Petrografia applicata - Dipartimento di Scienze della Terra

Ambito della ricerca:
GEO/07 e GEO/09 Petrografia applicata
Tema della ricerca:
Ricerche di petrografia applicata relative alla caratterizzazione di pietre ornamentali
Componenti:
Alessandro Borghi, Daniele Castelli, Anna D’Atri, Giovanna Dino, Lorenzo Mariano Gallo
(MRSN), Luca Martire, Gloria Vaggelli (CNR)
Descrizione della ricerca:
Questo tema di ricerca è rivolto al censimento e alla caratterizzazione delle numerose
pietre ornamentali estratte sul territorio piemontese, con particolare riguardo a quelle
provenienti dal settore alpino. Tale studio ha lo scopo di determinare la composizione,
provenienza e stato di conservazione di pietre ornamentali impiegate nella realizzazione di
importanti edifici di carattere storico, con particolare riguardo ai marmi bianchi per i quali
mancano dati scientifici di dettaglio. In particolare si prevede la realizzazione di una banca
dati completa sulle rocce piemontesi utilizzate negli edifici storici e contemporanei più
significativi della città di Torino, completa di nome della roccia (commerciale e scientifico),
ubicazione del sito estrattivo di provenienza, principali impieghi in edifici e monumenti,
descrizione macroscopica e microscopica, illustrata da ampio corredo iconografico.
La seconda parte della ricerca è rivolta alla caratterizzazione petrografica e la
valorizzazione scientifica di reperti lapidei provenienti dalle collezioni esposte presso il
Museo delle Antichità Egizie di Torino, confrontandole con campioni di roccia prelevati
negli antichi siti di cava in Egitto. Questo ha portato ad una aggiornata e corretta
attribuzione petrografica dei reperti lapidei conservati presso i locali dello Statuario del
Museo di Torino In particolare è stata caratterizzata dal punto di vista petrografico e
minerochimico la statua del Faraone Ramesse II, simbolo del Museo, che è risultata
essere costituta da una tonalite mesocrata. Il confronto con campioni di cava ha permesso
di definire con una buona attendibilità l’area di provenienza di questa roccia,
corrispondente alle antiche cave situate a Sud di Assuan. E’ stata inoltre svolto uno studio
minero-petrografico della “Pietra Bechken”, una delle varietà di roccia ornamentale più
pregiate utilizzate nell’Antico Egitto, le cui cave storiche sono situate lungo lo Wadi
Hammamat.
Laboratori del DST utilizzati:
Microscopia ottica, microscopia elettronica con annessa microanalisi.
Prodotti della ricerca:
•
BORGHI A., CALLEGARI E., CASTELLI D., D’AMICONE E., FIORA L., VAGGELLI
G. & VIGNA L. (2006): Le belle pietre d’Egitto. In: Riflessi di Pietra, l’Antico Egitto
illuminato da Dante Ferretti. 151 pp, Skirà ed., Milano.
•
BORGHI A., VAGGELLI G., D’AMICONE E., FIORA L., MASCHALI O., SHALABY
BAND & VIGNA L. (2007): Bekhen stone artifacts in the egyptian Antiquity Museum
of Turin (Italy): a minero-petrographic study. Bull. Tethys Geol. Soc., 2, 57-66 Cairo
University, Giza, Egipt
•
BORGHI A. (2010): Bacini estrattivi italiani di interesse storico: i materiali lapidei
delle Alpi Occidentali. Atti della Scuola estiva “I materiali lapidei: tra georisorse e
Beni Culturali”. Letture di Georisorse, II, 39-51
•
M. SERRA, A. BORGHI, E. D’AMICONE, L. VIGNA, G. VAGGELLI (2010): Black
and Red Granites in the Egyptian Antiquity Museum of Turin: a minero-petrographic
and provenance study, Archaeometry, 52, 962-986
•
A. BORGHI, E. D’AMICONE, M. SERRA, G. VAGGELLI, L. VIGNA (2011): Ramses II
In Majesty, Symbol Of The Egyptian Antiquity Museum Of Turin, Italy: A MineroPetrographic Study. In: Memmi Turbanti (ed): “Proceedings of the 37th International
Symposium on Arcaeometry”, 193 – 198. Springer Verlag, Berlin Heidelberg
•
A. BORGHI, A. D’ATRI, L. MARTIRE, D. CASTELLI, E. COSTA, G. DINO, S.E.
FAVERO LONGO, S. FERRANDO, L.M. GALLO, M. GIARDINO, C. GROPPO, R.
