusione parziale del mantello superiore, con

coinvolgimento anche della base della crosta. In corrispondenza di questo

complesso infatti, grazie a dati geofisici, è stata tracciata la Moho ad una

profondità di 25 chilometri circa, più superficialmente quindi di quanto risulta

essere mediamente sotto ai continenti. Il processo di frazionamento di porzioni più

profonde e superficiali del bacino ha originato rispettivamente magmi più o meno

basici. Il secondo ciclo eruttivo è terminato con una nuova emissione di lave a

composizione basaltica, volumetricamente però notevolmente inferiore rispetto a

quelle del primo ciclo, e presenti solo sottoforma di filoni. Le eruzioni euganee

hanno coinvolto le rocce sedimentarie marine, che nell’Oligocene inferiore

costituivano il fondale del mare euganeo.

9

Interpretazione ipotetica del meccanismo di formazione dei colli Euganei (Astolfi, Colombara, “La geologia dei colli Euganei”, 2003)

2.2 TETTONICA

L’assetto strutturale del complesso euganeo è in prima istanza formato da una

grande piega anticlinale avente più sistemi di faglia con diversa orientazione,

formando in tal modo un complesso a blocchi, con dominanza di faglie dirette,

sintomatiche della tettonica distensiva della quale facevo riferimento nella parte

genetica. Le orientazioni principali delle faglie sono NNW-SSE e NE-SW,

rispecchiando le direzioni delle due principali famiglie di faglie regionali, ovvero

le linee Schio-Vicenza e quella della riviera dei Berici.

10

3. CAMPIONAMENTOIl lavoro di campionamento effettuato nei colli Euganei è stato svolto nella parte

orientale e meridionale dei colli Euganei, mentre un altro gruppo di miei

compagni di studio si è concentrato principalmente sulla porzione settentrionale

ed occidentale. In totale abbiamo raccolto 32 campioni; i 22 campioni segnati in

rosso sono quelli sui quali si sono fatte le analisi e le interpretazioni geologiche,

data la miglior qualità dei campioni stessi (tab. 1). Il campionamento è stato

effettuato principalmente in cave, per avere affioramenti di roccia fresca e non

alterata; le località da analizzare sono state scelte basandosi sulla seconda

edizione della carta geologica dei Colli Euganei del 1981.

Tab. 1: elenco dei campioni prelevati, con le indicazioni della litologia, della

localizzazione geografica e della località.

Campione Litologia Coordinate GPS Località3 PERLITE N45° 19' 24'' E11°45'30'' Cava di perlite-

Refosco5 TRACHITE N45° 19'16'' E11° 45' 24'' Cava del Monte

Alto6 TRACHITE N45° 19'16'' E11° 45' 24'' Cava del Monte

Alto7 TRACHITE-

RIOLITEN45° 19' 7.8'' E11° 46' 31.4''

Cava Bonetti8A LATITE N45° 19' 7.8'' E11° 46' 31.4'' Filone tra cava

Bonetti e Refosco

8B LATITE N45° 19' 7.8'' E11° 46' 31.4'' Filone tra cava Bonetti e Refosco

9 TRACHITE N45° 14'57.2'' E11°44'28.7'' Cava meridionale del Monte Ricco

10 TRACHITE N45°14'57.2'' E11°44'28.7'' Cava meridionale del Monte Ricco

11A TRACHITE N45° 15'17.5'' E11°39'47.8'' Cava del Monte Cero

11C TRACHITE N45° 15'17.5'' E11°39'47.8'' Cava del Monte Cero

11D TRACHITE N45° 15'17.5'' E11°39'47.8'' Cava del Monte

11

Cero12A TRACHITE N45° 15' 12.3'' E11° 40' 3.9'' Cava del Monte

Cero12B TRACHITE N45° 15' 12.3'' E11° 40' 3.9'' Cava del Monte

Cero13A LATITE N45° 15' 7.2'' E11° 41' 27'' Cava del Monte

Cecilia13B TRACHITE N45° 15' 7.2'' E11° 41' 27'' Cava del Monte

Cecilia14 LATITE N45° 17' 11.3'' E11° 46' 20,6'' Cava di Battaglia

1B1 RIOLITE N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2" Monte Brusà6B6 RIOLITE N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2" Monte Brusà8B8 RIOLITE N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2" Monte Brusà9B9 RIOLITE N45° 21' 27.4" E11° 43' 03.2" Monte BrusàEU1 TRACHITE N45° 22'39.16" E11° 42'

