Studio dei volatili nelle inclusioni silicatiche dei prodotti piroclastici dell'attivita di Vulcanello( Vulcano, Isole Eolie, Italia)

RIASSUNTO Scopo di questo lavoro è stato calcolare le concentrazioni dei volatili disciolti nelle inclusioni silicatiche dei prodotti da attività esplosiva di Vulcanello, e stimare le pressioni e profondità di intrappolamento. Tutte Le analisi sono state eseguite nei laboratori del dipartimento di Scienze della Terra dell’Univeristà dell’Oregon ( Stati Uniti), sotto la supervisione del professore P. Wallace. La penisola di Vulcanello è situata a nord dell’isola di Vulcano ed è collegata ad essa da un sottile istmo. Vulcanello si è formato tra il 1100 e il il 1600, e la sua attività è stata contemporanea con quella del cono de La Fossa e di Mt. Pilato a Lipari (Arrighi et al., 2006). La storia eruttiva di Vulcanello è rappresentata dall’ attività del cono I(Vulcanello I),l’attività del cono II (Vulcanello II), e quella del cono III (Vulcanello III). L’attività del cono I (VulcanelloI) è stata caratterizzata da eruzioni di tipo Strombliano Violento, Stromboliano e Hawaiiano, che hanno messo in posto i depositi delle Unità Eruttive Vlo1A (Piroclastiti Grigie e Lave del Plateau), Vlo1B( Piroclastiti Bianche), Vlo1C (Piroclastiti Nere), e Vlo1D (Spatter Rossi). Anche l’attività del cono II (Vulcanello II) è stata caratterizzata da attività effusiva (sottomarina) che ha messo in posto Pillow Lava (Vlo2p), e da attività Stromboliana, che ha messo in posto i depositi dell’Unità Eruttiva Vlo2A (Tefra Oro). Infine il cono III (Vulcanello III) è stato caratterizzato da un’iniziale attività effusiva che ha messo in posto l’Unità Eruttiva Vlo3A (Lava del Roveto), seguita da attività esplosiva di tipo Freatico, che ha messo in posto i depositi delle Unità Eruttive Vlo3B (Ceneri Varicolori Inferiori), Vlo3D ( Ceneri Varicolori Superiori) intervallate dai depositi dell’Unità Eruttiva Vlo3C ( Piroclastiti Marroni) messi in posto da eruzione di tipo Stromboliano. I cristalli di olivina campionati per le analisi sono stati selezionati da scorie appartenenti a depositi di caduta delle Unità Vlo1A, Vlo1B e Vlo1C, per l’attività del cono I, Vlo2A per l’attività del cono II, l’Unità Vlo3C per l’attività del cono III. Sono stati analizzati anche campioni di Pillow lava (Vlo2p). Le analisi effettuate per stabilire le concentrazioni di H2O e CO2 sono state del tipo FTIR( Fourier Transform infrared spectroscopy) . Le concentrazioni di H2O totale disciolta sono state misurate utilizzando l’intensità dell’ampia banda asimmetrica centrata a 3570 cmˉ¹, che corrisponde alla fondamentale vibrazione di allungamento del gruppo O-H , mentre per la CO2 si è utilizzata la regione dello spettro corrispondenti a numeri d’onda compresi tra 1350 a 1600 cmˉ¹ delle vibrazioni dello ione carbonato CO3²ˉ . Le concentrazioni di H2O misurate vanno da un valore minimo di 0,36 wt % (Vlo2A) ad un massimo 1,38 wt% (Vlo1C), mentre le concentrazioni di CO2 molto basse, sono risultate inferiori al limite di rilevabilità(50 ppm). Le misure delle concentrazioni di Cl, S , F , elementi maggiori delle inclusioni silicatiche e dei campioni dei Pillow, e Mg, Fe, Ca, Mn, Si e O, per i cristalli di olivina, sono state effettuate con analisi EMPA (Electron MicroProbe Analysis). Le composizioni degli elementi maggiori sono state corrette per l’ effetto della cristallizzazione post-intrappolamento. Il contenuto di Forsterite delle olivine ospite è risultato essere Fo64,45 - Fo70,23 , e la % di cristallizzazione post-intrappolamento stimata è stata inferiore al 2% . Tutti i campioni dell’Unità Vlo1C , due campioni dell’Unità Vlo1B e un campione dell’Unità Vlo2A, non hanno avuto bisogno di correzione risultando essere all’equilibrio termodinamico con il cristallo ospite. Dalle concentrazioni dell’H2O disciolta nelle inclusioni, è stato possibile stimare le pressioni, e quindi le profondità di intrappolamento, in base alla solubilità dell’acqua utilizzando il modello empirico di Moore et al., 1998 (Am Min, v.83, p 36-42). In base ai risultati delle analisi che rivelano basse concentrazioni di H2O e concentrazioni di CO2 non rilevabile, e in base alle caratteristiche tessiturali ( assenza di “shrinkage bubble”, bolle di contrazione, e inclusioni di tipo “fully-enclosed” in cristalli di olivina non scheletrici) si è potuto ipotizzare che il magma che ha messo in posto i prodotti con le inclusioni analizzate fosse un magma che stava cristallizzando a basse pressioni. Inoltre dalla stima delle pressioni di saturazione corrispondenti ai contenuti in H2O e CO2 misurati, si è dedotto un serbatoio di alimentazione sotto a Vulcanello a profondità inferiori ad 1 km. I dati in letteratura su possibili sistemi di alimentazione sotto Vulcanello e il cono de La Fossa, riportano un serbatoio a profondità di 21-18 km e uno più superficiale a profondità di 5 km (Zanon et al., 2003) comuni ad entrambi , e uno molto più superficiale (1,6 km) sotto il cono de La Fossa (Clocchiatti et al., 1994). Inoltre i risultati delle analisi sulle concentrazioni di H2O e sulle composizioni chimiche delle inclusioni silicatiche di questo lavoro sono confrontabili con precedenti dati in letteratura (Gioncada et al., 1998) sulle inclusioni dei prodotti di Vulcanello e suille inclusioni dei prodotti di due Unità Eruttive dell’ attività recente del cono de La Fossa ( Palizzi , Pietre Cotte). Sulla base della similarità delle composizioni chimiche delle inclusioni dei prodotti di Vulcanello con i prodotti dell’attività recente de La Fossa, è stato ipotizzato che i due vulcani siano stati alimentati dallo stesso sistema di alimentazione. La presenza di un serbatoio molto superficiale, a meno di un chilometro sotto il vulcano, che ha alimentato l’attività di Vulcanello, come quello che ha alimentato l’attività recente de La Fossa a profondità di 1,6 km, potrebbe essere un ulteriore dato a supporto dell’ipotesi che i due sistemi siano stati alimentati dallo stesso serbatoio, e che non siano due sistemi indipendenti. Sulla base dei risultati ottenuti e sulla base di un modello proposto nel lavoro “ Magma degassing and basaltic ruption styles: a case of 2000 year BP Xitle volcano in central Mexico”, 2003, di P. Cervantes e P. Wallce, si ipotizza inoltre che durante l’attività effusiva del cono I e del cono II di Vulcanello, che ha messo in posto la lava del plateau e i Pillow lava, si sia determinata anche una simultanea attività esplosiva nel cratere, dovuta ad una maggiore velocità di risalita del magma, che ha messo in posto le piroclastiti delle rispettive Unità Eruttive dei due coni, di cui sono state analizzate le inclusioni silicatiche nei cristalli di olivina. Lo stesso modello, ad ogni modo, non sembra si possa applicare anche alla attività effusiva- esplosiva del cono III