PIERVITTORI, F. ROLFO, P. ROSSETTI, G. VAGGELLI (2013) Fragments of the
Western Alpine chain as historic ornamental stones in Turin (Italy): a new
geotouristic approach for the enhancement of urban geological heritage.
Geoheritage, 6, 41-55.
•
BORGHI A. (2014) Caratterizzazione petrografica e valorizzazione del costruito
storico e contemporaneo di Torino. Geologia dell’ambiente, suppl. 1, 16-24
•
G PORETTI, A. BORGHI, A. D’ATRI, G. DINO, L. MARTIRE, S. E. FAVERO
LONGO, R. PIERVITTORI (2014): The stone bridge on the Po river at Turin (NW
Italy): a scientific dissemination approach for the development of urban geological
heritage. In: “Proceedings of the IAEG XII Congress”, G. Lollino et al. (eds.),
Engineering Geology for Society and Territory – Volume 8, 207-211. © Springer
International Publishing Switzerland 2015
•
V. BERRA, A. BORGHI, A. D’ATRI, G.A. DINO, L.M. GALLO, E. GIACOBINO, L.
MARTIRE, G. MASSARO, G. VAGGELLI, C. BERTOK, D. CASTELLI, E. COSTA,
S. FERRANDO, C. GROPPO, F. ROLFO. (2013): Stone materials employed for
monumental buildings in the historical centre of Turin (NW Italy): architectonical
survey and petrographic characterization of Via Roma. Pereira, D., Marker, B. R.,
Kramar, S., Cooper, B. J. & Schouenborg, B. E. (eds) Global Heritage Stone:
Towards International Recognition of Building and Ornamental Stones. Geological
Society, London, Special Publications, 407, http://dx.doi.org/10.1144/SP407.20
Referente del gruppo: prof. Alessandro Borghi
Schema geologico dell’Egitto, con indicazione dei principali siti di cava storici
Microfotografia mediante microscopio ottico a luce polarizzata in modalità a solo
polarizzatore (in alto) e a polarizzatori incrociati (in basso) della tonalite egiziana in cui è
scolpita la statua di Ramesse II conservata presso il Museo delle Antichità Egizie di
Torino. QTZ = quarzo, PL = plagioclasio, BT = biotite, ANF = anfibolo
Schema geologico e siti di estrazione delle pietre ornamentali utilizzate nella costruzione
della nuova Via Roma provenienti delle Alpi Occidentali (da Fiora et al., 2002, modificato).
LEGENDA: 1) Depositi pleistocenici e quaternari della Pianura Padana; 2) Bacino
Terziario Piemontese; 3) Appennino settentrionale; 4) Dominio Sudalpino; 5) Zona del
Canavese; 6) Dominio Austro-Alpino; 7) Falda Piemontese Esterna; 8) Falda Piemontese
Interna; 9) Unità pennidiche superiori (“Massicci Cristallini Interni” del Monte Rosa, Gran
Paradiso e Dora Maira); 10) Zona Brianzonese; 11) Unità Pennidiche Inferiori dell’OssolaTicino; 12) Dominio Elvetico; 13) Linee tettoniche: LC = Linea del Canavese; LCE = Linea
del Canavese Esterna; LCI = Linea del Canavese Interna; FP = Fronte Pennidico; LS =
Linea del Sempione; VV = Linea Villalvernia-Varzi; RF = Linea di Rio Freddo; SV = Linea
Sestri-Voltaggio. BACINI ESTRATTIVI: A) Serizzo Antigorio; B) Granito nero di Anzola; C)
Graniti dei Laghi (Alzo, Baveno, Montorfano, Mottarone, Roccapietra); D) Sienite della
Balma; E) Diorite di Vico Canavese; F) Verde Cesana; G) Pietra di Malanaggio; H) Pietra
di Luserna; I) Quarzite di Barge; L) Bardiglio di Moncervetto;
M) Verde Roja; N) Pietra di Finale.
Rilievo architettonico e caratterizzazione petrografica dell’isolato Sant’Emanuele di Via
Roma a Torino.