25.49"Monte Merlo

EU2 TRACHITE N45° 22'39.16" E11° 42' 25.49"

Monte Merlo

EU4 TRACHITE N45° 22'39.16" E11° 42' 25.49"

Monte Merlo

EU5 TRACHITE N45° 22'39.16" E11° 42' 25.49"

Monte Merlo

EU6 TRACHITE N45° 22'39.16" E11° 42' 25.49"

Monte Merlo

EU3 TRACHITE N45° 22'39.16" E11° 42' 25.49"

Monte Merlo

2ZV TRACHITE N45° 20'20.9'' E11°39'6.9'' Cava località Zovon

3ZV TRACHITE N45° 20'20.9'' E11°39'6.9'' Cava località Zovon

4ZV TRACHITE N45° 20'20.9'' E11°39'6.9'' Cava località Zovon

1AB BASALTO N45° 19'40.8'' E11°38'58'' Affioramento basalto località

Vò1M1 TRACHITE N45° 21' 34.9" E 11° 40' 15.5" Monte Grande7M7 TRACHITE N45° 21' 34.9" E11° 40' 15.5" Monte Grande

Le zone di campionamento sulla quale io e i miei compagni

abbiamo operato, schematicamente, sono:

12

- cava del monte Alto, cava Bonetti, filone tra cava Bonetti e

Refosco;

- cava meridionale del monte Ricco;

- cava del monte Cero;

- cava del monte Cecilia;

- cava del monte Castello;

- cava del monte Brusà;

- cava di Montemerlo;

- cava di Zovon;

- comune di Vò;

- cava del monte Grande.

13

Campioni trachitici e riolitici campionati e studiati

Legenda:Riolite LatiteTrachite-Riolite PerliteTrachite Basalto

14

5

7

9

13B

1B1

EU1 EU3 EU4 EU5

2ZV 3ZV 4ZV

1M1

Di queste le aree di interesse sulle quali ho basato i miei studi spaziano nella zona

est e sud dei colli Euganei. Le attività di campagna svolte ai fini di ricerca

prettamente basate sulla componente più acida del sistema euganeo sono:

- nella dorsale del monte Ceva, la cava di perlite del monte Alto, la cava di

trachite del monte Alto posta ad ovest rispetto all’omonimo appena descritto, la

cava Bonetti, con le sue trachiti, e la cava di riolite nei pressi di Galzignano;

- a sud, la cava meridionale del monte Ricco, a composizione riolitica, con

sanidini di buona qualità e pochi femici, e le cave trachitiche del monte Cero,

dove si trovano più o meno femici, anfiboli, calcite ricristallizzata a spese del

plagioclasio, di cui la roccia è ricca e presenta cristalli, anche geminati, di

dimensioni fino a 0,5 cm;

- a nord, la cava di monte Merlo, a composizione trachitica;

- a nord- ovest, la cava di Zovon, a composizione trachitica.

Fronte della cava meridionale del monte Ricco

15

4. MINERALOGIANei colli Euganei sono stati rinvenuti circa cinquanta minerali diversi; i principali

sono solfuri, ossidi, carbonati, solfati e silicati.

Solfuri: sono presenti nel complesso euganeo con tre minerali, la pirite, la

marcasite e la molibdenite.

Ossidi e idrossidi: magnetite e limonite.

Carbonati: calcite e siderite (serie sedimentaria).

Solfati: classe poco rappresentata nei colli, con barite e gesso (serie sedimentaria).

Silicati: componenti le rocce vulcaniche, come silice, feldspati, miche (biotite),

anfiboli e pirosseni, più celadonite, analcime, natrolite, gmelinite. I minerali della

silice sono presenti sottoforma di quarzo, pseudotridimite, calcedonio e selce.

