Assetto strutturale ed evoluzione dei fluidi sintettonici nell'area di Gorfigliano (A. Apuane)

E’ stato effettuato uno studio meso e micro strutturale della zona di Gorfigliano situata nel settore nord-orientale delle Alpi Apuane. Per meglio comprendere l’evoluzione strutturale della zona esaminata ed avere ulteriori indicazioni sul percorso P-T esistente durante i diversi eventi deformativi è stata svolta un’analisi della deformazione progressiva con lo studio dei sistemi di vene sintettoniche e su campioni idonei, prelevati da tre sistemi di vene principali, è stato svolto uno studio delle inclusioni fluide. L’analisi strutturale ha evidenziato che l’attuale assetto è il risultato dell’interferenza di tre fasi deformative: la fase D1 e la fase D2 sviluppatesi in regime tettonico di tipo compressivo e la fase D3 sviluppata in un contesto tettonico estensionale. La fase D1 è responsabile dello sviluppo di pieghe isoclinali a piano assiale suborizzontale, caratterizzate da fianchi assottigliati e cerniera ispessita (classe 1C e 2 della classificazione di Ramsay, 1967), con assi A1 orientati N120 ed immergenti mediamente di 30° verso NW. A questa fase è sempre associata una foliazione S1 di piano assiale. Durante la fase D1 si è avuta anche estensione dei fianchi delle pieghe F1 che ha portato alla formazione di numerosi buodins asimmetrici sul Calcare Selcifero che sono stati utilizzati, secondo il metodo descritto da Goscombe e Passchier (2002), come indicatori cinematici del senso di taglio. Attraverso quest’analisi non è stato comunque possibile stabilire un senso di taglio sicuro. La fase D2 sviluppa pieghe con angolo di apertura variabile da circa 30° fino a più di 70° con piano assiale in direzione N110-130 e N40-50 immergenti sia a NW sia a SW con angoli variabili tra 50 e 90°. Sono pieghe sia asimmetriche (classe 1B e 1C della classificazione di Ramsay, 1967) sia dritte (classe 2 di Ramsay, 1967) che sviluppano una foliazione di piano assiale evidente solamente nei livelli a maggior componente pelitica. La terza fase deformativa è associata allo sviluppo di pieghe blande a piano assiale poco inclinato (20-30°) riferibili alla classe 1B (Ramsay, 1967). La direzione degli assi A3 è N120-130 con immersione di circa 30° a NW. Sulla foliazione S1 è stata osservata la ricristallizzazione sincinematica di quarzo, muscovite, clorite, plagioclasio e raramente epidoto mentre le foliazioni S2 e S3 sviluppano, nei livelli a maggior componente argillosa, un’associazione costituita esclusivamente da fillosilicati (mica chiara e clorite). L’analisi meso e micro strutturale ha permesso di riconoscere i seguenti tipi di vene sviluppatesi durante le prime due fasi deformative: 1) Vene tipo Ia : sono vene a composizione esclusivamente quarzosa che cristallizzano durante la fase D1 negli spazi di riempimento tra boudins sviluppati all’interno della formazione del Calcare Selcifero. 2) Vene tipo Ib : anche in questo caso sono vene sviluppate durante la fase D1. sono state riconosciute all’interno della formazione degli Scisti Sericitici e sono composte principalmente da quarzo e subordinatamente da clorite ed ematite. 3) Vene tipo II : queste vene, composte esclusivamente da quarzo, sono state attribuite alla fase D2 e sono state riconosciute nelle formazioni dei Diaspri e Calcescisti. Si sviluppano all’estradosso delle pieghe F2. Su questi tre sistemi di vene sintettoniche è stato condotto uno studio delle inclusioni fluide che ha portato ai seguenti risultati. Nei campioni provenienti da vene tipo Ia sono state trovate le uniche inclusioni bifasiche (costituite da una fase vapore ed una fase liquida) con salinità di 4,77 NaCl % eq. peso, mentre le inclusioni delle vene Ib e II sono tutte trifasiche (costituite da una fase vapore, una fase liquida ed una fase solida rappresentata da halite). In particolare nel sistema di vene sin-D1 di tipo Ib il fluido intrappolato all’interno delle inclusioni (primarie e pseudosecondarie) presenta valori di salinità compresi tra 36,85 e 34,51 NaCl % eq. peso mentre quello intrappolato nelle inclusioni (primarie, pseudosecondarie e secondarie) del quarzo cristallizzato nelle vene sin-D2 di tipo II presenta valori di salinità compresi tra 35,94 e 29,56 NaCl % eq. peso, con il valore minimo trovato all’interno delle inclusioni secondarie. In alcune inclusioni trifasiche oltre all’halite sono stati trovati altri “minerali figli” sui quali è stata condotto uno studio al microscopio elettronico a scansione (SEM). L’analisi al SEM ha stabilito che questi cristalli sono: Barite, Feldspato potassico e Carbonato di Calcio, Ferro e Manganese. Osservando i valori di salinità ottenuti, si può anche concludere che all’interno delle formazioni metamorfiche affioranti nella zona esaminata esistevano, due sistemi di circolazioni fluide: una locale, che ha portato alla cristallizzazione del quarzo tra i boudins del Calcare Selcifero e che è caratterizzato da fluidi a bassa salinità, ed una più vasta che ha portato in profondità fluidi altamente salini provenienti, probabilmente, dalle evaporati della sovrastante Falda Toscana. Questo fluido altamente salino è stato ritrovato sia all’interno delle inclusioni dei cristalli di quarzo cristallizzati nelle vene sin-D1(tipo Ib) sia in quelli delle vene sin-D2 (tipo II), dimostrando che questo tipo di circolazione era attiva durante entrambe le prime due fasi deformative. L’intersezione dell’isocora rappresentativa delle inclusioni fluide più antiche, riconosciute all’interno del quarzo delle vene tipo Ib, con la curva di stabilità dell’associazione clorite-ematite trovata in questo tipo di vene, definisce le condizioni P-T massime di intrappolamento del fluido che sono date da valori di temperatura di circa 380 °C e corrispondenti valori di pressione di 3350 bars. L’andamento delle isocore relative ai diversi gruppi di inclusioni fluide indica che, a partire da queste condizioni, il fluido, durante la formazione dei sistemi di vene studiati, ha seguito un trend retrogrado con diminuzione di pressione e temperatura