Ambito della ricerca: GEO/07 e GEO/09 Petrografia applicata
Tema della ricerca: Ricerche microanalitiche multistrumentali per la determinazione degli
elementi in tracce in minerali: applicazioni ai Beni Culturali
Componenti: Alessandro Borghi, Debora Angelici, Roberto Cossio, Gloria Vaggelli (CNR),
Alessandro Lo Giudice (Dip. Fisica), Alessandro Re (Dip. Fisica)
Descrizione della ricerca:
Questo tema di ricerca comporta un approccio microanalitico multistrumentale (SEM) (EPMA) - (PIXE) e (CL) per confrontare ed interpretare la distribuzione tra elementi
maggiori, minori ed in tracce in singoli cristalli di fasi mineralogiche allo scopo di risolvere
alcuni problemi di petrografia applicata al campo delle pietre ornamentali In particolare, la
micro-PIXE (Proton Induced X-ray Emission) combina l’opportunità di produrre analisi
quantitative di elementi presenti in basse concentrazioni (< 10 ppm) con una risoluzione
spaziale elevata (10 micron). Questa tecnica ha, quindi, grandi potenzialità nel campo
delle Scienze della Terra, sebbene fino ad ora sia stata poco applicata.
La prima parte di questo tema di ricerca è rivolto al censimento e alla caratterizzazione
delle numerose pietre ornamentali estratte sul territorio italiano, con particolare riguardo ai
marmi bianchi provenienti dal settore alpino che ha permesso di produrre un data base
completo dei marmi bianchi piemontesi, utile per definire la varietà di marmo utilizzata in
reperti archeologici ed architettonici. Tale studio ha quindi permesso di determinare la
composizione, provenienza e stato di conservazione di pietre ornamentali impiegate nella
realizzazione di importanti edifici di carattere storico, come ad esempio la Porta Praetoria
di Aosta e le stele megalitiche di età preistorica del sito archeologico di Saint-Martin-de
Corléans (Aosta).
Recentemente si è iniziato anche ad applicare le stesse metodologie per la
caratterizzazione e discriminazione di reperti archeologici in lapis lazuli provenienti da
collezioni museali. In particolare la diversa concentrazione di alcuni elementi in traccia (Ni,
Cu, Se) contenuti all’interno della pirite, un minerale accessorio del lapis lazuli, che hanno
permesso di discriminare tra le diverse zone di provenienza del lapis lazuli (Afghanistan,
Cile, Pamir, Siberia). Altri parametri discriminativi sono risultano essere i tenori in Ti, V, Cr
e Mn nel diopside e del Ba nel K-feldspato
Laboratori del DST utilizzati: Microscopia ottica, microscopia elettronica con annessa
microanalisi, micro-fluorescenza, catodoluminenscenza
Prodotti della ricerca:
•
VAGGELLI G., BORGHI A., COSSIO R., FEDI M., FIORA L., GIUNTINI L., MASSI M.
& OLMI F., (2005): Combined micro-PIXE facility and monochromatic
Cathodoluminescence spectroscopy to coloured minerals of “Natural Stones”: an example
from amazonite. X-ray Spectrometr., 34, 345-349. Chichester
•
VAGGELLI G., BORGHI A, CALUSI S., COSSIO R., GIUNTINI L. & MASSI M. (2008):
Micro-PIXE Determination of Zr in Rutile: An application to geothermometry of high-P
rocks from the Western Alps (Italy). X- Ray Spectrometry, 37, 146-150. Chichester
•
BORGHI A., FIORA L., MARCON C. & VAGGELLI G. (2009): The Piedmont white
marbles used in Antiquity: An archaeometric distinction inferred by a mineropetrographic
and C-O stable isotope study. Archaeometry, 51, 913-931
SERRA M., APPOLONIA L., BORGHI A., DE LEO S., (2012) A petrographic study of the
antropomorphic stelae from the Megalithic Area of Saint-Martin-de Corléans (Aosta,
Northern Italy), In: Historical Technology, Materials and Conservation: SEM and
Microanalysis, Meeks N., Cartwright C., Meek A., Mongiatti A. (Eds), Archetype
publications, 224 pp
D. ANGELICI, A. LO GIUDICE, A. RE, E. MAUPAS, A. BORGHI, S. CALUSI, N.
GELLI, L. GIUNTINI, M. MASSI, G. PRATESI (2012) Petrographic characterisation of
lapis lazuli for a provenance study and first measurements on a few artworks belonging to
the “Collezione Medicea” Atti III Congresso Nazionale di Archeometria ISBN
9788855531665
A. RE, D. ANGELICI, A. LO GIUDICE, E. MAUPAS, A. BORGHI, S.CALUSI, N.
GELLI, L. GIUNTINI, M. MASSI, G. PRATESI, L.M. GALLO (2013) New markers to
identify the provenance of lapis lazuli: trace elements in pyrite by means of microPIXE.