16

5. ANALISI DI LABORATORIOI campioni raccolti hanno subito due diverse trattazioni per le diverse analisi.

Abbiamo dapprima ridotto il materiale roccioso ad una o due fette, eliminando la

parte esterna alterata. Una delle due fette ottenute, di un centimetro circa di

spessore, è stata utilizzata per la creazione di una sezione sottile di 30 micron di

spessore, incollata sul vetrino con la resina epossidica, ed analizzata

successivamente con il microscopio polarizzatore. Se il campione si presentava

poi fresco e quindi in ottimo stato, senza vene di alterazione, si tagliava anche la

seconda fetta del materiale roccioso per fargli poi l’analisi chimica. Questo

materiale roccioso, dello spessore di circa due centimetri, è stato macinato per

produrre materiale da analizzare con lo spettrometro a fluorescenza. La

macinazione è avvenuta in due fasi. Nella prima si è inizialmente ridotto il

campione con una mazzetta, per poi caricare le parti così ridotte nel frantoio a

ganasce, le cui piastre frantumanti sono state avvicinate sempre più nei vari step

della macinazione, per massimizzare la riduzione della grana, fino ad arrivare ad

una granulometria di 600 micron. Al termine delle operazioni di frantumazione di

ogni campione le attrezzature ed i setacci utilizzati sono stati puliti per evitare

qualunque contaminazione con il campione successivo. Nella seconda sono stati

presi 150 cl di granulato provenienti dal frantoio, ed inseriti nel mulino con

macine al carburo di tungsteno, ottenendo una polvere finissima, inviata poi al

laboratorio per fare l’analisi chimica con lo spettrometro a fluorescenza dei raggi

X. La fluorescenza a raggi X è una tecnica molto versatile perché si può applicare

a qualsiasi materiale. Con questa tecnica si determina la composizione totale della

roccia, essendo un’analisi che si applica sull’intero volume del campione. La

fluorescenza a raggi X è un fenomeno di fluorescenza nella regione dello spettro

elettromagnetico dei raggi X. Una transizione elettronica provoca l'emissione di

raggi X, e quindi di energia, con una specifica frequenza. Essendo quantizzati i

livelli energetici negli atomi, ogni valore di frequenza emessa, rappresentata da

una lunghezza d’onda, corrisponde ad un particolare elemento. Tale principio

permette di identificare gli elementi attraverso indagini spettroscopiche.

17

L’analisi chimica puntuale dei singoli minerali è stata fatta poi utilizzando la

microsonda elettronica.

18

6. LITOLOGIELa serie stratigrafica dei colli Euganei comprende litologie tipiche bacinali, con

intercalazione o messa in posto di serie magmatiche nella parte superiore. Qui di

seguito c’è la serie stratigrafica completa, dalla quale esaminerò la componente

magmatica acida nel paragrafo sottostante.

Serie stratigrafica dei colli (Astolfi, Colombara, “La geologia dei colli Euganei”,

2003)

19

Le litologie vulcaniche oggetto di studio, sono principalmente rappresentate da:

rioliti, trachiti, latiti e basalti, comprendendo perciò rocce più e meno evolute,

come evidenziato nel diagramma per la classificazione chimica delle rocce

magmatiche effusive TAS (fig. 1), dove ho posto tutti i campioni oggetto dei miei

studi, nonché quelli oggetto di altre tesi di Laurea triennale.

Fig.1 Diagramma classificativo TAS

40 45 50 55 60 65 70 750

3

6

9

12

15

Eug...

SiO2 (wt%)

Na2O

+K2O

(wt%

)

Tephrite

Trachy-andesite

Rhyolite

TrachytePhonolite

Trachybasalt

Basanite

Basaltic Trachyandesite

BasaltBasaltic Andesite

Andesite

Il trend che ne risulta è debolmente alcalino, avendo infatti una presenza di alcali

(sodio e potassio) maggiore rispetto alla serie tholeiitica. Tuttavia va notato che

tutte le rocce riportate in Fig.1 sono quarzo-normative.

