Il Vulture
Il Monte Vulture (1326 m ) è un complesso vulcanico di età pleistocenica situato nella porzione meridionale della catena appenninica nel comprensorio dei comuni di Rionero in Vulture, Barile, Melfi e Rapolla nella provincia di Potenza.Il Vulture si trova in corrispondenza del fronte compressivo della catena appenninica sul versante Apulo, a differenza della degli altri vulcani Plio-Quaternari italiani che si impostano sul versante Tirrenico.
Da prospezioni gravimetriche per esplorazioni geotermiche si è visto che il vulcano si imposta su una struttura tipo horst- graben ricoperta da sedimenti Plio-Pleistocenici derivanti dallo smantellamento della catena appenninica (Ricchetti, 1980; Ciaranfi et al., 1983).
Il vulcano è delimitato da due bassi morfologici, ad Ovest quello del Fiume Ofanto che scorre nell'omonimo graben a direzione ENE - WSW, e ad Est quello della fiumara dell'Arcidiaconata con direzione N-S .
Il complesso vulcanico del Vulture si differenzia sostanzialmente da tutti gli altri vulcani quaternari italiani sia dal punto di vista geologico - geografico sia da quello geochimico-geodinamico; Il Vulture infatti, si trova sul margine Apulo della catena appenninica mentre la quasi totalità del vulcanismo quaternario ha interessato il versante Tirrenico, ed inoltre suoi prodotti presentano delle caratteristiche uniche nel panorama del magmatismo italiano.
Agli inizi del 1900 il Vulture venne inserito nella provincia magmatica Romana per la sua vicinanza con le manifestazioni vulcaniche campane, non tenendo conto delle diverse caratteristiche geochimiche/petrografiche che lo contraddistinguono dagli altri vulcani della PMR (Washington, 1906).
Con il passare degli anni e con il miglioramento delle tecniche a disposizione dei vulcanologi e petrologi, si è trovato più opportuno isolare il Vulture dalla provincia magmatica Romana ed inserirlo nella Provincia Magmatica Intra- Appeninica;
non a caso vi si rinvengono prodotti ad affinità carbonatitico-melilitiche presenti in molti centri eruttivi della Provincia Magmatica Intra- Appeninica come San Venanzo-Pian di Celle e Polino (in provincia di Terni), Cupaello (Rieti), Grotta al Cervo (L’Aquila), Colle Fabbri (Perugia) (Lavecchia et al., 1996-2000; Stoppa et al., 1997).
Immagine 1: Localizzazione del complesso del Monte Vulture. (D'orazio 2007)
I prodotti del vulture
I prodotti del Monte Vulture presentano delle caratteristiche geochimiche simili a quelle della Provincia Magmatica campana (PMC), hanno ovvero affinità con serie potassiche e ultrapotassiche, sono fortemente sottosaturi in silice, hanno un impronta di ambiente subduttivo con anomalie negative di Ta, Nb, Hf, P e Ti anche se quest’ultima risulta meno marcata rispetto ai prodotti della PMToscana e della PMRomana.Pur assomigliando ai magmi della PMC, quelli del Vulture presentano delle caratteristiche differenti come:
• attenuazione dell’anomalia negativa di Ta e Nb che risulta molto meno marcata rispetto alle rocce della PMC (che già presentano questa attenuazione rispetto alla PMR e PMT);
• forti arricchimenti relativi di Na, P, Th, U e Pb;
• alti valori di LREE;
• anomalie negative di Rb e K;
• basso rapporto LILE/HFSE.
Tali particolarità geochimiche si rispecchiano anche nella mineralogia dei prodotti;
infatti che nelle rocce del Vulture si rinviene in prevalenza l’haüyna (feldspatoide sodico) a discapito dei feldspatoidi potassici (leucite, ecc.) comuni in alcune delle altre province magmatiche italiane (De Fino et al., 1982; Stoppa et al., 2002; Di Muro et al., 2004).
