Ambito della ricerca - Dipartimento di Scienze della Terra

Ambito della ricerca:
Geologia, petrologia del metamorfico, geodinamica, metallogenesi
Tema della ricerca:
Petrologia, geodinamica e metallogenesi dei margini di placca convergenti
Componenti e collaborazioni:
Borghi, Castelli, Ferrando, Gattiglio, Groppo, Rolfo, Rossetti, Cossio, Migliaccio, Sibio
− IGG-CNR Torino (P. Mosca, G. Vaggelli);
− University of Science and Technology of China, Hefei (Y.-C. Liu)
− University of Graz, Institute of Earth Sciences (A. Proyer)
− University of Bern, Institute of Geological Sciences (M. Engi)
− Wadia Institute of Himalayan Geology, Dehra Dun (India) - Dr. H.K.Sachan
− Dip. Scienze dell'Ambiente e del Territorio e di Scienze della Terra, Università di
Milano-Bicocca (M.L. Frezzotti);
− Dip. Scienze Chimiche e Geologiche, Università di Cagliari (M. Franceschelli, G.
Cruciani);
− Dip. Chimica, Università di Torino (C. Lamberti)
− Comitato EV-K2-CNR
DESCRIZIONE DELLA RICERCA
Il gruppo di petrologia metamorfica del DST si occupa di ricostruire e analizzare i
processi petrogenetici caratteristici dei margini di placca convergenti attraverso lo
studio delle rocce metamorfiche affioranti in catene collisionali quali l’orogene alpinohimalayano. Uno degli scopi principali della ricerca è quello di ricostruire l’evoluzione
metamorfica (traiettoria Pressione-Temperatura-tempo e interazioni roccia-fluido)
registrata dalle unità metamorfiche crostali e di mantello durante il processo di subduzione
ad elevate profondità e le successive fasi di esumazione e collisione continentale. Un altro
obiettivo è la ricostruzione dell’evoluzione metallogenica associata agli stessi contesti
geodinamici.
Il gruppo è molto attivo nello studio della catena orogenica Alpino-Himalayana (Alpi
occidentali, Himalaya e Karakorum), ma lavora anche su altri orogeni collisionali di età
differenti da quella Alpina (es. Catena Dabie Shan-Sulu in Cina Orientale; catena Varisica
sud-europea in Sardegna e nelle Alpi Occidentali; Catena Caledoniana groenlandese).
La ricerca parte dall’attività di terreno, cui seguono l’analisi petrografica e minerochimica e
altre analisi di laboratorio (es. analisi geochimiche; analisi microtermometriche e in
spettroscopia Raman di inclusioni fluide), la geotermobarometria e la petrologia di fase.
Le ricadute della ricerca riguardano temi di forte rilevanza scientifica, come:
(a) migliore comprensione dei processi tettono-metamorfici attivi in contesti convergenti e
dell’evoluzione geodinamica degli orogeni attuali e recenti;
(b) miglioramento delle conoscenze degli effetti che i grandi eventi orogenici hanno avuto
(o possono avere) sulla circolazione atmosferica e sui cambiamenti climatici a scala
globale;
(c) identificazione dei fattori che favoriscono la formazione di concentrazioni utili nelle
catene orogeniche;
(d) possibile valorizzazione di siti geologici di particolare interesse (“geositi”) dal punto di
vista scientifico e culturale.
LABORATORI DEL DST UTILIZZATI
Laboratorio SEM-EDS, Laboratorio di spettroscopia micro-Raman, Laboratorio micro-XRF
Laboratorio microscopia e inclusioni fluide, Laboratorio ICP, Laboratorio preparazione
sezioni sottili, Taglio rocce, Laboratorio macinazione rocce e separazione materiali,
Catodoluminescenza
PRODOTTI DELLA RICERCA
• Ferrando S. (2012). Mg-metasomatism of metagranitoids from the Alps: genesis
and possible tectonic scenarios. Terra Nova, 24, 423-436.
•
Ferrando S., Frezzotti M.L., Orione P., Conte R.C. & Compagnoni R. (2010). LateAlpine rodingitization in the Bellecombe meta-ophiolites (Aosta Valley, Italian
Western Alps): evidence from mineral assemblages and serpentinization-derived
H2-bearing brine. International Geology Review 52, 1220-1243
•
Frezzotti M.L., Ferrando S., Tecce F. & Castelli D. (2012). Water content and nature
of solutes in shallow-mantle fluids from fluid inclusions. Earth and Planetary
Science Letters 351-352, 70-83.
•
Gasco I., Gattiglio M. & Borghi A. (2011). New insight on the lithostratigraphic
setting and on tectono-metamorphic evolution of the Dora Maira vs Piedmont Zone
boundary (middle Susa Valley). International Journal of Earth Sciences 100, 10651085.