Nei colli Euganei si possono ritrovare molte litologie, magmatiche e non, grazie

all’ambiente marino in cui si erano immersi e ai due cicli eruttivi a diverso

carattere composizionale che li hanno formati.

Rioliti: sono rocce acide, rappresentano il corrispondente effusivo dei graniti,

hanno grana solitamente fine, colore chiaro e struttura porfirica, con massa di

fondo microcristallina e presenza di alcuni fenocristalli, e talvolta tessitura

fluidale. La mineralogia comprende feldspati alcalini, biotite e raro quarzo

20

presente nella matrice. Esse formano alcuni dei maggiori corpi eruttivi dei colli

Euganei; talvolta, a seguito di un repentino raffreddamento della lava dopo

l’eruzione, la riolite si presenta brecciata o in facies vetrosa. Quest’ultima, avendo

subito un brusco raffreddamento in condizione di effusione sottomarina, ha

assunto una particolare struttura vetrosa, detta perlitica, costituita da aggregati

sferici di microliti feldspatici cementati tra loro; tale litologia è stata da me

campionata sul monte Alto di Montegrotto Terme.

Riolite della cava meridionale del monte Ricco

Trachiti: sono rocce acide alcaline che rappresentano il corrispondente effusivo

delle sieniti, hanno colorazione generalmente grigia, ma talvolta giallognola per

effetto di processi idrotermali che hanno arricchito la trachite con idrossidi di

ferro. Ha struttura porfirica a causa del raffreddamento del magma in superficie,

con brusca caduta della temperatura e della pressione, con una veloce liberazione

dei gas presenti, perché gli elementi in soluzione non hanno il tempo di

riorganizzarsi per formare reticoli cristallini ordinati; infatti i fenocristalli presenti

sono i cristalli che già si erano formati prima dell’effusione. I minerali presenti

sono quindi fenocristalli di feldspato alcalino di colorazione chiara-trasparente

anche di grandi dimensioni, rappresentati dal polimorfo di medio -alta

temperatura, il sanidino, plagioclasi, cristalli di mica (biotite) e anfiboli

21

(orneblenda), alcuni pirosseni (augite), il tutto immerso in una massa di fondo

microcristallina o vetrosa. Le trachiti formano importanti corpi eruttivi ed

intrusivi nei colli Euganei e sono presenti anche come filoni. Insieme alle rioliti

sono le rocce maggiormente presenti nei colli Euganei.

Trachite di monte Merlo

22

7. ELABORAZIONI DATIDopo aver costruito i grafici con SiO2 vs elementi maggiori e SiO2 vs elementi in

traccia, le principali osservazioni sono:

elementi maggiori: all’aumentare della SiO2 aumentano le concentrazioni di K2O,

mentre diminuiscono le concentrazioni di TiO2, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, P2O5.

Al2O3 e Na2O incrementano inizialmente, diminuendo poi dai termini trachitici a

quelli riolitici;

elementi in traccia: all’aumentare della SiO2 aumentano le concentrazioni di Rb,

Nb, La, Ce, Th, mentre diminuisce la concentrazione di Sr. Y, Zr, Ba, Nd, Pb, U

mantengono valori invece circa costanti.

Conclusioni dall’analisi dei grafici dei campioni acidi:

trachiti:

o elementi maggiori: all’aumentare della SiO2 aumentano le

concentrazioni di MnO, K2O, mentre diminuiscono le

concentrazioni di TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, P2O5;

o elementi in traccia: all’aumentare della SiO2 aumentano le

concentrazioni Rb, Th, mentre diminuisce la concentrazione Sr.

Non si determina un trend evidente per Y, Zr, Nb, Ba, La, Ce, Nd,

Pb, Th.

rioliti:

o elementi maggiori: all’aumentare della SiO2 diminuiscono le

concentrazioni di TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, P2O5. Non si

determina un trend tra la differenziazione e variazione nella

concentrazione dell’elemento per MnO, CaO, Na2O.

o elementi in traccia: all’aumentare della SiO2 diminuiscono le

concentrazioni di Rb, Nb, Th, mentre aumentano le concentrazioni

di Sr, Ba. Non si determina un trend evidente per Y, Zr, La, Ce,

Nd, Pb, U.

