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Nella convinzione che il programma di ricerca otterrà migliori risultati utilizzando campioni selezionati con rigore dal punto di vista petrologico, l'Unità di ricerca intende operare in stretta collaborazione con l'Unità di Padova. La conoscenza dettagliata della cristallochimica delle miche necessita inoltre di ulteriori competenze, quali quelle: i) spettroscopiche che saranno ottenute dalla collaborazione, ormai da tempo in atto con l'Unità di RomaTre, per quanto riguarda la spettroscopia XAS,(Brigatti et al. 2001, Cardelli et al. 2003, Tombolini et al. 2002, 2003a, b) e mediante la collaborazione con l'Unità di Bari per quanto riguarda le spettroscopie Mossbauer e XPS; ii) microstrutturali che saranno ottenute mediante l'inserimento nel progetto dell'Unità di Modena di ricercatori dell'Università di Bologna con riconosciuta competenza nel settore, anche se non specifica nel campo delle miche (Brigatti & Valdré, 1996); iii)indagini strutturali ad elevata pressione e temperatura, calcoli termoelastici e diffrazione da neutroni che saranno ottenute dalla collaborazione con l'unità di Milano. L'unità di ricerca di Modena metterà a disposizione dei partecipanti al progetto le competenze cristallochimiche e le banche dati fino ad ora sviluppate. Il programma dettagliato che l'unità di ricerca si prefigge di perseguire nel corso del biennio si articola in più attività. (con I saranno indicate le attività che si intende svolgere durante il primo anno, con II quelle durante il secondo. Tuttavia, poiché le ricerche proposte necessitano di tempo macchina per alcuni strumenti, potranno verificarsi alcune modifiche): -Cristallochimica e deformazione dello strato di miche diottaedriche (I). Come delineato nello scenario relativo alla base scientifica del progetto, la caratterizzazione dei meccanismi deformativi che coinvolgono la struttura delle miche, è ancora un problema aperto. L'Unità di ricerca intende contribuire all'interno di questo filone, focalizzando la propria attenzione sulle miche diottaedriche 2M1. In particolare si propone di realizzare una banca dati, cui contribuira' anche l'Unita' di Milano, inerente le miche diottaedriche, contenente dati di letteratura e di nuova realizzazione, al fine di identificare i meccanismi di distorsione dello strato associati con le sostituzioni chimiche. Questo studio richiede l'impiego di tecniche di modellizzazione geometrica e cristallografica e la produzione di dati da raffinamento strutturale al fine di arricchire le informazioni su questi minerali. Entrambe le competenze sono a disposizione del gruppo, come testimoniato dall'analogo lavoro svolto per le miche triottaedriche 1M nella simmetria C2/m (Brigatti et al., 2003b). I quesiti cui questa attività intende rispondere sono molteplici. Tra questi e' opportuno ricordare: i)l'effetto della parziale occupanza del sito M1 sulla topologia dello strato, posto che la parziale occupanza del sito sia confermata; ii) l'effetto della sostituzione tschermakitica che coinvolge il sito ottaedrico M2 e il sito tetraedrico; iii) il ruolo del sito anionico ottaedrico sulla topologia dello strato. Verranno inoltre prese in considerazione le sostituzioni di Li nelle Li-muscoviti per meglio comprendere il ruolo di questo elemento nelle miche diottaedriche e di riflesso nelle miche triottaedriche ricche in Li ed Al (i.e., trilithionite e polylithionite). -Ruolo dell'ordinamento cationico e dei parametri geometrici dello strato nella formulazione dei geotermometri: la coppia "biotite-granato" (I e II). Questo studio, che coinvolge diverse Unità afferenti al progetto, presenta un approccio completamente innovativo per la determinazione dell'influenza delle condizioni termodinamiche sulla composizione chimica, sull'ordinamento cationico e sull'organizzazione politipica delle miche che sono coinvolte nelle reazioni. L'affinamento della cristallochimica della fase micacea coinvolta nel geotermometro biotite-granato è uno dei più importanti risultati che si prefigge