Definizione delle litofacies e ricostruzione dell'architettura dell'Ignimbrite Campana

L'eruzione dell'Ignimbrite Campana, avvenuta 39mila anni fa nei Campi Flegrei, ha prodotto due principali fasi eruttive, il cui impatto ha notevolmente influenzato l'ambiente dal punto di vista climatico e antropologico. Durante la prima fase dell'eruzione si ਠsviluppata una colonna sostenuta di tipo pliniano da cui sono ricaduti lapilli pomicei ad est del centro eruttivo; durante la seconda fase dell'eruzione una corrente piroclastica ha invaso l'intera regione campana, sedimentando un deposito di tipo ignimbritico su un'area vasta migliaia di chilometri quadrati. Molteplici studi sono stati dedicati alla ricostruzione di modelli petrologici riguardanti l'origine e la differenziazione del magma prima dell'eruzione, ma scarsa attenzione ਠstata data ai caratteri sedimentologici dei depositi poichà© prevalentemente saldati. Inoltre, una forte disputa si ਠprotratta nei decenni riguardo l'età  dell'eruzione, l'ubicazione dell'area sorgente (Campi Flegrei, Piana Campana, etc.), il tipo di eruzione (da una bocca centrale o fissurale), la presenza o meno di una fase a colonna eruttiva sostenuta con la formazione di un deposito pliniano da caduta e la correlazione tra depositi da corrente piroclastica prossimali (Breccia Museo) e medio-distali. Il principale scopo di questa tesi ਠquello di ricostruire i processi di trasporto e deposizione che agivano durante la fase da corrente piroclastica dell'eruzione attraverso la ricostruzione dell'architettura dei depositi ignimbritici. L'architettura ਠstata definita attraverso l'individuazione delle litofacies presenti nel deposito e della loro distribuzione e sulla base dei dati granulometrici e dei componenti. Lo studio ਠstato, nella prima fase, effettuato attraverso un estensivo e dettagliato rilevamento di campo dei depositi medio-distali da corrente piroclastica in un'ampia area che comprende tutte le province campane ed in particolare lungo i rilievi che bordano la Piana Campana fino al vulcano Roccamonfina a Nord, la Piana del Sele a Sud e il fiume Calore ad Est. Sono state studiate 44 sezioni poste a distanze comprese tra i 30 e gli 80 km dal centro eruttivo. Lo studio stratigrafico e delle litofacies ਠstato effettuato in accordo con le unità  stratigrafiche descritte da Scarpati e Perrotta (2012). L'unità  basale ਠformata da un deposito cineritico incoerente e stratificato (USAF = Unconsolited Stratified Ash Flow), contenente lapilli pomicei arrotondati. Il colore passa, dalla base al tetto, da bianco a rossastro. Un livello ricco in litici e cristalli, depleto in fini, ਠlocalmente presente alla base dell'unità . L'unità  soprastante (WGI = Welded Gray Ignimbrite) ਠformata da un deposito cineritico grigio saldato, spesso da molti metri a decine di metri, con pessimo sorting, contenente clasti (da lapilli a blocchi) scoriacei, a gradazione inversa, e subordinati litici e cristalli immersi nella matrice cineritica. In alcuni casi, ਠpossibile osservare strutture da degassazione e abbondanti fessurazioni colonnari. La parte basale, per uno spessore di alcune decine di centimetri, ਠinteramente composta da pomici immerse nella matrice cineritica. Il grado di saldatura ਠbasso alla base ed incrementa verso la parte mediana del deposito. L'unità  appare massiva, senza superfici erosionali interne. Questa unità  rappresenta la maggior parte dello spessore (e quindi del volume) dell'IC. L'unità  WGI grada in un deposito cineritico giallo, litificato per zeolitizzazione (LYT = Lithified Yellow Tuff), contenete juvenili (scorie prossimalmente, pomici distalmente) arrotondati, con dimensioni variabili da lapilli a blocchi. La sequenza ਠchiusa al top un'unità  incoerente formata da pomici grossolane arrotondate, a gradazione inversa, immerse in una matrice cineritica (CPF = CoarsePumice Flow). Le unità  USAF e WGI sono ubiquitarie mentre LYT e CPF sono localizzate in determinati settori della Piana Campana. Lo studio di dettaglio ha permesso di identificare 7 litofacies, e loro diverse associazioni verticali e laterali (queste ultime principalmente a scala