23

7.1 SiO2 VS ELEMENTI MAGGIORI

Il trend dell’allumina nei grafici SiO2 vs elementi maggiori è esemplificativo della

differenziazione magmatica; con l’aumento della SiO2 e con l’evoluzione del

magma lo stesso infatti prima si arricchisce relativamente in allumina, perché

cristallizzano (frazionano) i minerali più refrattari, quali l’olivina e i pirosseni, che

non presentano allumina al loro interno, per poi diminuire a seguito della

cristallizzazione dei plagioclasi, aventi invece tale composto al loro interno.

10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.0040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

Al2O3 vs SiO2

Al2O3 vs SiO2

Il Na2O decresce dalle trachiti alle rioliti per la cristallizzazione del feldspato alcalino sodico.

2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.0040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

Na2O vs SiO2

Na2O vs SiO2

24

Il K2O decresce dalle trachiti per cristallizzazione di feldspato potassico.

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.0040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

K2O vs SiO2

K2O vs SiO2

La concentrazione del P2O5 nei termini più basici aumenta con la differenziazione;

a partire dal 57% di contenuto di SiO2, quindi dalle latiti, in poi, il trend si inverte

e la sua concentrazione diminuisce per la cristallizzazione delle apatiti, nelle quali

è compatibile, avendo infatti queste ultime formula Ca3(PO)4(OH,F,Cl). Avendo

calcio e fosfato al loro interno, durante la loro cristallizzazione, si ha una

diminuzione nelle concentrazioni di CaO e P2O5; anche la cristallizzazione di

anfiboli calcici porta alla diminuzione del contenuto in calcio. Tutto ciò è visibile

nei seguenti grafici:

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

CaO vs SiO2

CaO vs SiO2

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.8040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

P2O5 vs SiO2

P2O5 vs SiO2

0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.7067.00

68.00

69.00

70.00

71.00

72.00

73.00

CaO vs SiO2

CaO vs SiO2

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.0867.00

68.00

69.00

70.00

71.00

72.00

73.00

P2O5 vs SiO2

P2O5 vs SiO2

25

7.2 SiO2 VS ELEMENTI IN TRACCIA

Il trend dello Sr mostra un aumento nella sua concentrazione nei termini più basici, fino ad arrivare alla cristallizzazione del plagioclasio albitico, quando il trend di arricchimento si inverte perché appunto lo Sr risulta essere compatibile in questo minerale.Nel passaggio dalle latiti alle trachiti il feldspato che cristallizza cambia da plagioclasio a feldspato alcalino.

0 100 200 300 400 500 600 70040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

Sr vs SiO2

Sr vs SiO2

Il trend del La, Ce, elementi delle terre rare, nei grafici SiO2 vs elementi in traccia

è diagnostico del comportamento degli elementi più incompatibili, che tendono a

restare nel magma, verso il quale sono più affini. All’aumentare della SiO2 e con

l’evoluzione del magma lo stesso infatti si arricchisce relativamente in La, Ce.

0 20 40 60 80 100 120 140 1600.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

La vs SiO2

La vs SiO2

0 50 100 150 200 2500.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Ce vs SiO2

Ce vs SiO2

26

Il Ba aumenta fino alla trachite bassa in SiO2, quando cristallizza il feldspato

alcalino o il plagioclasio albitico.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 90040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

Ba vs SiO2

Ba vs SiO2

Lo Zr decresce dalle trachiti in poi per la cristallizzazione dello zircone, nel quale è compatibile.

