Genesi ed evoluzione del magmatismo del settore settentrionale del Main Ethiopian Rift, attraverso uno studio geologico, geochimico ed isotopico delle aree vulcaniche di Gademsa e Fantale.

Tutor di FELICE GIORDANO - Il problema principale che riguarda i vulcani Gedemsa e Fantale, e più in generale i vulcani silicici quaternari centrali al rift, è riuscire a spiegare l’origine delle rocce siliciche peralcaline, la loro relazione con le rocce basaltiche e il motivo della scarsa presenza dei termini a composizione intermedia, nelle sequenze vulcaniche. Due classi di ipotesi sono state proposte per tali problematiche. La prima suggerisce la continua cristallizzazione frazionata di un liquido basaltico transizionale accompagnata da una possibile interazione con la crosta. La seconda suggerisce che le rocce peralcaline e basalti associati rappresentano due fusi geneticamente indipendenti, con i basalti provenienti dal mantello e i liquidi silicici prodotti nella crosta per fusione o della vecchia crosta o di quella giovane “underplated” di origine basaltica. Dalle analisi eseguite e dalla loro interpretazione si delinea che il processo principale che meglio spiega le variazioni geochimiche ed isotopiche osservate nei prodotti del vulcano Gademsa e del Fantale, è una cristallizzazione frazionata dal magma basaltico fino ai prodotti differenziati (trachiti e rioliti). I magmi basaltici, probabilmente, possono subire processi di cristallizzazione a sistema chiuso e a sistema aperto, quest’ultimo caratterizzato da assimilazione di piccole quantità (< 2%) di crosta inferiore Pan-Africana di composizione granodioritica. È possibile, inoltre, che i magmi trachitici si siano evoluti a quelli pantelleritici in camere magmatiche superficiali, come suggerito dai modelli di frazionamento presentati; i magmi pantelleritici possono aver subito un processo di alterazione post-eruttivo da parte di acque superficiali, modificandone la composizione isotopica di Sr. L’evoluzione a bassa pressione per i magmi più evoluti è ulteriormente suggerita dalla presenza, nelle zone centrali del rift, di larghe caldere, le quali richiedono la presenza di camere magmatiche superficiali (2-3 km). Il Gademsa ed il Fantale sono situati su zone di anomalie gravimetriche positive che suggeriscono la presenza di corpi intrusivi ad alta densità, probabilmente rappresentati da cumulati mafici ed ultramafici; per di più, distribuzioni di anomalie gravimetriche positive sono state trovate lungo tutto il Main Ethiopian Rift, e molte delle quali coincidono con i vulcani silicici quaternari. Questo supporta l’ipotesi che grandi vulcani centrali e silicici si sono sviluppati sopra grosse intrusioni di magma mafico; alcune di queste intrusioni, risalendo verso la superficie, possono formare camere magmatiche crostali in cui il magma si evolve fino alla composizione pantelleritica. Questa, meno densa dei prodotti intermedi, e risiedente al top della camera , è stata preferenzialmete eruttata. Evidenze geochimiche ed isotopiche, inoltre, suggeriscono che il basalto isotopicamente meno radiogenico (campionato a Gademsa), ma non il meno evoluto, possa essere derivato per cristallizzazione frazionata da un magma parentale basaltico generato dalla porzione più giovane della plume dell’Afar. In più, i basalti con minore grado evolutivo (MgO ~ 8-9% in peso) sono stati originati tra 15 e 20 kbar (~ 50 km di profondità) per fusione parziale del 5 -7 % di una sorgente mantellica arricchita di composizione peridotitica a spinello.