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Radicofani

Il piccolo centro vulcanico Pleistocenico di Radicofani è situato nella zona centrale del bacino Neogenico di Radicofani, circa 10 Km a Est del vulcano del Monte Amiata (Fig.1).
Il bacino di Radicofani (riempito da sedimenti marini di età Pliocenica) rappresenta la terminazione meridionale del Graben Siena- Radicofani, una delle più importanti strutture tettoniche estensionali post orogeniche dell’Appennino settentrionale. Il Graben Siena- Radicofani è costituito dalla valle del fiume Paglia e da quella d’Orcia, separate da un alto strutturale in prossimità del vulcano di Radicofani. Quest’alto strutturale potrebbe essere legato alla messa in posto di corpi laccolitici, a bassa profondità, al di sotto del vulcano di Radicofani oppure potrebbe rappresentare il risultato di differenti regimi tettonici tra le due zone del Graben di Siena- Radicofani (la valle del Paglia e la valle d’Orcia).
Indagini sismiche, gravimetriche e stratigrafiche hanno mostrato che il bacino di Radicofani è bordato, sia a Est che ad Ovest, da faglie listriche con immersione verso il centro del bacino. Nella parte centrale del bacino, lo spessore dei sedimenti Pliocenici, costituiti in prevalenza da argille blu-verdi, conglomerati ed arenarie, raggiunge uno spessore di 2500m. Probabilmente una di queste faglie listriche potrebbe aver favorito la risalito dei magmi di Radicofani.

Fig.1: Carta geologica schematica del bacino di Radicofani. 1) depositi fluviali e continentali (Quaternario); 2) Travertini (Quaternario).; 3) vulcaniti del Monte Amiata (0.6-0.4 Ma); 4) vulcaniti del complesso dei Vulsini (0.6-0.1 Ma); 5) depositi terrigeni marini e continentali (Miocene sup.- Pliocene); 6) arenarie torbiditiche Oligoceniche (Macigno). 7) radiolariti, calcari selciferi, marne, calcari e dolomie 8Triassico sup.-Cretaceo inf.).; 8) unità Liguri (ofioliti); 9) unità Sub-Liguri (ofioliti); 10) principali linee di faglia. Modificato da D’Orazio (2003).

Fig.2: Carta geologica schematica del vulcano di Radicofani. 1) argille e arenarie con intercalazioni ofiolitiche; 2) argille marine Plioceniche con intercalazioni di arenarie; 3) blocchi lavici isolati e colate laviche (Poggio Sasseta, Poggio Casano, Case Ceppetelle); 4) neck vulcanico con resti di scorie sulla sommità; 5) depositi alluvionali Quaternari. A destra è riportata una sezione schematica del Neck (non in scala). Modificato da Conticelli (2011).

Il vulcano di Radicofani è un piccolo vulcano monogenetico costituito da un Neck vulcanico ben preservato, alto circa 90 m, e da alcune colate laviche (Fig.2). Le colate laviche sono sparse attorno al Neck, e giacciono su sedimenti marini Pliocenici. L’originario edificio vulcanico, probabilmente costituito da un cinder-cone, è stato completamente eroso nel tempo, e solo una piccola porzione scoriacea è preservata alla sommità del Neck (parte Est del castello).

La sommità del Neck è costituita da lave vescicolate di colore rosso vivo; verso il basso le lave diventano via via meno vescicolate, più dense e di colore grigio scuro. Strutture di joint colonnare sono presenti nelle porzioni intermedie e basali del Neck.
Blocchi lavici isolati, da metrici a decametrici, si rinvengono tutto intorno al Neck (Fig.2) in un raggio di diversi Km. Piccole colate laviche, nelle loro posizione originaria, si trovano nelle zone di Poggio Sasseta, Case Ceppetelle e Poggio Casano (Fig.2).
Rodilico (1935) suddivise il vulcano di Radicofani in tre zone o porzioni principali: i) la parte basale del Neck, ii) la sommità del Neck e iii) blocchi e colate laviche. Per ogni zona sono state effettuate indagini e datazioni radiometriche. Poggio Sasseta (1.303+/-0.005 Ma), Sommità del Neck (1.315+/-0.033Ma), base del Neck (1.22+/-0.06 Ma).

Vale la pena ricordare che la natura "vulcanica" di Radicofani fu accertata già nel 1722 quando il botanico ed abate, Pier Antonio Micheli, riconobbe che le rocce vescicolate alla sommità del Neck erano di origine vulcanica. La scoperta di Pier Antonio Micheli è una delle primissime testimonianze della scoperta di un edificio vulcanico in zone prive di vulcanismo attivo.

