PETROGENESI DEGLI AMBIENTI GEODINAMICI

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2016/2017
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2016/2017
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Crediti: 
8
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
59
Prerequisiti: 

Conoscenze di base di petrografia, geodinamica e geologia strutturale. Conoscenze di base di geochimica e dei principi fondamentali di termodinamica.

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Esame orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso intende fornire conoscenze avanzate sui processi petrologici che caratterizzano l’evoluzione chimica e tettonica della litosfera nei principali ambienti geodinamici, con particolare riferimento ai margini attivi e alle catene orogeniche. Obiettivo del corso è fornire agli studenti un approccio multidisciplinare, volto ad integrare le informazioni derivanti dalla petrologia con studi di terreno geodinamici e strutturali. Le lezioni tratteranno lo studio dei diagrammi di fase ed equilibri di fase in sistemi chimici rappresentativi delle litologie presenti in zone di basamento metamorfico, crosta oceanica e mantello litosferico. Verrà approfondito lo studio degli equilibri metamorfici che avvengono in contesti orogenici con particolare riferimento alle zone di subduzione, il ruolo delle fasi fluide nello sviluppo di reazioni metamorfiche, e come mezzi di trasferimento di elementi dalla placca in subduzione verso il mantello sopra-subduzione, con conseguente processo di rifertilizzazione del mantello e produzione di magmatismo. Le lezioni affronteranno inoltre esempi di casi di studio reali riferiti principalmente all’area Mediterranea.

Contenuti

Approfondimento dei principali processi metamorfici che interessano la litosfera oceanica e continentale in contesti geodinamici fossili. Evoluzione delle rocce di basamento esposte nella catena Alpina, metamorfismo nelle zone di subduzione e ruolo delle fasi fluide nei processi di rifertilizzazione e fusione parziale del mantello sopra-subduzione. Magmatismo legato alla geodinamica recente dell’area Mediterranea.

Programma esteso

Domini paleotettonici delle Alpi Occidentali, metamorfismo ed evoluzione geodinamica. Dorsali oceaniche attuali e fossili. Ofioliti dell'oceano Ligure-Piemontese. Evoluzione pre-oceanica del mantello e peridotiti affioranti nell’unità Erro Tobbio (Alpi Liguri). Geochimica degli elementi maggiori e in traccia delle peridotiti durante la loro esumazione, evoluzione geodinamica e costruzione di un diagramma P-T. Processi di serpentinizzazione di un mantello oceanico. Evoluzione delle serpentiniti dell’unità Erro Tobbio dallo stadio oceanico a quello di alta pressione. Disidratazione dell'antigorite (caso del Cerro de Almirez, Cordigliera Betica) ed evoluzione composizionale dei fluidi metamorfici durante la disidratazione del mantello oceanico in subduzione. Diagrammi di fase di sistemi ultramafici e cenni di petrologia sperimentale. Costruzione di percorsi metamorfici P-T-t. Modelli termici, di viscosità e stabilità delle fasi durante la subduzione di litosfera oceanica. Destabilizzazione dell'antigorite e doppia zona sismica in zone di subduzione. Introduzione allo studio delle inclusioni fluide, classificazione e microstrutture. Principi di microtermometria, concetto di isocora ed equazione di stato. Applicazione in natura a fluidi di alta pressione prodotti dal breakdown dell'antigorite. Caratterizzazione geochimica dei fluidi rilasciati nel mantello e partizionamento degli elementi. Stabilità delle fasi idrate in sistemi mafici e processi di devolatilizzazione durante la subduzione di crosta oceanica (caso delle meta-ofioliti del Monviso e metasedimenti di Zermatt-Saas, Lago di Cignana e Schistes Lustree). Riciclaggio di elementi in traccia e carbonio nelle zone di subduzione. Natura dell'interfaccia slab-mantello e interazione fasi fluide-peridotiti (caso della catena di Dabie, Cina). Natura e caratteristiche delle fasi fluide ad altissima pressione, fluidi supercritici e second critical end-point. Trasferimento di elementi in traccia e volatili nel mantle wedge (caso delle peridotiti a diamante di Bardane, Norvegia)
1) Introduzione allo studio delle rocce ignee: Composizione dei magmi, processi di differenziazione, assimilazione; Magma Mixing/ibridizzazione, Fusione parziale. 2) Modellizzazione petrogenetica: Diagrammi di fase ternari con fusione congruente ed incongruente e proiezioni del sistema Ne-Fo-Di-Si (Yoder e Tilley). 3) Processi di metasomatismo e di fusione parziale del mantello: Metasomatismo modale, criptico e processi di rifertilizzazione. Caratteristiche geochimiche e origine degli agenti metasomatici. 4) Geochimica e Geodinamica: Comportamento degli elementi in traccia nei processi di fusione e cristallizzazione. Spider diagrammi. Sistematica degli isotopi radiogenici e stabili; HIMU, EMI, EMII, FOZO reservoirs di mantello e relazioni con PM. Elementi in tracce e isotopi come traccianti geodinamici. 6) Il magmatismo recente italiano. Inquadramento geodinamico dell’area del Mediterraneo occidentale dal Miocene all’attuale. Il magmatismo orogenico ed anorogonenico dell’Italia centro-meridionale. Evoluzione del mantello, genesi del magmatismo e geodinamica. 7) Ingassing e outgassing di carbonio Terrestre in Italia.

Bibliografia consigliata

Dispense fornite dal docente.
E’ consigliata la consultazione del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
- SPEAR F.S. (1993) - Metamorphic phase equilibria and pressure-temperature-time paths. Mineralogical Society of America Monograph, Mineralogical Society of America, Washington, D.C.
- PECCERILLO A. (2005) - Pliocene and Quarternary Volcanism in Italy. Springer, Berlin. ISBN-13: 9783540258858.

Metodi didattici

- Lezione frontale
- Attività di campo

Contatti/Altre informazioni

Sul sito web: www.geo.unimib.it nell'area didattica è possibile trovare informazioni sul c.v. del docente, il n° di telefono dello studio, la sede universitaria o di lavoro, l’orario di ricevimento studenti e l’indirizzo e-mail.