Le litologie predominanti sul Monte Vulture sono composte da rocce ad affinità basanitica fino a trachifonolitica (Hieke Marlin, 1967; Melluso et al., 1996; Peccerillo, 2005; ecc.); prodotti più primitivi rinvenuti sul Vulture sono delle basaniti con 13% di MgO (Beccaluva et al., 1994) caratterizzate da valori di Na più alti rispetto ai prodotti analoghi della PMR. Un’ulteriore particolarità dei prodotti del Vulture è che fasi come il plagioclasio e l’olivina sono quasi o del tutto assenti.
Queste significative differenze tra il magmatismo del Vulture e quello italiano (Plio-Pleistocenico) implicano che via sia una differenza tra le sorgenti dei magmi stessi; secondo molti autori il mantello al di sotto del Vulture potrebbe aver subito dei processi di ibridazione da varie componenti, come da una plume, o da un mantello a diversa composizione, o da crosta continentale, ecc.
Magmatogenesi del Vulture
La genesi dei magmi del Vulture è un tema molto dibattuto;numerose sono infatti le tesi proposte da vari autori che hanno studiato questo vulcano. E’ interessante notare che vengono proposti dei modelli magmatogenetici che spaziano da genesi legate a plume, ad altre correlate a fenomeni convergenti fino a meccanismi di assimilazione alto-crustali.
Il Vulture si trova nelle vicinanze o addirittura oltre il fronte compressivo della catena appenninica;
risulta chiaro che per questi vulcani l’origine dei magmi è da ricollegarsi a processi diversi rispetto a quelli ipotizzati per la gran parte del magmatismo Plio-Pleistocenico italiano.
La necessità di inserirlo in una provincia magmatica a se stante nasce dal fatto che i suoi prodotti hanno caratteristiche ‘ibride’ tra magmi di origine subduttiva e di derivazione mantellica tipo MORB.
Un dato utile per meglio definire l’origine dei magmi del Vulture è quella che ci perviene dal contesto tettonico sul quale s’imposta; infatti il Vulture si trova sull'intersezione di due sistemi di faglie: appenniniche a vergenza NW-SE e anti-appenniniche NE-SW (Ofanto-Sele) (Ciaranfi et al., 1983).
Modelli relazionati alla presenza di una plume:
Secondo questi modelli il magmatismo italiano (e mediterraneo in generale) sarebbe da ricollegarsi alla presenza di una grossa plume al di sotto dell’area mediterranea che si estenderebbe verso ovest al di sotto della Sardegna e della Corsica, verso nord al di sotto delle Alpi Occidentali e verso est al di sotto della penisola italiana. (fig. 1.23) (Vollmer 1976, Gasperini et al., 2002; Bell et al., 2004; Lavecchia et al, 2006).
le variazioni nelle composizioni isotopiche dei magmi italiani sono quindi da attribuite alla fusione parziale di una testa di plume isotopicamente eterogenea. La presenza di una tettonica estensionale attiva, di un assottigliamento litosferico e di emissioni di CO2 profonde, aggiungono un maggior supporto all’ipotesi di una plume mantellica al di sotto dell’Italia a discapito di quella della subduzione (Bell et al., 2004). Lavecchia et al. (2005) afferma inoltre che l’espansione della plume (fase di doming) sia la causa principale della formazione dei trust della catena appenninico- maghrebina.
Quest’ipotesi ha trovato una dura critica da parte della comunità scientifica, visto che la quasi totalità degli autori che hanno trattato il tema ritengono che non vi sia nessuna plume al di sotto dell’area mediterranea.
Dal punto di vista geochimico e isotopico, Peccerillo (2005) asserisce che l’ipotesi della presenza di una plume per la genesi del magmatismo italiano proposta da Bell et al. (2004) risulta scientificamente meno probabile rispetto a quella legata alla subduzione in quanto nasce da una limitata visione del problema prendendo in considerazione quasi esclusivamente i dati isotopici dello Sr- Nd- Pb e ignorando i molti altri dati petrologici e geochimici che contraddistinguono le caratteristiche primarie del magmatismo italiano, come ad esempio la presenza di impronte tipiche di arco, con anomalie negative di HFSE e alti rapporti LILE/HFSE (Peccerillo, 2005).
Immagine 2: Modello cinematico della plume.