100 200 300 400 500 600 700 800 90040.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

Zr vs SiO2

Zr vs SiO2

27

7.3 RIOLITI

Sono visibili alcuni trend nei grafici; descriverò qui sotto le osservazioni

principali. Le rocce più acide provengono dalla cava del monte Ricco e del monte

Brusà, mentre quelle meno acide dalla cava del monte Alto, Bonetti e del monte

Grande. Sono esemplificativi i diagrammi di Na2O e K20 di seguito riportati:

4.60 4.65 4.70 4.75 4.80 4.85 4.90 4.95 5.00 5.0567.00

68.00

69.00

70.00

71.00

72.00

73.00

Na2O vs SiO2

Na2O vs SiO2

5.00 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.2067.00

68.00

69.00

70.00

71.00

72.00

73.00

K2O vs SiO2

K2O vs SiO2

Non esiste una correlazione ben definita fra SiO2 ed elementi in traccia

incompatibili (La, Nb). Tuttavia, considerando separatamente i due gruppi di

rioliti prima citati (monte Ricco e Brusà rispetto al monte Alto, cava Bonetti e

monte Grande), entrambi mostrano una correlazione positiva fra SiO2 e La e Nb.

75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 12567.00

68.00

69.00

70.00

71.00

72.00

73.00

Nb vs SiO2

Nb vs SiO2

40 60 80 100 120 140 16067.00

68.00

69.00

70.00

71.00

72.00

73.00

La vs SiO2

La vs SiO2

28

7.4 TRACHITI

A differenza delle rioliti, probabilmente anche per una maggior numerosità di

campioni, che statisticamente ricoprono una maggior gamma di diverse

composizioni chimiche, non si riescono a differenziare due o più trend nelle zone

campionate ed analizzate.

Nelle trachiti molti elementi, durante l’evoluzione del magma e quindi la

cristallizzazione, non mostrano infatti incrementi o decrementi chiaramente

correlati con le variazioni in SiO2; esemplificativi sono TiO2 e Nb:

0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.8561.00

62.00

63.00

64.00

65.00

66.00

67.00

68.00

TiO2 vs SiO2

TiO2 vs SiO2

65 70 75 80 85 90 9561.00

62.00

63.00

64.00

65.00

66.00

67.00

68.00

Nb vs SiO2

Nb vs SiO2

29

Al2O3 vs SiO2

Sono facilmente visibili nel grafico 3 famiglie:

- 2 famiglie di rioliti, una con più alto contenuto in SiO2, con i 2 campioni del

monte Ricco e del monte Brusà (sud-est e nord), ed una con un contenuto in SiO2

del 2% di SiO2 inferiore appartenenti alle cave del monte Alto, alla cava Bonetti e

al monte Grande (est ed nord-ovest);

- una famiglia di trachiti, con campioni provenienti dalla cava di Montemerlo, del

monte Cero e di Zovon (nord, nord-ovest e sud-ovest).

14.00 14.50 15.00 15.50 16.00 16.50 17.00 17.5058.00

60.00

62.00

64.00

66.00

68.00

70.00

72.00

74.00

Al2O3 vs SiO2

Al2O3 vs SiO2

30

7.5 STUDI ISOTOPICI

Le concentrazioni degli elementi sulle quali si basa la seguente considerazione,

sono state determinate tramite analisi in spettrometria di massa da Barbieri et al.

(1978).

Le trachiti e le rioliti analizzate da questi autori mostrano un rapporto isotopico

87Sr/86Sr compreso tra 0,7033 e 0,7035, simile a quello delle rocce basiche

associate. Pertanto si può desumere che le trachiti siano differenziati da questi

magmi basici e non fusi di una crosta che avrebbe invece prodotto rapporti

isotopici molto più elevati. Nel grafico sottostante sono raffigurati i 3 campioni

euganei CE 119, CE116, CE113, posti nel grafico, in base ai loro valori, dove

descritto.

31

CE 119 CE 116 CE113

7.6 MELTS

Il Melts è un programma che calcola, su base termodinamica, l’evoluzione del

magma, permettendo di risalire alla composizione del magma originario dei

campioni studiati, inserendo come variabili la pressione e il contenuto in acqua.