Le caratteristiche macroscopiche delle rocce che costituiscono il Neck sono molto variabili; alla base il Neck è costituito da rocce omogenee e massive (50-60 m di spessore) di colore grigio scuro con joint colonnare. Verso la sommità del Neck il grado di vescicolazione tende ad aumentare e si hanno strutture di flusso ed una maggiore alterazione. La sommità del Neck ha una morfologia pianeggiante poiché in epoca medievale fu livellata per costruire la fortezza di Radicofani.

Petrografia

Nonostante le ridotte dimensioni, le rocce del complesso vulcanico di Radicofani, presentano caratteristiche composizionali, petrografiche e geochimiche molto diverse. Le rocce variano da andesiti basaltiche a shoshoniti fino a rocce calcoalcaline ricche in K; alcune rocce infine hanno una composizione ultrapotassica.

Le andesiti basaltiche (ricche in K) sono rocce porfiriche (contenenti spesso glomerofiri) costituite da olivina (8-10 vol.%) spesso alterata da bowlingite/iddingsite, plagioclasio, clinopirosseno immersi in una pasta di fondo vetrosa contenente plagioclasio, clinopirosseno, ilmenite, feldspati alcalini, olivina e rara mica scura. Queste rocce si rinvengono nelle parti basali e intermedie del Neck.

Le shoshoniti (sia potassiche che ultrapotassiche) si rinvengono nelle parti sommitali del Neck e costituiscono la colata lavica di Poggio Sasseta. Sono rocce vescicolate e porfiriche. Rispetto alle andesiti basaltiche ricche in K, le shoshoniti sono caratterizzate dalla diminuzione del rapporto plagioclasio/feldspati alcalini e della % di fenocristalli di plagioclasio e da un aumento di mica scura nella pasta di fondo. Tra i fenocristalli, la fase dominante è l’olivina (8-12 vol. %).

Le latiti ultrapotassiche si rinvengono esclusivamente come blocchi sparsi attorno al Neck. Sono caratterizzate dalla scarsità di plagioclasio che è spesso presente solamente come microfenocristalli nella pasta di fondo. Si possono distinguere due facies principali:

La prima facies (Poggio Casano) è rappresentata da lave porfiriche con abbondante olivina (10 vol.%), spesso alterata da bowlingite/iddingsite e contenente inclusioni di spinello cromifero. La pasta di fondo è costituita da feldspati alcalini, clinopirosseno, mica scura, ilmenite, apatite, olivina, anfibolo, plagioclasio e vetro. La seconda facies (Case Ceppetelle) è caratterizzata da una tessitura olocristallina pecilitica con abbondanti cristalli di feldspato alcalino incolore e chiaro, con inclusioni di olivina, pirosseno, mica, anfiboli, ossidi di Fe-Ti e rari plagioclasi.

Le rocce di Radicofani contengono comunemente xenocristalli millimetrici di quarzo e talvolta aggregati quarzosi che possono raggiungere anche 1-2 cm. Gli xenocristalli di quarzo sono comunemente tondeggianti e circondati da una corona di reazione costituita da cristalli di pirosseno. Più raramente si rinvengono xenocristalli di cordierite e xenoliti contenenti andalusite+sillimanite+spinello verde+anortite.

Petrogenesi

La maggior parte delle rocce di Radicofani è costituita da shoshoniti ultrapotassiche associate ad andesiti basaltiche affioranti alla base del Neck. Il contenuto in K₂O dei prodotti di Radicofani è correlato positivamente con la variazione degli elementi in traccia e con la variazione isotopica.
Le rocce shoshonitiche e calcoalcaline alte in K sono molto differenti dalle shoshoniti, associate a rocce ultrapotassiche a leucite, che si rinvengono nella vicina Provincia Magmatica Romana. A Radicofani le shoshoniti sono caratterizzate da alti, e variabili, contenuti in elementi incompatibili ed hanno inoltre caratteristiche di prodotti legati a subduzione; si hanno alti contenuti in Ba, Ta, Nb, Ti, Cs, K, Th, U, Pb. Le shoshoniti ultrapotassiche inoltre presentano i più alti contenuti in elementi incompatibili e i più alti rapporti di ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr e i più bassi rapporti di ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd.

Sulla base di tutte queste caratteristiche, è stato ipotizzato che i magmi di Radicofani derivino da una sorgente mantellica peridotitica metamsomatizzata, e contenente vene metasomatiche derivanti da fluidi ricchi in K, generati da sedimenti portati in subduzione. Il progressivo innalzamento delle isoterme, a seguito della migrazione verso Est del fronte Appenninico, avrebbe favorito fenomeni di fusione parziale. Il progressivo aumento della fusione parziale avrebbe inizialmente consumato le vene metasomatiche (bassofondenti) generando liquidi ultrapotassici (lamproiti), successivamente la fusione parziale avrebbe interessato la peridotite metasomatica circostante, producendo liquidi intermedi (shoshoniti, liquidi calcoalcalini alti in K).

