DiSTAR

Didattica

Info utili

Tematiche di Ricerca in

MICROANALISI CHIMICA E ISOTOPICA DI MINERALI E VETRI

 
Partecipanti
Prof. Massimo D’Antonio (Responsabile)
 
Collaboratori
Dr. Ilenia Arienzo, PhD – INGV-OV
Dr. Fabio Carmine Mazzeo, PhD – DiSTAR
Prof. Dr. Gerhard Wörner– GZG, Göttingen, Germania
Dr. Raffaella S. Iovine – GZG, Göttingen, Germania
 
 
I costituenti delle rocce ignee vulcaniche, ossia le fasi minerali (fenocristalli) e la pasta di fondo (microcristallina, ipocristallina, vetrosa) possono fornire molte informazioni sui processi genetici e differenziativi dei magmi che hanno prodotto queste rocce. Attraverso le moderne tecniche microanalitiche si possono determinare le concentrazioni di ossidi degli elementi maggiori e minori, di molti elementi in tracce e la composizione isotopica di alcuni elementi quali Sr e Pb su porzioni sempre più piccole di questi materiali. In particolare, la microanalisi isotopica sui minerali può contribuire ad identificare le componenti di mantello coinvolte nella genesi dei magmi in diverse situazioni geodinamiche, le componenti coinvolte nel mescolamento tra magmi diversi, o a riconoscere processi di contaminazione crostale di magmi a varie profondità. Questo è possibile analizzando gruppi di minerali separati, o singoli fenocristalli, oppure attraverso la microcampionatura di porzioni dei fenocristalli eseguita tramite il Micromill (Figura; Iovine et al., 2017). Inoltre, recentemente sono state sviluppate tecniche di analisi di elevata precisione di elementi maggiori, minori e di alcuni elementi in tracce tramite microsonda elettronica a dispersione energia e di lunghezza d’onda (EMPA-EDS-WDS), integrate con immagini ottenute con gli elettroni retro-diffusi (BSE), su fenocristalli zonati di feldspato alcalino e plagioclasio, eseguite lungo transetti attraverso le zone di accrescimento. Questa metodologia innovativa di indagine consente, attraverso l’esecuzione di transetti composizionali ad alta risoluzione spaziale su singoli fenocristalli, di ricostruire il profilo di diffusione di alcuni elementi chimici-chiave, quali il Fe, il Ti, il Mg e lo Sr, lungo le zone di crescita. Affiancando tali profili ad immagini delle caratteristiche tessiturali ottenute con gli elettroni retro-diffusi, si possono riconoscere eventi di mescolamento avvenuti prima di un’eruzione durante la storia di accrescimento del cristallo, nonché il numero di tali eventi, e identificare la natura dei termini estremi del mescolamento. Inoltre, tali profili composizionali costituiscono la base per modelli di diffusione che consentono di stimare la scala dei tempi di residenza dei cristalli nei serbatoi magmatici e degli eventi di mescolamento tra magmi distinti.
Il gruppo di ricerca sta sviluppando queste tematiche attraverso indagini su campioni delle eruzioni recenti dei Campi Flegrei nell’ambito del progetto biennale MIUR-DAAD Joint Mobility Program N° 57266092, dal titolo “Timing of magmatic processes at Campi Flegrei volcanic complex” (Referente Accademico: Prof. Massimo D’Antonio).
 
Pubblicazioni selezionate
 
Iovine R.S., Fedele L., Mazzeo F.C., Arienzo I., Cavallo A., Wörner G., Orsi G., Civetta L., D’Antonio M. (2017). Timescales of magmatic processes occurred prior to the ~4.7 ka Agnano-Monte Spina eruption (Campi Flegrei caldera, Southern Italy) based on diffusion chronometry on sanidine phenocrysts. Bull. Volcanol., 79, 18, http://dx.doi.org/10.1007/s00445-017-1101-4
 