Legenda: 1) Crosta e mantello litosferico; 2) astenosfera nomale e arricchita (puntinato); 3) Mesosfera; 4) Testa della plume impoverita e degassata intrappolata
nella zona di transizione. I colori indicano il decremento della temperatura dal nucleo verso l’esterno (da Lavecchia et al., 2006).
Modello dello slab detachment:
Secondo De Astis et al. (2006) la particolare composizione dei magmi del Vulture sarebbe da ricollegarsi alla presenza di una finestra orizzontale nella placca Apula che permetterebbe un flusso di mantello da oriente (‘Eastern Inflow’) (fig. 26) (De Astis et al., 2006).
La presenza di uno slab detachment nella placca Apula sarebbe evidenziata da studi di tomografia sismica (Wortel et al., 2000; Panza et al., 2007); il detachment sarebbe iniziato tra 8-9 Ma ad una profondità superiore ai 130 km al di sotto dell’Appennino Settentrionale, mentre sarebbe molto più recente nell’Appennino meridionale, ipotizzando quindi una ‘migrazione’ del detachment come conseguenza dello slab pull e dei movimenti di rollback (Wortel et al., 2000).
I dati raccolti da De Astis et al. (2006) mostrano che i magmi del Vulture e quelli della PMC rientrano nel range di composizioni isotopiche delineato da tre end-member:
uno con caratteristiche mantelliche (OIB), uno composto da materiale crustale proveniente dalla placca Apula ed infine uno tipo MORB che avrebbe influenzato parzialmente anche alcuni magmi mafici della PMC (Procida e Vesuvio).
L’impronta di arco deriverebbe dall’apporto di materiale da parte della placca Apula, mentre l’origine delle caratteristiche mantelliche potrebbero essere dovute ad un flusso di mantello da est (ovvero di mantello africano) che passa attraverso la finestra orizzontale della placca Adria (De Astis et al., 2006).
Immagine 3: Disegno 3D dell'Italia meridionale e del Tirreno. La presenza dello slab detachment deriva da studi di tomografia sismica. (De Astis et al., 2006)
Modello della finestra verticale:
Nelle zone di subduzione si assiste spesso a fenomeni di rollback della placca, legati sia alla morfologia della placca in subduzione, sia alla presenza di anisotropie composizionali/strutturali e sia alla pressione esercitata dal flusso di mantello sulla placca stessa (Doglioni, 1993).
Prima della messa in posto dei prodotti del Vulture, la velocità di rollback della placca Apula ha subito un forte rallentamento, causando sia una diminuzione della velocità di accrescimento della catena, sia un cambio di regime tettonico;
si passa infatti da una tettonica compressiva a una estensionale (Hippolyte et al., 1994).
Queste differenze di velocità sono dovute alle marcate differenze strutturali e composizionali riscontrabili lungo la placca Adria (Calcagnile et al., 1981; Doglioni et al., 1997).
La differenza di velocità di rollback, unita alla pressione del flusso di mantello ("eastward mantle flow") provoca anche altri effetti; mentre nella gran parte dell’avampaese appenninico si hanno fenomeni di subsidenza, nella zona del Vulture si assiste a fenomeni di sollevamento (Doglioni et al., 1997).
Quest’innalzamento, noto come "Apulian swell", si suppone sia generato dall’arretramento della cerniera della grande anticlinale formata dalla placca Apula.
Differenti velocità di rollback possono generare la presenza di finestre verticali ("transfer fault") nella slab in subduzione (Doglioni et al., 1994; Schiattarella et al., 2005; D’Orazio et al., 2007).
Si ritiene infatti che i sistemi di faglie più importanti che hanno permesso la risalita di fusi mantellici siano quelli legati all’accomodamento delle differenti velocità di rollback della placca Apula in subduzione come le transfer faults delle Tremiti, di Mattinata e quelle dell’Ofanto ("Tremiti, Mattinata and Ofanto line") (D’Orazio et al., 2007).
La presenza di una finestra verticale permetterebbe la risalita di fusi di derivazione mantellica e spiegherebbe anche il basso grado di fusione parziale subito dal mantello stesso nella genesi dei prodotti alcalini e fortemente sottosaturi del Vulture (2 GPa con alto rapporto CO2/H2O) (Eggler, 1978; D’Orazio et al., 2007).
