Le camere magmatiche del Vulcano “La Fossa” (Vulcano, Isole Eolie): evoluzione del sistema

magmatico per i parametri P, T e XH2Om

Masotta M., Trigila R.Dipartimento di Scienze della Terra – Università di Roma “Sapienza”

SOMMARIOSOMMARIO

CALCOLI DI CALCOLI DI TERMODINAMICATERMODINAMICA

ESPERIMENTI DI ESPERIMENTI DI LABORATORIOLABORATORIO

PARAMETRIZZAZIONE P,T,XPARAMETRIZZAZIONE P,T,Xiimm DELLA DELLA

CAMERA MAGMATICACAMERA MAGMATICA

PRODOTTI EMESSIPRODOTTI EMESSI

L’ISOLA DI VULCANOL’ISOLA DI VULCANO

Da Gioncada et al. (JVGR, 2003)

STRATOVULCANO SUD (120 - 90 kyr)

LA FOSSA (14 kyr - 1888-90 d.C.)

CALDERA DELLA FOSSA (25 - 8 kyr)

MASTRO-MINICO LENTIA (25 - 15 kyr)

CALDERA DEL PIANO (90 - 25 kyr)

VULCANELLO (2 kyr - 1550 d.C.)

L’ISOLA DI VULCANOL’ISOLA DI VULCANO

Da Dellino & La Volpe, 1997

CAMPIONAMENTOCAMPIONAMENTO

Fronte colata lavica trachitica – Grotte dei PalizziFronte colata lavica riolitica – Pietre CotteBlocco Riolitico – Eruzione 1888-90

STUDIO PETROGRAFICOSTUDIO PETROGRAFICO

Trachite – Grotte dei PalizziTrachite – Grotte dei Palizzi 4X NI

Riolite – Pietre CotteRiolite – Pietre Cotte4X NI

4X NI

4X SP

Trachite – Grotte dei PalizziTrachite – Grotte dei Palizzi

Trachite – Grotte dei PalizziTrachite – Grotte dei Palizzi

STUDIO PETROGRAFICOSTUDIO PETROGRAFICOIncluso Latitico – Pietre CotteIncluso Latitico – Pietre Cotte

Blocco Riolitico – Er. 1888-90Blocco Riolitico – Er. 1888-90

4X SP4X SP

4X NI4X NI

Incluso Latitico – Pietre CotteIncluso Latitico – Pietre Cotte

Blocco Riolitico – Er. 1888-90Blocco Riolitico – Er. 1888-90

Composizione chimica di Plagioclasi e K-Feldspati di Equilibrio

CHIMICA DELLE FASICHIMICA DELLE FASIComposizione chimica delle OlivineComposizione chimica dei Clinopirosseni

GEOTERMOMETRO Liq-Ol-CpxGEOTERMOMETRO Liq-Ol-Cpx

P = 60 MPa

T = 1100°C

P = 60 MPa

T = 1120°C

Sugawara, JGR (2000)

GEOTERMOMETRO Ol-LiqGEOTERMOMETRO Ol-Liq

Ariskin et al., C&G (1993)

Trachi-Basalto ?Trachi-Basalto ?T = 1170 T = 1170 ± 20°C± 20°C

P = 140 P = 140 ± 20 MPa± 20 MPa

TrachiteTrachiteT = 1085 ± 10°CT = 1085 ± 10°CP = 45 ± 10 MPaP = 45 ± 10 MPa

TrachiteTrachiteT = 1035 ± 10°CT = 1035 ± 10°CP = 35 ± 10 MPaP = 35 ± 10 MPa

LatiteLatiteT = 1115 ± 10°CT = 1115 ± 10°CP = 55 ± 10 MPaP = 55 ± 10 MPa

GEOTERMOMETRO A 2 FELDSPATIGEOTERMOMETRO A 2 FELDSPATI

Trachite – VGPL3:PLG: An = 54.80 % Ab = 39.40 % Or = 5.80 %SAN: An = 2.40 % Ab = 36.90 % Or = 60.70 %

Riolite – V88B2:PLG: An = 49.10 % Ab = 44.60 % Or = 6.30 %SAN: An = 6.10 % Ab = 44.80 % Or = 49.10 %

GEOTERMOMETRO A 2 FELDSPATIGEOTERMOMETRO A 2 FELDSPATI

Green & Usdansky, Am. Min. (1986)

P = 70 MPa

T = 1025°C

GEOTERMOMETRO A 2 FELDSPATIGEOTERMOMETRO A 2 FELDSPATI

Green & Usdansky, Am. Min. (1986)

P = 40 MPa

T = 1000°C

Relazioni di Fase per via TermodinamicaRelazioni di Fase per via Termodinamica

Software MELTS (Ghiorso e Sack, 1995)

Relazioni di Fase per via TermodinamicaRelazioni di Fase per via Termodinamica

Software MELTS (Ghiorso e Sack, 1995)

VULCANOLOGIA SPERIMENTALEVULCANOLOGIA SPERIMENTALE

EHPV – Externally Heated Pressure VesselEHPV – Externally Heated Pressure Vessel

Laboratorio HPHT Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza – Università di RomaLaboratorio HPHT Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza – Università di Roma

VULCANOLOGIA SPERIMENTALEVULCANOLOGIA SPERIMENTALE

T = 1000°C P =100 MPaT = 1000°C P =100 MPa

Calibrazione Sperimentale del Plagioclasio rispetto a X(H2O)liq

VULCANOLOGIA SPERIMENTALEVULCANOLOGIA SPERIMENTALE

T = 1020°C P =100 MPaT = 1020°C P =100 MPa

Calibrazione Sperimentale del Plagioclasio rispetto a X(H2O)liq

IL SISTEMA MAGMATICO DE “LA FOSSA”IL SISTEMA MAGMATICO DE “LA FOSSA”

LatiteT = 1120°C

P = 60 MPaK-Bas/Lat ?

T = 1170°CP > 120

MPa

RioliteT = 1000°CP = 40 MPa

H2O = 2.4 – 2.9 %

TrachiteT = 1030°CP = 45 MPa

H2O = 1.7 – 2.7 %

TrachiteT = 1080°C

P = 50 MPa

CONCLUSIONICONCLUSIONI

1. Modello a due stadi: camera magmatica inferiore ( P > 120 MPa, T >

1170°C), camera magmatica superiore zonata ( 30 < P (MPa) < 60,

1000 < T (°C) < 1120);

2. Calibrazione sperimentale del plagioclasio per la determinazione del

contenuto d’acqua: XH2O = 1.7 - 2.7 (trachite), XH2O = 2.4 - 2.9 (riolite);

3. Stato attuale del sistema magmatico: il progressivo aumento di

cristallizzazione degli inclusi litici suggerisce uno stato fisico tipo

crystal mush;

4. Nessun magma-mixing relativo ad episodi di refilling del serbatoio:

zonazione legata a differenziazione magmatica con frazionamento

tardivo di sanidino;