Ho eseguito svariate prove, ponendo come input i termini di pressione a 1,5, 8

kbar, e le concentrazioni d’acqua a 0,1,2,3 wt%, ed ottenendo come output, alle

diverse temperature, le percentuali dei minerali cristallizzati, potendo così

determinare il liquido residuo, la densità e viscosità del fuso, e la fugacità

d’ossigeno. Ho così potuto vedere, diminuendo la temperatura di 20 gradi di volta

in volta, quali minerali cristallizzano e a che temperatura, ricostruendo in tal modo

la storia del magma parentale che ha originato le rocce a cui il campione trachitico

EU5, oggetto di studio in questo paragrafo, appartiene. Nel grafico seguente sono

delineate le curve di cristallizzazione del magma al diminuire della temperatura e

pressione. Si evidenzia l’influenza dell’acqua, che all’aumentare di un punto

percentuale nella sua presenza, riesce a diminuire di un centinaio di gradi la

cristallizzazione del magma.

800 850 900 950 1000 1050 11000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

T vs % magma residuo

1 kbar H=15 kb H=15 kbar H=28 kbar H=28 kbar H=3

Di seguito ho riportato i grafici col comportamento calcolato del magma ricavato

dal Melts, e di quello reale dei campioni studiati, costituiti da trachiti e rioliti

32

Comportamento dell’allumina

14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.558

60

62

64

66

68

70

72

74

Al2O3 vs SiO2

Al2O3 vs SiO2 (Melts)Al2O3 vs SiO2 (trachiti + rioliti)

14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.558

60

62

64

66

68

70

72

74

Al2O3 vs SiO2

Al2O3 vs SiO2 (Melts)Al2O3 vs SiO2 (trachiti + rioliti)

1 kbar 1% acqua 5 kbar 2% acqua

14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.558

60

62

64

66

68

70

72

74

Al2O3 vs SiO2

Al2O3 vs SiO2 (Melts)Al2O3 vs SiO2 (trachiti + rioliti)

8 kbar 2% acqua

Comportamento del ferro

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.558

60

62

64

66

68

70

72

74

Fe2O3 vs SiO2

Fe2O3 vs SiO2 (Melts)Fe2O3 vs SiO2 (trachiti + rioliti)

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.558

60

62

64

66

68

70

72

74

Fe2O3 vs SiO2

Fe2O3 vs SiO2 (Melts)Fe2O3 vs SiO2 (trachiti + rioliti)

1 kbar 1% acqua 5 kbar 2% acqua

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.558

60

62

64

66

68

70

72

74

Fe2O3 vs SiO2

Fe2O3 vs SiO2 (Melts)

Fe2O3 vs SiO2 (trachiti + rioliti)

8 kbar 2% acqua

33

Comportamento del calcio

0 0.5 1 1.5 2 2.558

60

62

64

66

68

70

72

74

CaO vs SiO2

CaO vs SiO2 (Melts)CaO vs SiO2 (trachiti + rioliti)

0 0.5 1 1.5 2 2.558

60

62

64

66

68

70

72

74

CaO vs SiO2

CaO vs SiO2 (Melts)CaO vs SiO2 (trachiti + rioliti)

1 kbar 1% acqua 5 kbar 2% acqua

0 0.5 1 1.5 2 2.558

60

62

64

66

68

70

72

74

CaO vs SiO2

CaO vs SiO2 (Melts)CaO vs SiO2 (trachite + riolite)

8 kbar 2% acqua

Comportamento del sodio

4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.858

60

62

64

66

68

70

72

74

Na2O vs SiO2

Na2O vs SiO2 (Melts)Na2O vs SiO2 (trachiti + rioliti)

4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.858

60

62

64

66

68

70

72

74Na2O vs SiO2

Na2O vs SiO2 (Melts)Na2O vs SiO2 (trachiti + rioliti)

1 kbar 1% acqua 5 kbar 2% acqua

4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.858

60

62

64

66

68

70

72

74

Na2O vs SiO2

Na2O vs SiO2 (Melts)Na2O vs SiO2 (trachiti + rioliti)

8 kbar 2% acqua

34

8. CONCLUSIONIL’analisi dei dati in funzione della località dei corpi magmatici oggi visibili

denota una generale omogeneità del magma parentale nelle diverse zone dei colli

Euganei, non essendo presenti infatti particolari trend di evoluzione lungo la

piccola catena. Ciò che risulta differenziarsi dai valori standard del complesso,

appartiene solo ad alcune rocce di cave appartenenti a corpi non interconnessi tra

loro. Queste sono:

- la cava di Zovon, che presenta trachiti con valori anomali sia negli elementi

maggiori, che in quelli in traccia. Negli elementi maggiori queste trachiti, con alti

valori di silice, presentano valori ridotti rispetto alla media in allumina, in sodio,

in fosforo, invece in quelli in traccia i valori sono elevati in Rb, e bassi in Sr, Nb,

La, Ce. Ciò è dovuto ad un magma parentale, generalmente omogeneo, che in

alcuni casi come il suddetto risulta essere però composizionalmente diverso,

povero in alcuni elementi, per un diverso processo che lo porterà alla luce, come

può essere una differenziazione, magari avvenuta in una camera magmatica posta

ad una diversa profondità rispetto alle altre;

- le cave del monte Ricco e del monte Brusà presentano trachiti con contenuti in

silice del 2% più elevate rispetto alle altre rioliti, formando in tal modo un trend

parallelo, ma con uno shift appunto a livelli di silice maggiori.

Le anomalie composizionali delle trachiti di Zovon sono un esempio per

dimostrare quale sia una ragione per la quale i dati calcolati dal Melts talvolta non

fittano bene quelli reali.

I dati isotopici dello stronzio evidenziano che l’origine delle rocce acide

costituenti i colli Euganei, avrebbe avuto origine dalla cristallizzazione frazionata

di un magma basaltico. Grazie all’elaborazione dei dati ottenuti col Melts, si

osserva che i grafici teorici più vicini a quelli ottenuti a partire dall’analisi in

fluorescenza dei campioni studiati, sono quelli a 5kbar con il 2% d’acqua e 8 kbar

con il 2% d’acqua. Avvalendomi anche degli studi sui dati geobarometrici dei

minerali del mio compagno d’analisi della parte acida, posso affermare che il

valore più probabile è quello che prevede una pressione di 5 kbar ed un contenuto

35

d’acqua del 2%. Grazie a questo elemento, riprendendo la cristallizzazione del

magma che ha generato questa roccia, si può determinare che l’inizio della sua

cristallizzazione è avvenuto a 1000 gradi e terminata a 810 gradi. Inizialmente è

cristallizzato un po’ di ortopirosseno, ed una quantità più ingente di feldspato,

dapprima prevalentemente rappresentato da albite, in seguito, da una temperatura

di 850 gradi in poi, da sanidino , quindi un po’ di spinello, magnetite, ilmenite, ed

apatite a fase inoltrata della cristallizzazione. In conclusione il magma parentale

era costituito principalmente da un feldspato con la composizione

dell’anortoclasio e da un ortopirosseno. I valori che si discostano di più nei

diagrammi Melts degli elementi maggiori vs SiO2 sono quelli del sodio, che nel

Melts decrescono, mentre nelle trachiti e rioliti analizzate restano circa costanti, e

per il calcio, con comportamento all’incirca inverso rispetto a quello del sodio.

Praticamente il Melts fa cristallizzare un feldspato ricco in sodio, mentre

probabilmente, basandomi sui dati raccolti a partire dalle analisi compiute, in

realtà cristallizzano ancora dei plagioclasi.

36

9. BIBLIOGRAFIA

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Programma.

De Pieri R., Gregagnin A., Sedea R. (1983) – Guida all’escursione sui Colli

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vulcanesimo terziario Veneto. Mem. Istituti Geol. e Mineral. Univ. Padova, 30, 1-

32.

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degli Istituti di Geologia e Mineralogia dell’Universita di Padova, v. XXX, 1-26.

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De Vecchi Gp., Gregnanin A., Piccirillo E.M., Norinelli A., Dal Pra A. (1981) –

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Barbieri Mario, Turi Bruno (1978) – Oxygen and strontium isotope variations in

the igneous rocks from the Euganean Hill Venetian Tertiary Province, Northern

Italy

37