Applied Physics A, 111, 69-74
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APPOLONIA L., FRAMARIN P., BORGHI A., DA PRA V. (2013) Caratterizzazione
minero-petrografica di marmi policromi provenienti da contesti urbani di Augusta Praetoria.
Bollettino della Soprintendenza per i beni e le attività culturali, Regione autonoma della
Valle d’Aosta, 9, 40-45.
VAGGELLI G., SERRA M., COSSIO R., BORGHI A. (2014) Italian white marbles:
inferences from trace elements for provenance determination of archaeological finds.
International journal mineralogy, Volume 2014, 11 PP, Article ID 217916.
RUBINETTO V., APPOLONIA L., DE LEO S., SERRA M., BORGHI A. (2014) A
petrographic study of the anthropomorphic stelae from the Megalithic Area of Saint-Martinde-Corléans (Aosta, Northern Italy), Archaeometry, 56, 927-950
MARENGO A., BORGHI A., CADOPPI P., COSTA E. (2014) The Busca Onyx: an
historical ornamental stone from Piedmont. ). In: “Research and preservation of
ancient mining area” IES Yearbook, 289-299. Silvertant ed., Valkenburg
Referente del gruppo : Alessandro Borghi
Contenuto degli elementi in traccia in cristalli di pirite misurato misurato mediante il
sistema micro-PIXE AN2000 installato i laboratori LNL di Legnaro (in nero) e la linea di
microfascio del laboratorio LABEC di sesto fiorentino (in bianco). I punti rappresentano
singole misurazioni (± 1 deviazione standard); le colonne colorate forniscono un'idea della
dispersione sperimentale dei punti
Immagini a elettroni retro diffusi ottenute mediante microscopia elettronica che mostrano
gli aspetti tipici della microstruttura dei marmi piemontesi: (A) Ornavasso; (B) Crevola, (C),
Pont Canavese, (D) Foresto, (E) Chianocco, (F), Prali, (G) Brossasco, (H) Garessio. Bar =
1 mm per tutti i campioni ad eccezione di Garessio.
Documentazione fotografica della stele antropologiche provenienti dall'area megalitica di
Saint-Martin-de-Corléans (Valle d'Aosta, Italia settentrionale). A: esempio di stele antica
(Stele n 13, marmo impuro lamellare.); B: esempio di stele evoluta (Stele n 30, in marmo
massiccio a livelli di silicati).
Schema geologico del settore centrale della Valle d'Aosta con i siti di cava presunti da cui
provengono i materiali utilizzati per la realizzazione delle stele antropomorfe di di SaintMartin-de-Corléans (Valle d'Aosta) (modificato da Elter, 1987; Malusa, 2004; De Giusti et
al, 2004.). Legenda: A) depositi quaternari; B) Dominio Austroalpino: 1. Zona di Roisan, 2.
Falda Dent Blanche, 3. Falda del Mont Mary , 4. Falde del Mont Emilius e Aguilles Rouge;
C) falda del Gran Paradiso, D) Fascio di Cogne, E) Zona Piemontese derivante dalla
chiusura dell'oceano mesozoico: 1. Zona Zermatt-Saas, composto da frammenti di
litosfera oceanica eclogitizzata, 2. Zona del Combin, costituita da unità ofiolitiche in facies
scisti blu e sottili unità di copertura, denominata Zona Aouilletta nella zona a ovest di
Aosta, 3. Corpi principali di metabasiti in facies scisti verdi (prasiniti), anfiboliti e eclogiti, F)
Falda del sistema Medio Penninico del Gran San Bernardo (Brianzonese): 1. Zona
Brianzonese Esterna, 2. Zona Brianzonese Interna; G) Unità Houillère permo-carbonifera;
H) Zona Sion – Courmayeur.