Arienzo I., Mazzeo F.C., Moretti R., Cavallo A., D’Antonio M. (2016). Open-system magma evolution and fluid transfer at Campi Flegrei caldera (Southern Italy) during the past 5 ka as revealed by geochemical and isotopic data: The example of the Nisida eruption. Chem. Geol., 427, 109-124, http://dx.doi.org/10.1016/j.chemgeo.2016.02.007
 
D’Antonio M., Mariconte R., Arienzo I., Mazzeo F.C., Carandente A., Perugini D., Petrelli M., Corselli C., Orsi G., Principato M.S., Civetta L. (2016). Combined Sr-Nd isotopic and geochemical fingerprinting as a tool for identifying tephra layers: Application to deep-sea cores from Eastern Mediterranean Sea. Chem. Geol., 443, 121-136, http://dx.doi.org/10.1016/j.chemgeo.2016.09.022
 
Arienzo I., D’Antonio M., Di Renzo V., Minolfi G., Tonarini S., Orsi G., Carandente A., Belviso P., Civetta L. (2015). Isotopic microanalysis sheds light on the magmatic endmembers feeding volcanic eruptions: The Astroni 6 case study (Campi Flegrei, Italy). J. Volcanol. Geotherm. Res., 304, 24-37, http://dx.doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.08.003
 
Arienzo I., Di Renzo V., Minolfi G., Mazzeo F., Carandente A., Belviso P., D’Antonio M., Orsi G., Civetta L. (2014). Sr isotope microanalysis at the Radiogenic Isotope Laboratory of the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione di Napoli - Osservatorio Vesuviano. Rapporti Tecnici INGV, 271, pp. 1-17, (http://istituto.ingv.it/l-ingv/produzione-scientifica/rapporti-tecnici-ingv)
 
Giordano F., D’Antonio M., Civetta L., Orsi G., Tonarini S., Ayalew D., Yirgu G., Dell’Erba F., Di Vito M.A., Isaia R. (2014). Genesis and evolution of mafic and felsic magmas at Quaternary volcanoes within the Main Ethiopian Rift: Insights from Gedemsa and Fanta ‘Ale complexes. Lithos, 188, 130-144, http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2013.08.008
 
Arienzo I., Carandente A., Di Renzo V., Belviso P., Civetta L., D’Antonio M., Orsi G. (2013). Sr and Nd isotope analysis at the Radiogenic Isotope Laboratory of the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione di Napoli - Osservatorio Vesuviano. Rapporti Tecnici INGV, 260, pp. 1-18 (http://istituto.ingv.it/l-ingv/produzione-scientifica/rapporti-tecnici-ingv/rapporti-tecnici-2013-2)
 
D’Antonio M., Tonarini S., Arienzo I., Civetta L., Dallai L., Moretti R., Orsi G., Andria M., Trecalli A. (2013). Mantle and crustal processes in the magmatism of the Campania region: inferences from mineralogy, geochemistry, and Sr-Nd-O isotopes of young hybrid volcanics of the Ischia island (south Italy). Contrib. Mineral. Petrol., 165(6), 1173-1194, http://dx.doi.org/10.1007/s00410-013-0853-x
 
Di Renzo V., Arienzo I., Civetta L., D’Antonio M., Tonarini S., Di Vito M.A., Orsi G. (2011). The magmatic feeding system of the Campi Flegrei caldera: architecture and temporal evolution. Chem. Geol., 281, 227-241, http://dx.doi.org/10.1016/j.chemgeo.2010.12.010
 
Di Vito M.A., Arienzo I., Braia G., Civetta L., D’Antonio M., Di Renzo V., Orsi G. (2011). The Averno 2 fissure eruption: a recent small-size explosive event at the Campi Flegrei caldera (Italy). Bull. Volcanol., 73, 295-320, http://dx.doi.org/10.1007/s00445-010-0417-0
 
Tonarini S., D’Antonio M., Di Vito M.A., Orsi G., Carandente A. (2009). Geochemical and B-Sr-Nd isotopic evidence for mingling and mixing processes in the magmatic system that fed the Astroni volcano (4.1-3.8 ka) within the Campi Flegrei caldera (southern Italy). Lithos, 107, 135-151, http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2008.09.012