PETROLOGIA IGNEA E METAMORFICA

Trasmettere agli studenti i criteri per risolvere un' ampia gamma di problemi geologici ove gli aspetti petrologici sono dominanti. Sottolineare il ruolo della petrologia sperimentale nella formulazione dei modelli petrogenetici riguardanti le rocce magmatiche e metamorfiche. Trasmettere agli studenti informazioni sulle diverse ipotesi, suffragate da risultati sperimentali, sull'origine di diversi tipi di rocce magmatiche e metamorfiche nel quadro dei rispettivi contesti geologici.

Nozioni basilari di Mineralogia e Petrografia

Pur non essendo la frequenza obbligatoria, si raccomanda caldamente di seguire TUTTE le lezioni del corso

A) PETROLOGIA IGNEA

1A) INTRODUZIONE ALLA PETROLOGIA SPERIMENTALE – Il caso del lago di lava Makaopuhi (Hawaii) – LE PRINCIPALI APPARECCHIATURE DI PETROLOGIA SPERIMENTALE: forni, autoclavi riscaldate internamente ed esternamente, il piston-cylinder di Boyd ed England, la tecnologia ANVIL e gli esperimenti in condizione di altissima pressione. 2A) ORIGINE DEI MAGMI BASALTICI – Richiami petrografici sui diversi tipi di basalti e sulle peridotiti mantelliche – Il sistema petrologico CMAS -Il sistema petrologico Ol-Cpx-Opx – Influenza dei volatili sull’andamento delle curve di solidus della peridotite – minerali idrati nelle peridotiti mantelliche – Risultati sperimentali sulla fusione parziale di Lherzoliti naturali. 3A) CONTESTUALIZZAZIONE GEOLOGICA DEL MAGMATISMO BASALTICO: PETROLOGIA DELLA CROSTA OCEANICA- Metodi di indagine sulla litosfera oceanica – Sequenze ofiolitiche – MORB – Il sistema Di-Fo-An – Dorsali a rapida espansione – Dorsali a lenta espansione – Core-Complexes oceanici – OIB - Isole oceaniche. 4A) SISTEMI IDROTERMALI ABISSALI- Fluidi acquosi sovracritici – Idratazione di rocce ultrabasiche - La serpentinizzazione - Curve di equilibrio delle principali reazioni di idratazione di rocce ultrabasiche e basiche – Sistemi tipo Logatchev e tipo Lost City: Black smokers e white smokers oceanici – Serpentinizzazione e produzione abiogenica di idrocarburi. 5A) CONTESTUALIZZAZIONE GEOLOGICA DEL MAGMATISMO BASALTICO: LE GRANDI PROVINCE MAGMATICHE. Tavolati basaltici continentali, plateau oceanici, dorsali asismiche – Esempi di grandi province magmatiche – L’ipotesi delle piume mantelliche – L’ipotesi della delaminazione crostale – L’ipotesi dell’impatto di asteroidi. 6A) LE INTRUSIONI BASICHE STRATIFICATE- Il layering igneo- Le cumuliti -Assetto geologico, stratigrafia e composizione petrografica e mineralogica dell’intrusione dello Skaergaard- Lo iato dell’olivina e i rapporti olivina/ortopirosseno nello Skaergaard alla luce dei sistemi petrologici Fo-Qz e Fo-Fa-Qz – Il complesso del Bushweld e gli orizzonti a cromite. 7A) LA SERIE TRACHIBASALTICA E IL DALY-GAP.-La serie trachibasaltica nel sistema TAS – La saturazione in allumina- le rocce peralacaline – Il minimo trachitico e quello fonolitico nel sistema Ne- Ks- Qz - Il sistema Ab- Or a diverse P(H2O)- Il Daly Gap e i tentativi di spiegazione dello stesso – Fusione parziale di rocce basiche con marcato metasomatismo alcalino e origine di magmi trachitici primari. 8A) PETROLOGIA DELLE ROCE GRANITOIDI – Cenni sulla composizone e della costa continentale e ipotesi sulla sua formazione- I cratoni archeani – Richiami petrografici sui graniti – Il sistema Qz –Ab – Or - Dehydration Melting (anatessi) di metamorfiti regionali e formazione di magmi granitoidi – Migmatiti – Risalita verso la superficie dei magmi granitici. 9A) PETROLOGIA DELLE ANDESITI Con particolare riferimento al magmatismo di arco insulare – La serie calcalcalina - Le sorgenti dei magmi andesitici - Fusione della crosta oceanica subdotta – Idratazione e fusione parziale del cuneo mantellico - Diversi P-T-t paths per sistemi subduttivi – Deidratazine e libeazione di fluidi acquosi ngli archi maturi – Slab-melting in contesti subduttivi più giovani – Fusione parziale del cuneo mantellico – Basalti alti in alluminio e loro differenziati. 10A) ORIGINE DEI MAGMI IN AMBIENTI GEODINAMICI DI SUBDUZIONE: APPROFONDIMENTI E CONTESTUALIZZAZIONI GEOLOGICHE- Modelli di generazione di fusi andesitici in funzione dell’inclinazione dello slab e della velocità di subduzione- Il magmatismo nell’arco insulare Isuzu-Bonin: origine delle Boniniti – I vulcani serpentinitici delle Marianne – Il sistema arco-fossa delle Kurili-Kamchatka- Genesi delle Adakiti – Problemi geo-petrologici in corrispondenza dell’rcipelago delle Aleutine - Il magmatismo nel sistema subduttivo Centro-Americano – Esempi di contesti subduttivi fossili. 11A) PETROLOGIA DEI LAMPROFIRI E CARBONATITI – I complessi intrusivi di Alnö e di Fen – L’associazione foiditi-carbonatiti e i problemi petrologici ad essa legati – Foiditi-carbonatiti in facies subvulcanica – L’associazione foiditi-carbonatiti nel vulcano attivo Oldoinyo-Lengai – Definizione, composizione mineralogica e classificazione delle carbonatiti in facies effusiva- Ipotesi sull’origine dei magmi carbonatitici – Il sistema petrologico CO2 – Ossidi alcalini – Silice + Allumina + Ossido di Ti - CaO+MgO+FeO. 12A) APPROFONDIMENTO E CONTESTUALIZZAZIONI GEOLOGICHE DEL MAGMATISMO CARBONATITICO- Cenni sull’East African Rift- I lagli salati dell’Etiopia – Il lago Natron, Tanzania - Assetto geologico e storia eruttiva dell’Oldoinyo Lengai – L’ipotesi di Nielsen e Vekslar (2002) sull’origine delle natrocarbonatiti del Lengai. 13A) IL CLAN DIATREMICO – Il magmatismo alcalino basico-ultrabasico – Aspetti morfologici di un tipico diatrema – La tufo-breccia diatremica e i suoi xenoliti – I sistemi fluidizzati e le esplosioni diatremiche – Diatremi kimberlitici e lamproitici - Petrologia delle kimberliti e delle lamproiti – Minerogenesi del diamante associato alle tufo-brecce kimberlitiche e lamproitiche: una finestra sul mantello profondo.

