MAGMA STORAGE, ASCENT AND DEGASSING HISTORIES TRACED BY TEXTURES AND CHEMICAL ZONING IN CRYSTALS: APPLICATION TO THE CO2-RICH BASALTIC SYSTEM OF MT. ETNA VOLCANO

Un ampio dataset costituito da crystalli di plagioclasio ed olivina relativo alle lave emesse durante l attività parossistica tra il 2011 e il 2013 al vulcano Etna, è stato utilizzato per definire le modalità e le scale temporali dei processi di residenza e trasferimento dei magmi in superficie. I cristalli di plagioclasio mostrano al nucleo e al bordo sia tessiture di equilibrio che di disequilibrio, le quali testimoniano storie complesse di crystallizzazione dei magmi in condizioni fisico-chimiche variabili. Cristalli con differenti caratteristiche tessiturali sono stati analizzati tenendo in considerazione le variazioni in elementi maggiori (An), minori (Fe e Mg) e in traccia (Sr/Ba) lungo l intero profilo composizionale. In particolare, il rapporto Sr/Ba in cristalli di plagioclasio caratterizzati da zonatura oscillatoria ha rivelato la presenza all interno del feeding system Etneo di volumi magmatici a basso contenuto in Sr, i quali preservano una signature geochimica simile a quella dei prodotti che hanno alimentato l attivita storica, pre-1971, dell Etna. L analisi della zonatura di Fe e Mg rispetto all anortite in corrispondenza delle tessiture di tipo sieve presenti ai bordi del plagioclasio indicano, inoltre, che processi di gas-flushing hanno avuto un ruolo dominante nell innesco delle eruzioni parossistiche, portando ad una rapida intensificazione dell intensità eruttive fino alla fase di fontanamento. Nel tentativo di interpretare il range di tessiture e composizioni osservate nei campioni naturali, sono stati eseguiti esperimenti che riproducono i processi di CO2-flushing a differenti livelli del plumbing system Etneo. Da un campione iniziale, cristallizzato in presenza di una fase fluida costituita unicamente da H2O, due set di esperimenti sono stati condotti a 1080°C e alla pressione di 300 Mpa e 100Mpa, utilizzando una miscela in volatili a diversa concentrazione di H2O e CO2. I risultati mostrano che in condizioni di alta pressione la migrazione di gas ricchi in CO2 favorisce la dissoluzione di plagioclasio e, pertanto, questo processo puo essere considerato uno dei principali meccanismi responsabili dello sviluppo di tessiture di disequilibrio al nuocleo dei plagioclasi. Lo stesso processo a pressione inferiore o uguale a 100 Mpa ha effetto principalmente sulla stabilità del clinopirosseno, e è causa principale del loro riassorbimento. La modellizzazione della diffusione dello stronzio in plagioclasio ha permesso di calcolare il tempo massimo di residenza dei magmi nel periodo 2011-2013. I tempi calcolati variano da 5 a 31 anni, suggerendo tempi di stazionamento brevi i e rapide dinamiche di risalita in superficie. Inoltre, attraverso la diffusione del Li in plagioclasio è stato possibile determinare le scale temporali di risalita e degassamento sin-eruttivo dei magmi. I risultati indicano tempi di risalita variabili tra 20 e 30, corrispondenti a velocità di 50-75 m/s per gli episodi parossistici del periodo 2011-2013. La zonatura compositionale delle olivine messo in evidenza numerosi processi di interazione di magmi compositionalmente divers che risiedono a differenti livelli crostali, i cui parametri termodinamici sono stati determinati attraverso modellizzazioni MELTS. Da un serbatoi profondo, localizzato a profondità pari a ~600 MPa, magma primitivo (M1) di composizione Fo84 risale in superficie intercettando inizialmente il magma M2 (Fo80-82) residente a ~390 MPa, e/o il magma M3 (Fo78; ~250 MPa) ed, in seguito, M4 (Fo75-76; ~140 MPa) ed M5 (Fo70-73; ~40 MPa). Modellizzando la diffusione della componente Fe-Mg dei cristalli di olivina sono stati definiti i tempi di trasferimento e residenza dei magmi a diversi livelli crostali. i quali variano da ~1 a 18 mesi. Correlando i tempi ottenuti con le profondità di stazionamento di ciascun ambiente magmatico appare chiaro come le dinamiche magmatiche che hanno preceduto i parossismi del 2011-2013 siano variabili, ma anche estremamente veloci.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2017

Author dc:creator

• GIUFFRIDA, MARISA

Contributors dc:contributor

• VICCARO, MARCO
• DI STEFANO, Agata

• basaltic volcanoes, CO2-flushing, degassing, diffusion, Etna volcano, timescales

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/582807

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/582807