Le metavulcaniti a chimismo andesitico del perno-carbonifero brianzonese (Alpi Marittime): caratterizzazione petrografica e tentativo di interpretazione geodinamica

Nell’ambito del Permo-Carbonifero metamorfico del Brianzonese ligure sia esterno che interno è caratteristica la presenza di prodotti lavici e vulcanoclastici acidi, prevalenti ed a chimismo « andesitico » («Formazione di Eze »), subordinati. Questi ultimi, oggetto della presente nota, affiorano per lo più intercalati a metasedimenti fini e risultano complessivamente pressoché coevi delle prime sporadiche manifestazioni acide, ma leggermente più antichi della principale fase riolitica, eopermica. Alcuni filoni ed una colata rinvenuti nel massiccio cristallino di Calizzano sono verosimilmente da ricollegare, per caratteri petrografia e geochimici e per posizione geologica, alle vulcaniti di Eze. I prodotti lavici, pur interessati da più fasi deformative, di cui almeno una scistogena, conservano abbastanza riconoscibili le strutture primarie. I prodotti piroclastici appaiono fortemente ricristallizzati con strutture e paragenesi tipiche di rocce prasinitiche. Le rocce, ed in particolare i prodotti piroclastici, mostrano evidenze di processi di mobilizzazione chimica, almeno in parte precedenti gli eventi metamorfici. Lo studio dettagliato di questi processi di mobilizzazione porta tuttavia a concludere che, almeno per i prodotti lavici, le variazioni in SiOs, ALO», MgO, Fe totale, Ti02 sono mediamente poco importanti. Molti degli elementi in tracce e le terre rare sembrano inoltre utilizzabili ai fini della caratterizzazione magmatica delle metavulcaniti di Eze e di Calizzano che, pur mostrando analoga natura generalmente « andesitica » e comune affinità calcalca-lina, sembrano riconducibili a processi evolutivi differenti. I caratteri geochimici suggeriscono come più probabili tre diverse ipotesi genetiche: 1) processi di frazionamento diversi, a livelli crostali, a partire da un magma basaltico originatosi nel mantello; 2) fusione parziale di materiale del mantello costituito da peridotiti a granato o a spinello; 3) anatessi crostale con diversi gradi di fusione di una crosta profonda non omogenea a temperature elevate (1100° C). La mancanza di un quadro dell’orogenesi ercinica nella Neo-Europa sufficientemente dettagliato ed unanimemente accettato non consente di stabilire se sussista una correlazione tra la tendenza calcalca-lina del magmatismo permo-carbonifero ed eventuali meccanismi subduttivi. L’ipotesi subduttiva lascerebbe comunque inspiegati alcuni fatti, quali: la tettonica di tipo block-faulting presente in superficie; la mancanza di trends preferenziali nella distribuzione sia delle lave, sia degli elementi geochimici più significativi; il lungo intervallo di tempo intercorso tra l’eventuale subduzione e la venuta a giorno delle lave; la sostanziale contemporaneità delle rioliti precoci e delle andesiti. Gli autori propongono pertanto un modello alternativo, altrettanto ipotetico di quello subduttivo, ma apparentemente più adatto a spiegare i fatti suddetti, nel quale l’anatessi crostale è causata da affondamenti isostatici conseguenti alPispessimento crostale verosimilmente generato dalla fase sudetica. L’enorme successiva produzione di rioliti ignimbri-tiche, verosimilmente derivata da anatessi di crosta superiore, è difficilmente giustificabile con i soli movimenti isostatici; essa potrebbe però essere stata agevolata dalla creazione di numerose fratture, lungo le quali risalirono le ignimbriti, e da un concomitante innalzamento delle geoisoterme. The permo-carboniferous metamor-phic terrains of the outer and inner Ligurian Brian-Connais are characterized by the presence of lavas and volcanogenic sediments both rhyolitic, predominant, and andesitic («Eze Formation »), subordinate. These last ones, studied in this work, are generally intercalated into fine metasediments and appear on the whole to be contemporary of the first scattered rhyolitic products, but slightly older than the principal, lower permian, ones. On account of petrographic and geochemical characters and of geologic position, some dykes and one lava-flow found in the Calizzano crystalline massif should be ascribed to Eze andesites. The lavas are interested by various deformation events, of which one giving schistosity. The original porphyritic textures with phenocrysts of plagioclase and sometimes clino and orthopyroxene, hornblende, biotite, quartz are frequently _ mantained. The groundmass exhibits intersertaT textures. The embayed quartz may be referred to assimilation of sialic material. The pyroclastic products are strongly recrystallized showing paragenesis and texture typical of prasinitic rocks. Pre-metamorphic weathering processes and change in rock chemistry during the metamorphism affect the lavas and particularly the pyroclastic products. A detailed study to establish the nature of chemical change suggests negligible, especially in the lavas, movements of Si02, A1203, MgO, Fe2Oa tot., Ti02. Most of trace elements and REE are also useful to define the magmatic character. On these basis the geochemical data lead to define the analyzed rocks as andesites with calc-alkaline affinity. However different evolutional processes seem to characterize the Eze and Calizzano lavas. The geochemical data are consistent with three different hypothesis: 1) fractional crystallization from primary basaltic magmas of mantle origin involving plagioclase + pyroxene or plagioclase 4-hornblende; 2) melting of mantle material represented by both spinel and garnet peridotite; 3) direct anatexis at high temperatures (1100° C) with different degrees of partial melting of deep continental crust. The lack of a sufficiently detailed and universally well agreed picture of the hercynian event within «Neo-Europa» plate prevents to state wether or not the calc-alkaline trend of permo-carboniferous magmatism is linked to a subduction mechanism. In any way, this hypothesis leaves some facts unexplained, e.g.: block-faulting structures in the upper Palaeozoic covers; lack of preferred trends in the areal distribution of lavas as well as of significant geochemical elements; long span of time between the possible subduction event and the outpouring of lavas; practically contemporary effusion of early rhyolites and andesites. For the genesis of andesites, an alternative solution, better fitting the above mentioned aspects, may be found in crustal anatexis caused by isostatic sinking, as a consequence of possible crustal thickening generated by sudetian phase. The following large quantities of rhyolitic ignimbrites, probably produced by crustal anatexis, seem hardly interpretable on the grounds of buoyant movements alone; but they could have been favoured both by the newly created numerous fractures, along which ignimbrites were driven to surface, and by a concomitant rise of geoisotherms.