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Visione panoramica del Neck di Radicofani.

Visione panoramica del Neck di Radicofani.

Scoria vescicolata dalla sommità del Neck. Immagine tratta dal Museo di Storia Naturale dell'Accademia dei Fisiocritici (Siena).

Scoria vescicolata dalla sommità del Neck. Immagine tratta dal Museo di Storia Naturale dell'Accademia dei Fisiocritici (Siena).

Shoshonite afirica con xenolite metasedimentario (chiaro). Immagine tratta dal Museo di Storia Naturale dell'Accademia dei Fisiocritici (Siena).

Shoshonite afirica con xenocristallo centimetrico di quarzo. Immagine tratta dal Museo di Storia Naturale dell'Accademia dei Fisiocritici (Siena).

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• D’Orazio M (2003) The Radicofani volcano. In: Poli G, Perugini D, Rocchi S, and Dini A (eds), Miocene to Recent Plutonism and Volcanism in the Tuscan Magmatic Province, Period Mineral 72:183-193.
• Conticelli, S., Avanzinelli, R., Marchionni, S., Tommasini, S., & Melluso, L. (2011). Sr-Nd-Pb isotopes from the Radicofani Volcano, Central Italy: constraints on heterogeneities in a veined mantle responsible for the shift from ultrapotassic shoshonite to basaltic andesite magmas in a post-collisional setting. Mineralogy and Petrology, 103(1-4), 123-148.

Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo olocristallina costituita da sanidini (incolori) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo olocristallina costituita da sanidini (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelel, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo olocristallina costituita da sanidini (incolori) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo olocristallina costituita da sanidini (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelel, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo olocristallina costituita da sanidini (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelel, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo scheletrico di olivina (alterato da iddingsite) immerso in una pasta di fondo olocristallina costituita da sanidini (incolori) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristallo scheletrico di olivina (alterato da iddingsite) immerso in una pasta di fondo olocristallina costituita da sanidini (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristallo di pirosseno immerso in una pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (incolori) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi in una pasta di fondo costituita da cristalli pecilitici di sanidino (grigio I ordine) con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo pecilitico di sanidino (con numerose inclusioni di piccoli pirosseni e altri minerali) nella pasta di fondo. Latite ultrapotassica, Case Ceppetelle, Radicofani. Immagine a NX, 20x (lato lungo = 1mm)
Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno (incolore, alto rilievo) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (privi di alteratazione) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di olivina (privi di alteratazione) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno (incolori, alto rilievo) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno (incolori, alto rilievo) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Aggregato quarzoso, con corona di reazione di pirosseni. Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Aggregato quarzoso (grigio I ordine), con corona di reazione di pirosseni. Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Aggregato quarzoso, con corona di reazione di pirosseni. Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Aggregato quarzoso (grigio I ordine), con corona di reazione di pirosseni. Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo scheletrico di olivina (alterata da iddingsite) immerso un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristallo scheletrico di olivina (alterata da iddingsite) immerso un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli scheletrici di olivina (alterata da iddingsite) immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di olivina (alterata da iddingsite) e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo ricca in feldspati (sanidino > plagioclasio). Shoshonite, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli scheletrici di olivina e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo vetrosa e molto vescicolata. Scoria, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli scheletrici di olivina e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo vetrosa e molto vescicolata. Scoria, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo vetrosa e molto vescicolata. Scoria, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)
Cristalli di olivina e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo vetrosa e molto vescicolata. Scoria, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di olivina e cristalli di pirosseno immersi un una pasta di fondo vetrosa e molto vescicolata. Scoria, Radicofani. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristallo scheltrico di olivina immerso un una pasta di fondo vetrosa e molto vescicolata. Scoria, Radicofani. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)
Cristallo scheltrico di olivina immerso un una pasta di fondo vetrosa. Scoria, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristallo scheltrico di olivina immerso un una pasta di fondo vetrosa. Scoria, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Cristalli di olivina immersi un una pasta di fondo vetrosa. Scoria, Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)
Xenocristallo di quarzo circondato da una corona di reazione di pirosseni. Radicofani. Immagine a N//, 10x (lato lungo = 2mm)	Xenocristallo di quarzo circondato da una corona di reazione di pirosseni. Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)	Xenocristallo di quarzo circondato da una corona di reazione di pirosseni. Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
Xenocristallo di quarzo circondato da una corona di reazione di pirosseni. Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Xenocristallo di quarzo circondato da una corona di reazione di pirosseni. Radicofani. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)	Corona di reazione di pirosseni attorno a xenocristallo di quarzo. Radicofani. Immagine a NX, 10x (lato lungo = 2mm)