•
Gasco I., Gattiglio M., Borghi A. (2013). Structural and metamorphic evolution
across the Internal Crystalline Massifs vs Piedmont Zone boundary (Western Alps).
Journal of Geodynamics 63, 1-19.
•
Groppo C. & Castelli D. (2010). Prograde P-T evolution of a lawsonite eclogite from
the Monviso meta-ophiolite (Western Alps): dehydration and redox reactions during
subduction of oceanic FeTi-oxide gabbro. Journal of Petrology 51, 2489-2514.
•
Groppo C., Rolfo F. & Mosca P. (2013). The cordierite-bearing anatectic rocks of
the Higher Himalayan Crystallines (eastern Nepal): low-pressure anatexis, meltproductivity, melt loss and the preservation of cordierite. Journal of Metamorphic
Geology 31, 187-204.
•
Proyer A., Rolfo F., Zhu Y.F., Castelli D. & Compagnoni R. (2013). Ultrahighpressure metamorphism in the magnesite + aragonite stability field: evidence from
two impure marbles from the Dabie-Sulu UHPM belt. Journal of Metamorphic
Geology 31, 35-48.
•
Rolfo F., Groppo C. & Gaetani M. (2014): A geological cross-section north of
Karakorum, from Yarkand to K2. Journal of the Virtual Explorer, volume 47, paper
1.
•
Rossetti P., Gatta G.D., Diella V., Carbonin S., Della Giusta A. & Ferrario A. (2009).
The magnetite ore districts of the southern Aosta Valley (Western Alps, Italy): a
mineralogical study of metasomatized chromite ore. Mineralogical Magazine 73,
737- 751.
(a) High Himalayan Crystallines del settore nordorientale del Massiccio Nanga Parbat - Haramosh a Tisikar, sul
fianco settentrionale dell’alto ghiacciaio Kutiah (4200 m). Sono esposti orto- e paragneiss a struttura
blastomilonitica con leucosomi a quarzo, feldspato, cianite e filoni basici trasposti, qui concordanti con la
foliazione metamorfica. Il monte sullo sfondo è il Korang Kar (6070 m). Il panorama è orientato verso ovest.
Rolfo F. (1998) PhD thesis, University of Torino, 157 pp. (b) Rocce di crosta oceanica (calcescisti della Zona
Piemontese) giustapposti su rocce di crosta continentale (marmi del Massiccio Dora-Maira) in Val di Susa (Alpi
Occidentali). Il contatto tettonico tra le due unità eclogitiche, definito da una foliazione milonitica, taglia la
foliazione eclogitica (S1) nelle rocce di crosta continentale. La foliazione milonitica è a sua volta deformata da
pieghe (superfici di piano assiale definite da S 2) che si sono sviluppate in condizioni di facies scisti verdi –
anfibolitica. Gasco et al. (2013): J. Geodynamics 6, 1– 19
Mappe raggi-X per gli elementi maggiori (Mn, Ca e Fe) di
un cristallo di granato proveniente da un’eclogite del
Massiccio meta-ofiolitico del Monviso. In (a) i colori
derivano dalla combinazione delle tre mappe di Mn, Ca e
Fe. In (b, c, d) i colori più luminosi (dal nero al rosso fino al
giallo) corrispondono a concentrazioni più elevate del
corrispondente elemento. Borfecchia et al. (2012): J. Anal.
Atomic Spectr. 27, 1725-1733
Traiettorie P-T calcolate per campioni Himalayani (Nepal
orientale) provenineti da diversi livelli strutturali all’interno
della Main Central Thrust Zone. Mosca, Groppo, Rolfo
(2012): J. Virtual Explorer 41, paper 2
Microstrutture
di
rocce
anatettiche
Himalayane al microscopio ottico. (a) Solo
polarizzatore.
(b)
Immagine
in
catodoluminescenza.
(c)
Polarizzatori
incrociati. (d) Polarizzatori incrociati con
compensatore inserito. Groppo et al. (2012):
J. Petrology 53, 1057-1088; Groppo, Rolfo,
Mosca (2013): J. Metam. Geol. 31, 187-204
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Studio dei fluidi di pressione molto alta in scisti bianchi del Massicio
Dora-Maira meridionale (Alpi occidentali). (a) Microfotografia a
polarizzatori incrociati di inclusioni solide multifase preservate in
granato. (b) Mappa FT-IR di assorbanza, ottenuta al sincrotrone, in cui
si osserva un aumento della concentrazione di acqua nel granato
intorno alle inclusioni solide multifase. Ferrando et al. (2009): J.
Metam. Geol., 27, 739-756. Frezzotti et al. (2012): Earth Planet. Sci.
Lett., 351-352, 70-83
Referente del gruppo: Chiara Groppo