Il complesso alcalino di Alnö

Il complesso alcalino di Alnö (Sevizia centrale), con i suoi 2.5 Km di raggio, è uno dei più grandi complessi carbonatitici ad anello (ring-complex) del mondo; inoltre è uno dei rari complessi alcalini in cui si ha la stretta associazione tra carbonatiti intrusive ed estrusive (si hanno infatti brecce carbonatitiche con lapilli accrezionali). Il complesso si è intruso all’interno del basamento precambriano (orto-para gneiss e migmatiti). Secondo Brueckner & Rex (1980) l’età d’intrusione è stimata a circa 553±6 Ma.

Il complesso di Alnö (Fig.3) è costituito da cinque distinte intrusioni: l’intrusione di Smedsgården (la più grande delle cinque), Båräng, Hörningsholm, Långarsholmen e quella di Stornäset.
L’intrusione di Smedsgården è costituita da numerose rocce alcaline silicatiche: ijoliti, sieniti a nefelina, pirosseniti e da numerose carbonatiti (söviti) e dicchi silico-carbonatitici (silico-söviti) disposti secondo un andamento semicircolare.

Le Alnöiti, un particolare tipo di rocce alcaline mafiche (ricche in melilite) appartenenti alla famiglia delle kimberliti, hanno preso il nome dall’isola di Alnö.

I dicchi carbonatitici possono essere suddivisi in due gruppi principali in base alle dimensioni e al loro andamento. Il primo gruppo comprende dicchi di grande dimensione e spessore; tali dicchi sono comuni nella parte Sud dell’isola e tendono a immergere verso l’esterno dell’intrusione principale. Il secondo gruppo comprende invece dicchi con ridotto spessore e con un andamento che tende a immergere verso l’interno dell’intrusione. Oltre a dicchi carbonatitici sono presenti anche dicchi tardivi a composizione Alnöitica, fonolitica e sienitica.
La parte Sud del complesso è circondata da una spessa aureola di feniti (rocce metasomatiche) formatasi per l’interazione tra rocce incassanti e fluidi metasomatici ricchi in CO₂. Il processo di fenitizzazione tende a diminuire man mano che ci si allontana dall’intrusione.

Fig.3: Carta geologica del complesso di Alnö. La carta del N Europa mostra la localizzazione di Alnö e del coevo complesso di Fen (Norvegia) e le intrusioni alcaline della penisola di Kola (Russia). Modificato da Andersson, M. (2015).

Rocce alcaline del complesso di Alnö

• Melilitoliti e rocce a melilite:
Rocce a melilite affiorano sia sulla terraferma, a Nord dell’isola di Alnö, sia nel complesso vero e proprio e sono rappresentate da dicchi Alnöitici e kimberliti Alnöitiche, intrusisi in seguito alla fase magmatica principale (in cui si sono formate le ijoliti, le sieniti a nefelina e le carbonatiti). Le kimberliti Alnöitiche affiorano nella zona a SE di Hörningsholm; sono rocce molto primitive (più primitive delle Alnöiti vere e proprie) e sono caratterizzate da una grande abbondanza di olivina e da xenoliti mantellici composti di olivina, diopside, cromite e flogopite.

• Pirosseniti, Ijoliti e Nefelin sieniti:
Il complesso di Alnö è caratterizzato da quattro serie di rocce alcaline silicatiche e carbonatitiche. In base alle osservazioni di terreno l’ordine di messa in posto presunto è: Pirosseniti/ijoliti → nefelin sieniti → carbonatiti.
Le relazioni tra pirosseniti ed ijoliti non è del tutto chiara e spesso è molto ambigua, tuttavia la maggior parte delle pirosseniti rappresenta dei cumulati derivanti dal magma da cui poi sono cristallizzate le ijoliti. In molte zone del complesso è possibile osservare il progressivo passaggio da pirosseniti a ijoliti. In altre zone al contempo si nota che le pirosseniti sono tagliate da dicchi ijolitici e che spesso le ijoliti contengono xenoliti pirossenitici al loro interno. Le rocce di tipo Ijolitico presentano spesso una variazione tessiturale molto marcata, e ciò potrebbe indicare che la loro origine è legata a più impulsi magmatici successivi.
Le sieniti a nefelina si rinvengono in piccole e grandi intrusioni e sotto forma di dicchi che tagliano le rocce della serie ijolitica. Tessituralmente le sieniti a nefelina possono essere suddivise in tre gruppi: 1) Sieniti a nefelina ("normali"), 2) Sieniti pegmatitiche e 3) Micro Sieniti. Le sieniti a nefelina del gruppo 1) hanno una tessitura omogenea e si sono intruse prima della varietà dei gruppi 2) e 3) e sono inoltre la varietà di sieniti più abbondante. Le micro sieniti sono state osservate in poche località mentre le sieniti pegmatitiche affiorano solo nella parte Sud dell’intrusione di Smedsgården.