il progetto coordinato, nella convinzione che solo arrivando a precisare esattamente il ruolo dei due cationi Mg e Fe2+ coinvolti nella reazione di scambio ed il loro eventuale ordinamento sarà possibile formulare un'equazione termometrica in cui l'errore sia ridotto. I sistemi che saranno studiati sono relativi a sequenze metamorfiche delle Alpi centrali ed orientali. In particolare si studiera' la serie Dervio-Olgiasca dell'alto Lago di Como, metamorfica prograda in cui biotite e granato coesistono in facies anfibolitica con staurolite e/o sillimanite e metapeliti ricche in Al di vari complessi rocciosi Austroalpini e Pennidici. Lo studio di questi sistemi consentirà di ottenere dati molto dettagliati su cui stabilire e validare correlazioni con le variabili intensive in atto durante la cristallizzazione. Le proprietà geotermobarometriche delle miche sono universalmente riconosciute, come delineato nella descrizione del contesto scientifico di partenza, anche se mancano correlazioni quantitative che lo studio proposto intende stabilire e validare. Gli studi fino ad ora esistenti considerano solo le variazioni chimiche medie e non quelle relative al diverso ordinamento cationico dei siti o alla coesistenza di più fasi politipiche in uno stesso cristallo. Il contributo che l'Unità di ricerca di Modena sviluppera' consiste nella determinazione dettagliata dell'occupanza dei siti della fase micacea coinvolta nei processi. A questo studio partecipano le unità di: i) Padova per quanto concerne le competenze petrologiche sia nella definizione della strategia di ricerca sia nella messa a disposizione dei campioni rigorosamente scelti e definiti per contesto geo-petrologico, sia nella fase interpretativa; ii) Milano per calcoli termodinamici e termoelastici e per studi cristallografici in condizioni non ambientali; iii) RomaTre per la determinazione dell'ordinamento locale a corto raggio. -Implicazioni del magmatismo esplosivo sulla cristallochimica delle miche (I e II): il caso del Vulcanesimo Laziale. Un ulteriore filone che l'Unità di ricerca intende perseguire consiste nella caratterizzazione strutturale e cristallochimica di campioni provenienti da rocce ignee che possono fornire utili indicazioni di carattere petrologico sulla Provincia Comagmatica Romana. L'utilità di questa attività è duplice, dal momento che contribuisce a confrontare e stabilire legami tra cristallochimica e ambiente di cristallizzazione e a meglio definire il ruolo che alcuni elementi chimici hanno nella struttura della mica. Su questi campioni verranno condotte indagini di diffrattometria a raggi X su cristallo singolo, in microsonda elettronica ed ionica, microstrutturali e spettroscopiche (EXAFS, XANES, Mössbauer, EPS) per descrivere: i)lo stato di ossidazione degli elementi; ii) il ruolo delle sostituzioni sulla topologia dello strato; iii) l'intorno di coordinazione del catione di interstrato; iv)l'influenza del chimismo del sito anionico; v)la correlazione che sussiste fra i punti precedentemente delineati e le condizioni genetiche. La scelta dell'area di studio risponde pienamente agli obiettivi cristallochimici precedentemente delineati. Le miche in esame, infatti, sono caratterizzate da importanti sostituzioni, variabili in entità sia sui siti anionici e cationici. Per alcune aree, come ad esempio l'area dei colli Albani in cui l'attività magmatica esplosiva è dominante, lo studio delle miche potrebbe chiarire le modalità di formazione delle serie freatomagmatiche che si sono sviluppate al termine del processo. Anche questo tema di ricerca coinvolgerà gran parte delle unità proponenti: Padova, RomaTre e Bari. -Cristallochimica di miche con composizione inusuale (I). Come accennato nel contesto di partenza il progresso strumentale ha permesso di caratterizzare termini di miche con composizione non studiata in precedenza. Questo approccio di cristallochimica tradizionale, che può fornire dati interessanti anche nell'ambito della classificazione delle miche, sarà applicato a cristalli ricchi in litio e in Mn.
