The Cogne magnetite deposit (Western Alps, Italy): a Late Jurassic seafloor ultramafic-hosted hydrothermal system?

Il giacimento di magnetite di Cogne (Alpi Occidentali, Italia) è il più grande tra le mineralizzazioni a magnetite prive di apatite e solfuri che sono ospitate nelle serpentiniti appartenenti alle unità ofiolitiche delle Alpi Occidentali. La magnetite di composizione prossima al termine puro, insolita in rocce ultramafiche, e il tonnellaggio significativo del giacimento (18 ∙ 10^6 tonnellate con concentrazioni di Fe del 45-50% in peso), rendono Cogne un interessante caso studio per indagare i processi responsabili della formazione di magnetite nelle ofioliti. La magnetite di Cogne si presenta come minerale nodulare, vene e disseminazioni in serpentiniti derivanti da peridotiti di mantello e in peridotiti impregnate da fuso (troctoliti) totalmente serpentinizzate. Il rapporto Co/Ni aumenta a partire dalle serpentiniti povere in magnetite (0.05) fino al minerale nodulare (>1). L'analisi degli elementi in traccia nella magnetite proveniente da differenti siti e litologie, ottenuta tramite laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry, indica che la magnetite ha una composizione tipicamente idrotermale, caratterizzata da alte concentrazioni di Mg e Mn (valori mediani fino a ~24100 e ~5000 ppm, rispettivamente) e bassi Cr, Ti e V (valori mediani fino a ~30, ~570 e ~60 ppm, rispettivamente). Inoltre, le variazioni nel contenuto di elementi in traccia distinguono la magnetite che ha una composizione controllata dal fluido idrotermale [alti rapporti (Mg, Mn, Co, Zn)/Ni] dalla magnetite la cui composizione risente della geochimica della roccia incassante (alti Ni ± Ti ± V). La datazione radiometrica con il metodo U-Th-Pb dell'uraninite associata alla magnetite vincola l'età della formazione del giacimento al Giurassico superiore (circa 150 Ma), durante uno stadio avanzato dell'apertura della Tetide alpina. La modellazione termodinamica delle interazioni fluido-roccia indica che i fluidi risultanti dalle reazioni acqua marina-peridotite e acqua marina-Fe-gabbro non sono sufficientemente ricchi in Fe per generare il giacimento di Cogne. Ciò suggerisce che processi di frazionamento, come la separazione di fase, furono di cruciale importanza per produrre fluidi idrotermali in grado di precipitare grandi quantità di magnetite in varie tipologie di rocce incassanti ultramafiche. Il contesto oceanico e le somiglianze geochimiche e mineralogiche con alcuni moderni depositi vucanogenici a solfuri massivi di dorsale oceanica ospitati in ultramafiti suggeriscono che la sezione mineralizzata di Cogne possa rappresentare il segmento profondo di un sistema idrotermale di fondale oceanico di alta temperatura (~300-400°C). La presenza di analoghe concentrazioni di magnetite nella litosfera oceanica attuale potrebbe contribuire a spiegare l'esistenza di significative anomalie magnetiche situate in corrispondenza di sistemi idrotermali idrotermali sia attivi che inattivi impostati su rocce ultramafiche.