La transizione dal magmatismo calc-alcalino a quello alcalino nell'areale mediterraneo: sorgenti di mantello ed evoluzione geodinamica

anorogenici dell'areale Mediterraneo attraverso un approccio sistemico integrato che confronti da una parte i risultati degli studi petrologici sui magmi basici e dall'altra quelli ottenuti dagli studi sugli xenoliti di mantello. Questo approccio sarà ulteriormente integrato da dati paleomagnetici sulle rocce sedimentarie delle stesse aree di studio che permetteranno di capire i meccanismi di formazione e migrazione degli archi vulcanici in relazione ai movimenti sia verticali che laterali del mantello sottostante. Nel Mediterraneo centro-occidentale coesistono entrambe le tipologie magmatiche, orogeniche e anorogeniche, legate da relazioni spazio/temporali significative. Pertanto questo areale risulta particolarmente favorevole allo sviluppo del presente programma di ricerca. In alcune situazioni i magmi anorogenici alcalino-sodici (più raramente tholeiitici) seguono, in un intervallo di tempo variabile da pochi milioni di anni (Ma) a ca. 15Ma, quelli calc-alcalini orogenici (successione calc-alcalina->alcalino-sodica; CA-NA). In altre invece i magmi calc-alcalini passano senza soluzione di continuità a quelli potassici ed ultrapotassici (successione calc-alcalina->alcalino-potassica e ultrapotassica; CA-KA-UK). Nelle stesse aree dei materiali di mantello (noduli o xenoliti) si rinvengono spesso nelle lave alcalino-sodiche della prima successione. Essi manifestano comunemente un metasomatismo di tipo alcalino entroplacca, ma, in taluni casi, registrano una successione analoga a quella riscontrata nei magmi, ovvero il metasomatismo di tipo alcalino entroplacca è preceduto da uno di tipo suprasubduttivo. Per quanto riguarda la parte magmatica il progetto affronterà lo studio delle caratteristiche petrologiche sia dei magmi basici orogenici da calc-alcalini a potassici ed ultrapotassici che di quelli anorogenici di tipo alcalino sodico e, più raramente, di tipo tholeiitico. L'obiettivo principale sarà quello di ricostruire le caratteristiche petrologiche delle sorgenti di mantello da cui questi magmi derivano, attraverso la modellistica geochimica, ovvero le loro diverse paragenesi e i loro corredi geochimici elementari ed isotopici, di norma arricchiti rispetto ad una sorgente primordiale di riferimento. Per quanto riguarda la parte riguardante gli xenoliti di mantello il progetto di ricerca prevede l'approfondimento dello studio di materiali di mantello che mostrano un metasomatismo di tipo alcalino entroplacca che possano però evidenziare anche markers geochimici di tipo soprasubduttivo. Questa situazione è già stata rinvenuta in due località del Mediterraneo centro-occidentale e gli studi proseguiranno per meglio individuare sia il ruolo svolto dai sedimenti nel processo di arricchimento che le relazioni temporali tra i due eventi metasomatici. Si inizierà inoltre lo studio di nuove località dove la successione magmatica registra una tendenza verso prodotti più recenti con caratteri orogenici e che si spera di rinvenire anche nella sequenza metasomatica degli xenoliti associati. Anche in questo caso si procederà all'identificazione delle caratteristiche petrografiche e geochimiche del mantello nell'ambiente sia entroplacca che suprasubduttivo. Questi risultati saranno confrontati con quelli ottenuti dallo studio dei magmi. Questo confronto permetterà in definitiva di vincolare con un approccio sinergico convergente la natura degli agenti metasomatici percolanti nei due principali ambienti tettono-magmatici, e le loro relazioni con i materiali portati nel mantello dalla subduzione. Successivamente si cercherà di comprendere i processi che permettono in un lasso di tempo così breve (1-15Ma) la sostituzione (successione CA-NA) o il progressivo arricchimento (successione CA-KA-UK) dei materiali di mantello. A questo scopo si affiancherà alla problematica petrologica anche una modellizzazione geodinamica basata sulla acquisizione dei dati paleomagnetici che aiuti a comprendere i meccanismi di formazione degli archi orogenici e i conseguenti processi di sostituzione di materiale di mantello attraverso modelli tipo "slab-window". La sistematica isotopica in situ (principalmente Re/Os su solfuri) potrà anche aiutare a vincolare l'età degli eventi registrati nel mantello che potrà essere utilmente confrontata con quella delle successioni magmatiche e sedimentarie rinvenute in superficie. Gli studi petrologici dei magmi e dei materiali di mantello e quelli paleomagnetici sui sedimenti saranno sviluppati sulle stesse località al fine di migliorare il confronto interdisciplinare e di ottimizzare i risultati. Le aree di studio sono Italia Centro-meridionale e insulare, Cordigliera Betica e Isola di Maiorca (Spagna), Provenza e Corsica (Francia) e Africa nord-occidentale.