Le Carbonatiti del Vulture

Mentre è ampiamente accettato che i liquidi carbonatitici derivano dal mantello, la loro composizione e i vari processi che intercorrono durante la loro messa in posto nella crosta sono ancora molto dibattuti.
I fusi carbonatitici possono essere prodotti direttamente dalla fusione parziale di peridotiti carbonatate o tramite processi d’immiscibilità di liquidi a partire da magmi sottosaturi in silice e ricchi in CO₂ oppure tramite processi di cristallizzazione frazionata. Le carbonatiti si rinvengono tipicamente all’interno di aree continentali stabili e lungo i rift continentali; più raramente si rinvengono all’interno o in prossimità di catene orogeniche e all’interno di placche oceaniche.

La varietà di ambienti geologici in cui si possono trovare le carbonatiti ha sollevato la questione del significato geodinamico di tali rocce. A sua volta, questo è legato a un altro problema riguardante la genesi delle carbonatiti, ovvero, come può il carbonio (CO₂) essere presente nel mantello, in quantità tali da favorire un prolungato magmatismo carbonatitico. La spiegazione sempre più largamente accettata è che il carbonio è introdotto nel mantello a causa della subduzione di materiale carbonatico.

Alvikiti di Vallone Toppo di Lupo
Le Alvikiti di Vallone toppo di lupo affiorano nel settore NW del monte Vulture, ad un altitudine compresa tra 780 e 725m (Fig.1). Il materiale igneo forma una sequenza di colate laviche, dicchi e depositi piroclastici, incisi da una piccola valle (Vallone toppo di lupo) orientata NNE-SSW (Fig.2). In questa località le rocce carbonatitiche costituiscono la parte sommitale della successione vulcanica. La struttura interna del centro eruttivo di Vallone toppo di lupo è parzialmente esposta sul fianco W della piccola valle, mentre la zona E è totalmente coperta da depositi colluviali e vegetazione.

Fig.1: (a) Localizzazione dei principali centri vulcanici quaternari del centro-sud Italia. (b) Schema geotettonico dell’area del Monte Vulture. La freccia indica la località di Vallone Toppo di Lupo. (D'orazio 2007)

Fig.2:a) Centro eruttivo di Vallone Toppo di Lupo. A) Visione panoramica del fianco W della valle in cui si possono osservare le due colate carbonatiche (a destra), i depositi piroclastici carbonatitici (in alto a sinistra) e il dicco che taglia la successione vulcanica (centro-sinistra). B) Contatto tra i depositi piroclastici e i depositi cineritici pedogenetizzati. C) Piccolo dicco carboatitico che taglia i depositi piroclastici d) livello ricco di lapilli carbonatitici ovoidali e) Contatto tra la colata lavica e il deposito a lapilli.

I depositi piroclastici di Vallone Toppo di Lupo hanno uno spessore massimo di circa 4-5 m e sono sovrastati da una sequenza di brecce vulcaniche matrice-sostenute. Tre i depositi piroclastiti e le brecce matrice-sostenute è presente uno strato spesso circa 10-15 cm di tufo pedogenetizzato (Fig.2b). I livelli piroclastici sono costituiti da un’alternanza di lapilli carbonatitici e cenere, con grado variabili di litificazione a causa di processi di dissoluzione-riprecipitazione di calcite.
I depositi piroclastici sono ricchi in xenocristalli e frammenti litici con dimensioni variabili da pochi cm fino a blocchi pluridecimentrici. Nella zona centrale della valle, i depositi piroclastici sono tagliati da un dicco carbonatitico massivo spesso circa 60-70cm e con andamento NW-SE (Fig.2c). A nord del dicco è presente un livello, molto peculiare, spesso circa 1-2 m, costituito da lapilli carbonatitici (da pochi mm fino a 6cm) scarsamente litificati (Fig.2d). I lapilli hanno morfologia da sferica a ovoidale e sono costituiti da carbonatite massiva, talvolta i più grandi presentano un nucleo costituito da cumulati i pirosseno, o porzioni di lava silicatica, o rocce mafiche/ultramafiche.
Le due colate laviche sono separate da circa 5 m di materiale piroclastico (Fig.2e). La colata sommitale ha uno spessore di circa 2.5 m e una lunghezza di 300 m, la colata inferiore invece ha uno spessore ed una lunghezza minori.

Le carbonatiti di Vallone toppo di lupo non sono mai state datate; tuttavia esse affiorano ad un altitudine relativamente alta, alla sommità delle successioni vulcaniche presenti nella zona, e ricoprono una breccia vulcanica eruttata nelle fasi finali dell’attività del Vulture. Inoltre le carbonatiti di Vallone toppo di lupo hanno molti aspetti in comuni con i depositi carbonatitico-melilitici dei laghi di Monticchio. Per questi fattori è molto probabile che esse siano state eruttate durante le ultime fasi dell’attività del Vulture, contemporaneamente ai depositi dei laghi di Monticchio.

Petrografia
Le carbonatiti di Vallone toppo di lupo sono costituite da frammenti di materiale juvenile e subordinate quantità di materiale estraneo e minerali secondari. Materiale estraneo: è rappresentato da frammenti di rocce sedimentarie (argille, calcari) e da lave silicatiche o da frammenti di xenocristalli di diopside, melilite, anfibolo e flogopite. Le dimensioni di questo materiale estraneo variano da pochi micron fino a blocchi pluri decimetrici.
Materiale juvenile: La porzione juvenile è rappresentata da fenocristalli (<5%) di calcite, melilite, apatite, Ti-magnetite immersi in una massa di fondo costituita dalle stesse fasi più monticellite e ossidi di Ca-Fe-Ti-Nb-LREE.

Campione di Carbonatite proveniente da Vallone toppo di Lupo, i cristalli giallo miele sono melilite, quelli scuri sono flogopiti, anfiboli e pirosseni.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
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• Jones, A. P., Kostoula, T., Stoppa, F., & Woolley, A. R. (2000). Petrography and mineral chemistry of mantle xenoliths in a carbonate-rich melilititic tuff from Mt. Vulture volcano, southern Italy. Mineralogical Magazine, 64(4), 593-613.
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Foto
Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 2mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristallo di apatite immerso in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 2mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 2mm)
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Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di pirosseno immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 2mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristallo di pirosseno immerso in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 2mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristallo di pirosseno immerso in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 2mm)
Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite e flogopite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 2mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite e flogopite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 2mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite e flogopite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 2mm)
Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite e apatite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Cristalli di calcite immersi in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
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Tessitura sub-afirica della carbonatite di Vallone Toppo di Lupo. Xenolitie lavico immerso in una pasta pasta di fondo a composizione Calcitica. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)