Il magmatismo cenozoico orogenico in Sardegna: sorgenti di mantello, evoluzione magmatica ed implicazioni geodinamiche

L’evoluzione geodinamica del Mediterraneo degli ultimi ~40 Ma rappresenta un argomento estremamente complesso che continua ad attirare l’attenzione di numerosi ricercatori al fine di meglio chiarirne i punti più controversi. In questo quadro la Sardegna rappresenta una chiave di lettura di estremo interesse, in particolare per il settore occidentale dell’area. Quante più informazioni potranno trarsi da studi in tale settore, tanto più sarà possibile giungere a risultati che permetteranno una migliore chiarezza nelle interpretazioni in chiave geologica e geodinamica. Durante il Cenozoico la Sardegna è stata caratterizzata da una prolungata attività magmatica. Le caratteristiche geocronologiche, vulcanologiche, petrografiche e geochimiche dei prodotti presentano notevoli similitudini con quelle dei prodotti dei distretti limitrofi dell’area del Mediterraneo occidentale, dalle caratteristiche geochimiche sia “orogeniche” che “anorogeniche”. La Sardegna rappresenta una porzione dell’antico continente europeo, compresa tra due placche litosferiche, che definisce il limite tra il Mediterraneo occidentale e quello centrale. Fino al Paleogene superiore il micro-continente Sardo-Corso era in continuità con il margine meridionale europeo, per poi essere in seguito interessato da due fasi estensionali che ne determinarono il distacco dal margine europeo e che culminarono nella formazione del bacino Ligure-Provenzale. Nel Miocene Medio il blocco Sardo-Corso raggiunse la sua posizione attuale e i movimenti estensionali migrarono verso est, determinando la formazione del bacino del Mar Tirreno, accompagnata dalla formazione della catena appenninica e dal magmatismo Plio-Quaternario dell’Italia e delle piane abissali del Tirreno. Il magmatismo Cenozoico della Sardegna è stato storicamente suddiviso in due cicli ben definiti e completamente differenti per quanto concerne le caratteristiche geochimiche, petrografiche e vulcanologiche dei prodotti. Le rocce del primo periodo sono state datate tra ~32 e ~15 Ma, rappresentate principalmente da vulcaniti acide-intermedie. I prodotti mostrano le tipiche caratteristiche di un magmatismo “orogenico”, con affinità seriale tholeiitica di arco, calcalcalina e calcalcalina alta in K. I prodotti più evoluti sono per lo più rappresentati da rioliti, cui si aggiungono più rare trachiti e rioliti peralcaline. La genesi dei magmi primitivi è stata ricondotta ad un processo di fusione del cuneo di mantello, favorito dalla decompressione associata ai movimenti distensivi che portarono alla formazione del bacino di retro-arco ligure-provenzale. Il successivo ciclo magmatico “Plio-Quaternario” mostra caratteristiche petrografiche e geochimiche chiaramente distinguibili da quelle della fase precedente. Tali prodotti mostrano caratteristiche geochimiche di tipo “anorogenico” ed una affinità seriale da tholeiitica ad alcalina sodica, con composizioni che variano da hawaiite a mugearite, andesite basaltica, basalto tholeiitico, basalto debolmente alcalino e basanite (in ordine di abbondanza decrescente). La ricerca proposta sarà incentrata sullo studio petrologico e geochimico dei prodotti del ciclo Oligo-Miocenico della Sardegna, al fine di ottenere una migliore caratterizzazione geochimica delle sorgenti. Una corretta definizione delle caratteristiche di tali sorgenti mantelliche riveste, infatti, un ruolo di primo piano, non soltanto nell’ambito dello studio della petrologia dei prodotti magmatici in questione, ma anche nella corretta interpretazione in chiave geodinamica di tali informazioni, soprattutto in considerazione della complessa evoluzione geodinamica della Sardegna e dell’intera area del Mediterraneo. La ricerca, pertanto, sarà incentrata su di un dettagliato studio petrografico-geochimico e geochimico-isotopico (Sr, Nd, Pb, O, Hf e Os), al fine di raggiungere un maggiore dettaglio nella definizione delle caratteristiche delle sorgenti, fornendo importanti informazioni relativamente alle eventuali componenti legate al riciclaggio di materiale di bassa crosta ed alla interazione con litologie crostali. Un ruolo di estrema importanza sarà poi rivestito dalle datazioni assoluta 40Ar/39Ar di alcuni dei prodotti, in modo da poter definire un quadro geocronologico più compiuto ed attendibile ai fini della formulazione di un modello petrologico/geodinamico dell’area. Particolare riguardo sarà rivolto anche allo studio delle rocce Oligo-Mioceniche più evolute, finora poco studiate nonostante rappresentino una porzione significativa dei prodotti dell’intero ciclo. L’approfondimento delle conoscenze relative a tali prodotti potrebbe consentire una migliore comprensione dei legami genetici coi prodotti meno evoluti. Notevole attenzione verrà infine concentrata sui prodotti differenziati ad affinità peralcalina (comenditi), di cui ancora oggi risulta difficile giustificarne la presenza in un contesto geodinamico di tipo “orogenico” e definirne i processi genetici.