Dottorato di Ricerca in Scienze della Terra (XVI ciclo)

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Le anomalie negative di Ba, Sr, P e Ti (Fig. 5.10) evidenziate dal diagramma “spider” per gli elementi incompatibili e quella di Eu (Fig. 5.9) sono tipiche di un liquido trachitico formatosi per cristallizzazione frazionata di plagioclasio, apatite, titanite e minerali ferromagnesiaci. Il diagramma “spider” per gli elementi incompatibili evidenzia inoltre come le sieniti con anomalia di Ce risultino tendenzialmente impoverite in Th, Ta, Zr ed Hf (Fig. 5.10). Tali elementi sono fortemente incompatibili e vengono spesso usati come indici di differenziazione magmatica anche per i prodotti di molti altri vulcani della Kenya Rift Valley, in quanto poco influenzabili dai fenomeni di alterazione (paragrafo 1.8). La Fig. 5.11 riporta i diagrammi di variazione di Hf, Ta e Th vs. Zr. Tutti e tre i grafici mostrano come le sieniti con anomalia di Ce negativa sono tendenzialmente impoverite in questi elementi fortemente incompatibili. Quindi le sieniti alterate con anomalia di Ce negativa più accentuata potrebbero derivare dalla cristallizzazione magmatica di liquidi meno evoluti. I clasti sienitici infatti presentano composizione trachitica e gli elementi maggiori non mostrano particolari arricchimenti o tendenze per i due gruppi di sieniti del vulcano Kilombe. Tuttavia, la norma C. I. P. W. delle sieniti di Kilombe evidenzia la presenza di quarzo o nefelina e/o l’assenza di entrambi. L’indice di peralcalinità è compreso tra 1.01 e 1.26% e la presenza di acmite normativa (1.13-9.21%) e di metasilicato di Na in diversi campioni analizzati (0-2.02%) conferma il loro carattere peralcalino. La presenza di quarzo o di sodalite modale in alcuni di questi clasti (sottoparagrafo 2.2.3) è in accordo con la sovra/sottosaturazione in silice evidenziata dalle analisi chimiche. L’unica discordanza tra norma e moda si ritrova per il campione senza anomalia negativa di cerio K24 (Ce/Ce * = 0.92). Questa sienite satura in silice è caratterizzata infatti da un 2% di analcime che essendo un feldspatoide può cristallizzare solamente da liquidi magmatici sottosaturi. Questo induce a pensare che il campione K24 è stato probabilmente generato dalla cristallizzazione magmatica di un liquido saturo/sovrassaturo e successivamente fluidi ricchi in alcali abbiano determinato la formazione di analcime nelle cavità della roccia ed il conseguente abbassamento del grado di saturazione in silice. Questi fluidi hanno inoltre determinato la formazione di chiazze e vene pertitiche omogenee a concentrazione di Na2O e K2O variabile (sottoparagrafo 4.2.1). La scarsa anomalia negativa di cerio della sienite K24 è confermata anche dalla presenza di monazite con il maggior rapporto Ce/Ce * tra i minerali analizzati delle rocce di Kilombe (sottoparagrafo 4.3.3). L’analisi dei fluorocarbonati di questo campione ha evidenziato due fenomeni di alterazione idrotermale avvenuti in tempi successivi per l’azione di fluidi con valori di temperatura e frazione molare di CO2 differenti (sottoparagrafo 4.3.4). La sienite K20 che è tra i campioni con il più basso rapporto Ce/Ce * presenta monaziti con anomalia 197
negativa di Ce molto accentuata (Ce/Ce * = 0.13-0.67, sottoparagrafo 4.3.3). L’analisi chimica in microsonda elettronica dei minerali del gruppo della monazite di K20 ha inoltre permesso di ipotizzare l’azione di un fluido acquoso di bassa temperatura ricco in terre rare leggere e medie, ma povero di Ce. 29.0 24.0 19.0 14.0 9.0 4.0 23.0 21.0 19.0 17.0 15.0 13.0 11.0 9.0 7.0 5.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 Hf Ta (b) 100 300 500 700 900 1100 Th Zr (a) Sieniti senza anomalia di Ce (Ce/Ce* > 0.80) Sieniti con anomalia di Ce (Ce/Ce* < 0.80) 100 300 500 700 900 1100 100 300 500 700 900 1100 Figura 5.11 - Diagrammi di variazione degli elementi in tracce (Hf, Ta, Th vs. Zr) per i due gruppi di sieniti del vulcano Kilombe. Zr (c) Zr 198
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