B) PETROLOGIA METAMORFICA

1B) Richiami sul processo metamorfico e scopi della Petrologia Metamorfica. Limiti e agenti del processo metamorfico. Tipi di metamorfismo. Classificazione delle rocce metamorfiche. La natura progressiva del metamorfismo. Tipi di protoliti. Minerali indice. Zone metamorfiche. Facies e series di facies metamorfiche. 2B) Metamorfismo e ambienti geodinamici. Esempi e casi studio: Scottish Highlands, Paired metamorphic belts (Giappone), Cooma Metamorphic Complex (Australia), Orogene calabro-peloritano. 3B) Paragenesi e reazioni metamorfiche. La regola delle fasi nei sistemi metamorfici. Rappresentazione grafica di paragenesi: diagrammi chemografici (ACF, AKF, AFM) a varie condizioni P-T. Meccanismi di reazione. Griglie petrogenetiche nel metamorfismo progrado e retrogrado di protoliti pelitici e basici. 4-5B) Microstrutture, reazioni metamorfiche ed evoluzione P-T-d nel metamorfismo di rocce pelitiche, basiche e granitoidi. Sequenze di eventi metamorfici. Processi di deformazione e ricristallizzazione. Strutture e microstrutture nel metamorfismo di contatto e nel metamorfismo orogenico. Rapporti blastesi-deformazione. Strutture da sostituzione. Transizione dal flusso magmatico al flusso allo stato solido in rocce granitoidi. 6B) Cenni di geotermobarometria convenzionale. Evoluzione delle tecniche geotermobarometriche. I database termodinamici e il calcolo di equilibri di fase: sezioni, proiezioni e pseudosezioni. Modellizzazione di percorsi P-T. Mappe a raggi-X. Applicazione di tecniche di analisi d’immagine per l’identificazione delle paragenesi d’equilibrio e dei volumi efficaci di reazione. 7B) Metamorfismo di alta temperatura e anatessi crostale. Reazioni di fusione. Volumi e composizioni dei fusi prodotti. Migmatiti. Microstrutture delle rocce anatettiche. Deformazione di rocce anatettiche. Stadi di fusione, accumulo e migrazione del fuso. Metatessiti, diatessiti e plutoni granitici. 8B) Petrologia delle rocce granitoidi e loro ruolo nell’evoluzione della crosta continentale. 9B) Fluidi metamorfici e metasomatismo. Natura e ruolo dei fluidi nel metamorfismo regionale e di contatto. Metasomatismo. Tipi ed esempi di metasomatismo: skarn, albititi, trondhjemiti. 10B) Il fattore tempo nella deformazione ed evoluzione della crosta continentale: dai rapporti temporali blastesi-deformazione alla datazione assoluta degli eventi geologici. Tecniche analitiche e minerali d’interesse geocronologico. Tecniche di geocronologia microstrutturale. Interpretazione delle età metamorfiche. Ricostruzione di percorsi P-T-t.

PETROLOGIA IGNEA

Raccolta delle lezioni scaricabile dal sito: http://studium.unict.it/aof/index.php?option=com_browse&view=browse&catid=1857&parentid=1848

PETROLOGIA METAMORFICA

http://studium.unict.it (lezioni del corso in PPT e selezionati articoli scientifici)

Winter J.D. (2013) Principles of igneous and metamorphic petrology. - 2nd ed. Pearson.

Vernon, R. H., Clarke, G. L. (2008) Principles of metamorphic petrology. Cambridge Univrsity Press.

Barker J. (1998) Introduction to metamorphic textures and microstructures. Blackie USA, Chapman & Hall.

Vernon R.H. (2004) A practical guide to rock microstructure. (Cambridge University Press)

Siti consigliati

• https://www.bgs.ac.uk/scmr/home.html

Presentazione e discussione di una ricerca su un argomento di petrologia a scelta dello studente