Quest’ipotesi è in realtà molto simile all’ipotesi dello slab detachment, a prima vista infatti cambia solo la geometria della finestra (da una finestra verticale ad una orizzontale).
D’Orazio et al. (2007) affermano che è preferibile l’interpretazione geodinamica di una finestra verticale rispetto a quella della presenza di una finestra orizzontale in quanto quest’ultima implicherebbe una ben più forte contaminazione delle sorgenti dei magmi del Vulture e della penisola italiana in generale (la finestra orizzontale implicherebbe una superficie di apertura notevolmente maggiore rispetto a quella verticale).
Immagine 4: Schema 3D della finestra verticale al di sotto dell' Appennino Meridionale. Il flusso di mantello arricchito in fluidi/ fusi dalla placca Apula in subduzione potrebbe essere fluito nella finestra verticale e avere alimentato il Vulture. T: Tremiti line (E-W); M: Mattinata line (E-W); O: graben dell’Ofanto (ENE- WSW) (da D’Orazio et al., 2007)
Storia evolutiva del Monte Vulture
L’inizio dell’attività del Vulture è stimata intorno a 740 ka con la messa in posto di dicchi fonolitici seguiti da due eruzioni ignimbritiche; a questa fase iniziale si aggiunge anche la formazione della caldera del sintema di Foggianello (Giannandrea et al., 2006). L’attività del Vulture è continuata fino a circa 140 ka con la messa in posto dei prodotti legati ai maar di Monticchio (sintema dei Laghi di Monticchio) alternando fasi di intensa attività sia vulcanica che tettonica, a lunghe fasi di quiescenza (Caggianelli et al., 1990; Buettner et al., 2006).La storia evolutiva del Monte Vulture viene comunemente suddivisa in tre stadi principali:
Prima fase
La prima fase è caratterizzata dalla messa in posto di dicchi e di due eruzioni ignimbritiche distinte (740±7 ka), separate da paleosuoli e da superfici di erosione, In questa fase si assiste inoltre alla messa in posto del duomo fonolitico (ad haüyna) di Toppo San Paolo (673± 19 ka).
Seconda fase
Nella seconda fase si passa da un’attività di tipo fissurale ad una di tipo centrale. Si assiste alla costruzione vera e propria del’edificio vulcanico con la messa in posto di depositi di flusso piroclastico e di caduta (derivati da attività esplosive riconducibili al Subsintema di Rionero), alternati a colate laviche (tefriti, tefriti fonolitiche, foiditi, basaniti, ecc.). In questa fase si assiste inoltre alla messa in posto del duomo di Melfi (datato a 573± 4 ka) (Brocchini et al., 1994); la fine di questa attività è datata a circa 573 ka (Buettner et al., 2006).
Terza Fase
Nella terza ed ultima fase l’attività tettonica è predominante su quella vulcanica, si assiste infatti al collasso della parte occidentale dell’edificio con la formazione di una depressione indicata come Valle dei Grigi che è stata datata a circa 500 ka (La Volpe et al., 1991) e a una fase vulcanica tardiva (484 ka) che segna la fine dell’attività del vulcano composito (Brocchini et al., 1994). La ripresa dell’attività vulcanica è stimata a circa 141± 11 ka con la formazione dei due maar dei Laghi di Monticchio.
In quest’ultima fase di attività si assiste anche alla messa in posto dei prodotti ad affinità melilititica e carbonatitica.
Immagine 5:
1) Messa in posto delle ignimbriti basali e del criptoduomo di Toppo San Paolo
2) Formazione dell'edificio principale
3) prevalenza dei fenomeni vulcano-tettonici e messa in posto dei prodotti finali (modificato da Boenzi et al., 1987)
Immagine 6:
L'edificio del Monte Vulture.
Immagine 7:
Schema magmatologico/strutturale del Monte Vulture.
Immagine 8:
I Maar di Monticchio.
Bibliografia
Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
- La genesi delle carbonatiti del Vulture: "Informazioni dallo studio dell’associazione di xenoliti mafici ed ultramafici delle carbonatiti di Vallone Toppo di Lupo, Monte Vulture, Basilicata, Italia" (Rolando Matteoni lavoro di tesi A.A 2008/2009)