• Carbonatiti:
Le carbonatiti di Alnö sono per la maggior parte Ca-carbonatiti con subordinate Mg-carbonatiti. Affiorano in dicchi, con uno spessore variabile da alcune decine di metri a pochi centimetri, che tagliano tutte le altre litologie (pirosseniti, ijoliti, sieniti ecc.). Non è chiaro se i dicchi Ca-carbonatitici si siano formati in un unico evento o rappresentino diversi eventi magmatici; è stato osservato tuttavia, che le Mg-carbonatiti (che si rinvengono unicamente in dicchi con spessore < 50 cm), in generale tagliano i dicchi Ca-carbonatitici.
Le Ca-carbonatiti sono costituite da Clinopirosseno (diopside-aegirina), flogopite e titanite. Possono essere presenti quantità accessorie di olivina, feldspati alcalini, wollastonite e quarzo. Alcuni minerali tuttavia non sono di origine magmatica, ma derivano dal disfacimento delle rocce incassanti durante l’intrusione delle carbonatiti.

Modello di Messa in posto
Sulla base dei dati disponibili e su dettagliati studi geologici di terreno è stato proposto un modello di messa in posto del complesso di Alnö (Fig. 4):

Fase 1: risalita di un magma silicatico a bassa viscosità ricco in CaCO₃ fino a 4-5 Km di profondità. Sviluppo di una camera magmatica con una morfologia tipo sill. Doming crostale (causato dall’intrusione magmatica) e formazione di un sistema di fratture radiali superficiale (Fig. 4a).
Fase 2: Accentuazione del Doming crostale a causa della crescita della camera magmatica. Formazione di un sistema di dicchi a cono (cone-sheet complex) con immersione convergente verso la camera magmatica (Fig. 4b).
Fase 3: Risalita del magma carbonatitico lungo i sistemi di fratture radiali generati dal doming crostale. Decompressione della camera magmatica a seguito della risalita dal magma carbonatitico e conseguente collasso del tetto della camera magmatica (Fig. 4c).
Fase 4: Formazione di un sistema di dicchi ad anello durante il progressivo collasso della camera magmatica (Fig. 4d).

Fig.4: Rappresentazione schematica della genesi del complesso di Alnö. Tratto da Andersson, M. (2015).

Alnöite: Cristalli di flogopite (con riflessi dorati). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Alnöite: Cristalli di flogopite (con riflessi dorati), e pirosseno (scuro). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Ijolite: Cristalli di feldsapto alcalino (rosa), pirosseno (scuro) e nefelina (bianco). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Ijolite: Cristalli di feldsapto alcalino (rosa) e pirosseno (scuro). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Ijolite pegmatitica: Cristalli di feldsapto alcalino (rosa), pirosseno (scuro) e nefelina (grigio). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Ijolite pegmatitica: Cristalli di feldsapto alcalino (rosa), pirosseno (scuro) e nefelina (grigio). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Jacupirangite (pirossenite): Cristalli di pirosseno (scuro) e nefelina (grigio). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Jacupirangite (pirossenite): Cristalli di pirosseno (scuro) e nefelina (grigio). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Sövite (calcio-carbonatite): Cristalli di apatite (rosa), flogopite (scuro) e calcite (chiaro). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Sövite (calcio-carbonatite): Cristalli di apatite (rosa), flogopite (scuro) e calcite (chiaro). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Sövite (calcio-carbonatite): Cristalli di flogopite (grigio scuro) e calcite (chiaro). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Sövite (calcio-carbonatite): Cristalli di flogopite (grigio scuro) e calcite (chiaro). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Sövite (calcio-carbonatite): Cristalli di pirosseno (gnero) e calcite (chiaro). Complesso di Alnö. Immagine tratta da Hildegard Wilske

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Andersson, M. (2015). 3D Structure and Emplacement of the Alnö Alkaline and Carbonatite Complex, Sweden: Integrated Geophysical and Physical Property Investigations.
• Kresten P (1980): The Alnö complex: tectonics of dyke emplacement. Lithos 13:153–158.
• Brueckner H.K, Rex DC (1980): K-A and Rb-Sr geochronology and Sr isotopic study of the Alnö alkaline complex , northeastern Sweden. Lithos 13:111–119.