ABSTRACT

Welded ignimbrites show a large variability of welding intensity and of post-depositional crystallization. According to existing literature, a complete characterization of welded ignimbritic units involves: 1) a classification scheme which includes up to 5-6 categories of welding intensity, 2) the definition of the style of post depositional crystallization. This classification can be very time-consuming and well beyond the standards required for a general description of ignimbrite units for regional geological mapping purposes.

During the geological survey of the San Pietro Island (Sardinia, Italy) in the framework of the new geological map of Italy on a scale 1:50000 (CARG Project) , a large number of samples from different ignimbritic units has been collected. The geology of the area is characterized by Oligocene-Miocene volcanic deposits, which testify for the intense explosive activity with the deposition of many variably welded ignimbritic units and, subordinately, local effusive activity, mainly characterized by the emplacement of lava coulees. All the products derive from the eruption of highly evolved magmas of both calc-alkaline and peralkaline affinity.

We present here a new simplified scheme for the facies classification of these ignimbritic deposits. The scheme is based on three main textural features: the aspect ratio of the fiammae, the degree of glass shards alignment and the style of crystallization of the matrix. All these features can be used to describe the ignimbrite units for the scope of their lithological characterization in mapping projects.  We suggest that the scheme can have a general interest for the geological mapping of areas dominated by the presence of welded ignimbritic units.

Key words: Crystallization styles, facies nomenclature, San Pietro Island, welded ignimbrites, welding intensity.

RIASSUNTO ESTESO

Uno schema semplificato per la descrizione dei caratteri tessiturali nelle ignimbriti saldate: l’esempio dell’Isola di San Pietro

(Sardegna ;Italia)

Le ignimbriti saldate possono mostrare un’ampia eterogeneità nel grado di saldatura e nello stile di cristallizzazione post-deposizionale. Negli anni ‘60 Ross & Smith (1961) e Smith (1960a, 1960b) posero il problema della zonazione dei depositi ignimbritici sulla base delle caratteristiche di saldatura e cristallizzazione.  Essi riconobbero che la deformazione delle pomici e dei frammenti vetrosi è l’unica caratteristica utile nella definizione del grado di saldatura. In base a tale caratteristica tessiturale introdussero una suddivisione delle ignimbriti in non saldate, parzialmente saldate e densamente saldate. Inoltre, essi riconobbero che la cristallizzazione post-deposizionale di un corpo ignimbritico può avere diversi stili rappresentati sinteticamente da: la tessitura granofirica, le tessiture di devetrificazione e la cristallizzazione della fase vapore. Al giorno d’oggi una dettagliata caratterizzazione di un’ignimbrite saldata necessita della definizione 1) del grado di saldatura all’interno di uno schema che include 5 (Streck & Grunder , 1995) o 6 (Quane & Russell, 2005a) diverse classi e 2) dello stile di cristallizzazione post-deposizionale (Lofgren, 1971a; Lofgren, 1971b; Lofgren, 1974; McArthur et alii., 1998).

Nell’ambito del rilevamento geologico condotto nell’isola di San Pietro (SPI), per il progetto CARG, è stato svolto un esteso campionamento dei prodotti ignimbritici. La geologia dell’area è caratterizzata dalla diffusa presenza di depositi vulcanici appartenenti al ciclo Oligo-Miocenico. Tali depositi sono il risultato di un’intensa attività esplosiva, caratterizzata dalla messa in posto di numerose unità ignimbritiche ad affinità calcalcalina e peralcalina e di una modesta attività effusiva, caratterizzata, principalmente, dall’emissione di spesse colate ad affinità peralcalina.

Una dettagliata caratterizzazione dei depositi ignimbritici che  coinvolga le caratteristiche fisiche composizionali e tessiturali va, in generale, oltre gli scopi della cartografia geologica.

In questo lavoro viene proposto uno schema per la classificazione delle microfacies e per la caratterizzazione litologica delle unità ignimbritiche di possibile uso ai fini della cartografia geologica. Lo schema proposto si basa su tre caratteri tessiturali.

Il primo è rappresentato dal grado di isoorientazione dei frammenti di vetro. Sono definite tre classi di orientazione: casuale, debolmente orientati o fortemente orientati. I limiti tra le classi sono definiti su base quantitativa da diversi valori del parametro Vc (varianza circolare), proposto da Tran (2007),  che esprime per valori decrescenti una progressiva isoorientazione dei frammenti di vetro. Attraverso l’uso di una tavola comparativa (fig. 3) e di  immagini di confronto (fig. 8), prese al microscopio, è possibile inserire un campione di ignimbrite in uno dei tre campi suddetti senza necessità di svolgere accurate analisi di immagine.

Il secondo carattere tessiturale è rappresentato dal grado di schiacciamento delle pomici-fiamme, quantificabile attraverso il rapporto d’aspetto (AR). In base  a tale parametro è possibile definire un campo per le pomici indeformate, un campo per le pomici schiacciate e uno per le fiamme. I valori di  AR utilizzati come limiti tra i campi sono gli stessi (convertiti nel parametro oblateness) utilizzati da Quane & Russell (2005a) come limiti tra i campi II e III (AR=3) ,e IV e V (AR=5). Attraverso l’uso di una tavola comparativa (fig. 4) e di immagini di confronto (fig. 9), è possibile inserire ciascun campione di ignimbrite in uno dei tre campi proposti.

La  definizione del rapporto d’aspetto delle pomici-fiamme e del grado di isoorientazione dei frammenti di vetro consente di inserire un campione di ignimbrite in un diagramma di contingenza (fig. 6) che permette di definire il grado di saldatura.

Il terzo carattere tessiturale è rappresentato dallo stile di cristallizzazione post-deposizionale della matrice vitroclastica (fig. 5). Vengono definite 8 possibili tessiture: perlitica-ossidianacea, granofirica, a sferuliti aperte, a sferuliti chiuse, equigranulare cripto-microcristallina, pettinata (o assiolitica), transizionale ossidianacea-microcristallina e, infine, vitroclastica non ricristallizzata.

La definizione del grado di saldatura e dello stile di cristallizzazione permette di inserire i campioni  di un’ignimbrite in un diagramma di contingenza  che potrà essere usato a fini descrittivi e interpretativi (fig. 7).

Termini chiave: Grado di saldatura, ignimbriti saldate, isola di San Pietro, nomenclatura delle facies, stile di cristallizzazione.