regionale), caratterizzate da diversa struttura del deposito, prevalentemente nelle unità  USAF e WGI. Le facies litologiche distinte sono: Fines-poor lithic lapilli tuff (f-poor lLT), stratified tuff (sT), diffuse stratified tuff (dsT), massive tuff (mT), massive lapilli tuff (mLT), pumice lapilli tuff (pLT), lenses of pumice lapilli (lenspL). Oltre a queste litofacies, l'analisi di campo ha reso possibile distinguere, esclusivamente nell'unità  WGI, due diverse facies differenziate per la presenza di juvenili di diversa natura. Tali facies mostrano una distribuzione areale ben definita, governata dalla distanza dal centro eruttivo. àˆ stata identificata una facies a scorie, formata interamente da juvenili scoriacei immersi nella matrice cineritica, la cui distribuzione ਠconfinata dai rilievi nelle aree intermedie (fino a circa 45 km dal centro eruttivo e 1000 m di quota) e una facies a pomici. Quest'ultima ਠpresente sia nelle aree intermedie, come un sottile livello basale (facies a pomici basale) che grada superiormente nella facies a scorie, che nelle aree distali dove le pomici costituiscono l'unico juvenile presente in tutto lo spessore di WGI (facies a pomici distale). Durante il rilevamento sono stati prelevati 155 campioni per le analisi sedimentologiche nelle facies incoerenti del deposito ignimbritico (USAF, CPF e WGI laddove il grado si saldatura ਠabbastanza basso da permettere la disgregazione del campione). Su tutti i campioni sono state eseguite analisi granulometriche e dei componenti, mentre alcuni campioni sono stati selezionati per misure di densità /vescicolazione dei clasti e per stimare il fattore di arricchimento in cristalli dell'ignimbrite. Oltre a campioni per le analisi sedimentologiche, sono stati campionati clasti juvenili (pomici e scorie) per analisi chimiche tramite XRF (62 campioni sono stati prelevati per le analisi chimiche in tutte le unità  dell'IC). Tali analisi non sono state usate per produrre un nuovo modello petrologico dei processi magmatici operanti durante l'eruzione ma per evidenziare l'evoluzione spaziale e temporale della corrente piroclastica, attraverso la ricostruzione della distribuzione di alcuni elementi (es. Zr) usati quali traccianti chimici. Inoltre, la composizione chimica, unitamente ai valori di densità /vescicolazione degli juvenili, ha permesso di definire i possibili meccanismi eruttivi che hanno agito durante la seconda fase dell'eruzione Le analisi granulometriche sono state effettuate tramite setacciatura meccanica a secco, tra -5 (32 mm) e 4? (0,063 mm), ad intervalli di 1?, e sedimentazione in acqua per discriminare la frazione fine tra 5 e 10? (0,001 mm) mentre le analisi dei componenti sono state effettuate nell'intervallo granulometrico da -5 a 3? (32 †" 0,125 mm) al fine di evidenziare le variazioni verticali e laterali dell'abbondanza delle frazioni juvenili, litiche e cristalline presenti. La variazione dei dati sedimentologici ਠstata investigata in relazione alla distanza dal centro eruttivo, alla quota sul livello del mare e rispetto a determinati settori angolari (azimuth) intorno all'area sorgente. I settori angolari sono stati discriminato in base alla morfologia a scala regionale (zone prevalentemente montuose o pianeggianti) al fine di comprendere l'influenza degli ostacoli morfologici sul moto della corrente. I campioni dell'unità  USAF si presentano da ben classati a poco classati, con valori di sorting variabili da 1,2 a 2,9. La mediana copre un ampio intervallo variando da 0,6 a 4,4 ?. Anche i campioni dell'unità  WGI appaiono da ben classati a poco classati sebbene mostrino, in generale, valori di sorting pi๠elevati, variabili da 1,6 a 3,5. La mediana dei campioni di WGI, pur ricoprendo un ampio intervallo al pari di USAF, ਠspostata verso classi granulometriche pi๠grossolane, variando da 0,3 a 3,4 ?. I campioni dell'unità  CPF sono da poco classati a molto poco classati e mediamente pi๠grossolani rispetto ai campioni delle altre unità . Le variazioni rispetto alla distanza e alla quota s.l.m. non sono lineari. La distanza di 50 km dal centro eruttivo e la quota di 250-300 m s.l.m.