RICERCA ITALIANA     

Deformazione di alta T in presenza di fuso e in condizioni subsolidus: un approccio naturale e sintetico

Università degli Studi di Padova

Abstract

Le relazioni esistenti tra microstrutture, microtessiture (CPO) e meccanismi deformativi per rocce ricche in feldspati e/o pirosseni non sono conosciute ad oggi in maniera esaustiva, malgrado, per la loro abbondanza, tali minerali controllino in modo critico la reologia della crosta inferiore.
Questo progetto si propone di investigare le suddette relazioni in rocce ricche di feldspati e/o pirosseni, deformate naturalmente a condizioni note (definite dalle unità di ricerca di Bari e Potenza) e in rocce e rock-analogues deformati sperimentalmente (unità di ricerca di Padova) in condizioni hypersolidus-subsolidus, al fine di stabilire i collegamenti tra microstrutture e CPO con i processi deformativi nella crosta inferiore.
Un ampio spettro di meccanismi deformativi può essere attivo in tale contesto. In rocce della facies granulitica, alla base della crosta inferiore, la deformazione può localizzarsi in zone di taglio discrete, dove una forte riduzione di grana può favorire processi di scorrimento lungo il bordo dei grani favoriti dalla diffusione piuttosto ché dalla propagazione di dislocazioni. Inoltre, in questo contesto, la presenza di vene di pseudotachilite indica che la deformazione fragile può essere localmente importante.
La crosta inferiore è anche il luogo dove reazioni metamorfiche o la messa in posto di corpi magmatici giocano un ruolo dominante nel ridurre la resistenza alla deformazione. Infatti, microstrutture di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Richard Spiess Università degli Studi di PADOVA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Per capire lo sviluppo della deformazione nella crosta continentale inferiore, è necessario conoscere in dettaglio la risposta di rocce ricche in feldspato e/o pirosseno all’applicazione di forze, in condizioni termiche di ipersolidus-subsolidus. Le microstrutture e le microtessiture (i.e. orientazione cristallografica preferenziale dei minerali ricristallizzati) rappresentano le impronte digitali dei meccanismi che, al variare delle condizioni chimico-fisiche all’interno della crosta inferiore, ne controllano la deformazione. Tuttavia, nelle rocce ricche di feldspati e/o pirosseni, i collegamenti esistenti tra microstrutture, microtessiture e deformazione sono poco conosciuti, sebbene queste siano le rocce prevalenti nella crosta inferiore e controllino quindi la tettonica a grande scala. Per questo motivo, il progetto di ricerca del gruppo Bari, Padova e Potenza si prefigge di investigare queste relazioni in gabbri e rock-analogues deformati sperimentalmente alle condizioni di ipersolidus-subsolidus. I risultati ottenuti saranno quindi confrontati con quelli raccolti in rocce provenienti da zone di shear di alta temperatura della crosta inferiore, deformati a condizioni fisiche determinate, al fine di valutare il potenziale delle microstrutture e le CPO nell’individuare i meccanismi di deformazione attivi nella crosta inferiore.
Il raggiungimento degli obiettivi sopraccitati è strettamente legato alla collaborazione di tre distinti gruppi di ricerca aventi >>>

Risultati parziali attesi

Le tre unità di ricerca contribuiranno al progetto utilizzando differenti approcci metodologici, al fine di studiare sia gli esempi naturali di deformazione ad alta temperatura che le rocce e i rock analogues deformati sperimentalmente alle condizioni di ipersolidus-subsolidus; di conseguenza dalla tre unità di ricerca saranno raggiunti risultati parziali differenti.
 
L’unità di ricerca di Potenza esaminerà le caratteristiche meso e microstrutturali che si sono sviluppate durante la deformazione di taglio ad alta temperatura, in presenza di fuso e in condizioni solide, in rocce deformate a differenti livelli della crosta inferiore. Questo studio verrà effettuato in quattro selezionate aree della Calabria, dove è esposta la sezione quasi completa della crosta inferiore ercinica. Il lavoro di campagna fornirà delle nuove e dettagliate mappe geologiche e strutturali delle zone di taglio, mentre lo studio microstrutturale apporterà nuove conoscenze sui sensi di shear e sui possibili meccanismi deformativi attivi nelle rocce analizzate. I risultati  scientifici attesi sono  elencati di seguito:
a) Informazioni sui processi che guidano la deformazione di taglio ad alta temperatura nelle rocce mafiche della crosta inferiore. Attraverso gli studi meso e microstrutturali delle rocce mafiche, deformate alla base della crosta inferiore ercinica esposta in Calabria, saranno ottenuti nuovi dati sulla nucleazione e lo sviluppo di zone >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Allo stato attuale non esistono analisi sistematiche sull’interrelazione tra microstrutture, orientazione cristallografica preferenziale (CPO) e meccanismi deformativi per rocce ricche in feldspato e/o pirosseno deformate ad alta temperatura, sebbene queste rocce formino la maggior parte della crosta continentale terrestre. La ragione di questa lacuna è essenzialmente tecnica ed è stata superata con l’avvento dell’EBSD (electron backscatter diffraction), una tecnica analitica che permette, in sezioni sottili, la determinazione dell’orientazione cristallografica di qualsiasi minerale alla scala sub-micrometrica. Dato che uno dei gruppi di ricerca coinvolti in questo progetto (Padova) ha a disposizione questa tecnica ed è esperto nell’analizzare le rocce della crosta inferiore ed che questo gruppo ha una collaborazione in atto con uno dei principali laboratori di deformazione esistente in Europa (GeoForschungsZentrum Potsdam-Germany), questo progetto mira a investigare le suddette relazioni in rocce naturali e sintetiche ricche in pirosseno e plagioclasio deformate sia sperimentalmente (dai nostri colleghi di Potsdam), a condizioni termiche di ipersolidus-subsolidus, che naturalmente nelle rocce della crosta inferiore della Calabria, a condizioni strutturali e fisiche ben definite (determinate dai gruppi di ricerca di Bari e Potenza).
La Calabria è una regione ideale per studiare le interrelazioni tra meccanismi deformativi, microstrutture e microtessiture in zone di >>>