Ruolo del Magmatismo granitoide nella crescita ed evoluzione della crosta continentale: studio petrologico e gecronolico di quarzo-dioriti e tonaliti di una sezione tipo tardo Paleozoica di Crosta continentale (Batolite delle Serre, Italia meridionale).

Quartz diorites and tonalites from Capo Vaticano Promontory (Calabria, southern Italy) make up the deepest portion of the late-Variscan Serre Batholith. Representing the more mafic product of a magmatic sequence, they have been choosen to constrain the source contribution (crustal or mantle) and the relative role of melting and differentiation processes in the granitoid genesis. Petrographic, geochemical and isotopic (Nd, Sr,Pb and Hf) evidence and U-Pb ages delineate a genetic affinity between quartz-diorites, tonalites and leucotonalite. SHRIMP U-Pb data confirm a late-Variscan age for the quartz-diorite and tonalite (302 ± 1 Ma to 297.4 ± 1.6 Ma). The presence of older ages (from 315 ± 1.8 Ma to 306 ± 2 Ma), defined here tentatively as anatectic, places a limit for the lower crustal anatectic processes. A late recrystallization process (c. 290 Ma ± 1 Ma) is indicative of high temperature and interstitial fluid. The cumulitic nature of quartz-diorites suggests a differentiation from a tonalitic parental magma and a liquid evolution towards the leucotonalitic terms. Fractional crystallization has been invoked as the main process responsible for the geochemical variations in the quartz-diorites and tonalite. In fact, modelling of major and trace elements produces their evolved composition after F=30% and a cumulate with a mineral assemblage of Pl= 53%, Amph=12%, Bt=30%, Ep=2% and Ilm =1%. A mafic granulite is suggested as the restitic source for the quartz-diorite based on Sr, Nd, Pb isotopic data. Comparing with the experimental data strongly confirm an amphibolite as the source. The Palmi-Bagnara amphibolite, constituting a part of Serre Massif located about 20 Km southernmost of CVP, was used for batch melting model. The model was able to produce the tonalitic parental magma after 36 % of partial melting of the amphibolite with a restite assemblage composed by Pl, Opx and Qtz. The εHf in the zircon confirms a crustal source, but the wide range indicates a major heterogeneity. The presence of some positive values does not exclude a marginal role of the mantle. The mafic input can be related to a metabasaltic source less contaminated or probably with a minor contamination of metasediments during its rise. MME have been considered as co-genetic with quartz-diorites and tonalites based on their mineralogical and isotopic analogies. In fact, comparison with the experimental melts supports a amphibolite as the source. Modeling the MME evolution is not simple, because of the contamination with the host magma that had modified the original features. The emplacement of MME into the granitoids is dated at around 292 ± 1 Ma. Finally, all the data support a strong a crustal signature for the evolution of the quartz-diorite, tonalite and MME in the Capo Vaticano Promontory.

Le quarzo-dioriti e le tonaliti del Promontorio di Capo Vaticano (Calabria, Italia meridionale) rappresentano la porzione più profonda tardo-Varisica del Batolite delle Serre. Essendo i litotipi più mafici affioranti nell'area, lo studio di queste rocce ha permesso di verificare il potenziale contributo di una sorgente mantellica nell'evoluzione della crosta continentale e in particolare di definirne il ruolo dei processi di fusione e di differenziazione nella genesi delle rocce granitoidi. Le evidenze petrografiche, geochimiche e isotopiche (Nd, Sr, Pb e Hf), nonché le età U-Pb hanno evidenziato una affinità genetica tra quarzo dioriti, tonaliti e leucotonaliti. Le età U-Pb, ottenute mediante metodo SHRIMP, confermano una età di messa in posto tardo-Varisica (da 302 ± 1 Ma a 297.4 ± 1.6 Ma) per quarzo-dioriti e tonaliti. Età relativamente più antiche (da 315 ± 1.8 Ma a 306 ± 2 Ma) sono state interpretate come "anatettiche", cioè riferite a processi di anatessi della crosta inferiore. Successivi processi di ricristallizazione (c. 290 Ma ± 1 Ma) indicano un perdurare di condizioni di alta temperatura in presenza di fluidi dopo la messa in posto dei magmi. La natura cumulitica delle rocce quarzo dioritiche suggerisce una origine per differenziazione di un magma parentale tonalitico e una evoluzione del liquido residuale verso i termini leucotonalitici. La cristallizzazione frazionata è stata considerata il processo principale e responsabile della variazione geochimica e isotopica di quarzo-dioriti e tonaliti. Infatti, la modellizzazione geochimica degli elementi maggiori ed in traccia ha permesso di ottenere le composizioni più evolute (leucotonaliti) dopo il 30% di cristallizzazione frazionata e un cumulato formato da Pl= 53%, Amph=12%, Bt=30%, Ep=2% and Ilm =1%. Il confronto dei dati isotopici (Sr, Nd, Pb) con i litotipi affioranti in crosta inferiore del Massicio Serre ha evidenziato un perfetta corrispondenza con le granuliti mafiche. Ulteriore confronto con i fusi sperimentali conferma come le anfiboliti siano la sorgente dei magmi quarzo dioritici e tonalitici. Un processo di fusione parziale è stato modellizzato, usando come sorgente di partenza le anfiboliti di Palmi-Bagnara che affiorano 20 km più a sud del Promontorio di Capo Vaticano, ma che si ritiene che facciano parte del Massiccio delle Serre. La modellizzazione è stata in grado di produrre un fuso tonalitico (magma parentale) dopo il 36% di fusione parziale con un assemblaggio restitico composto da Pl, Opx e Qtz (tipico delle granuliti mafiche della crosta inferiore delle Serre). Valori negativi dell'εHf ottenuti analizzando i cristalli di zircone confermano una sorgente eterogenea crostale per i granitoidi del Promontorio di Capo Vaticano. La presenza di pochi valori positivi potrebbe indicarci un marginale ruolo del mantello o un riassorbimento di alcuni xenocristalli presenti nella sorgente. Le enclave mafiche microgranulari ampiamente distribuite nell'host granitoide sono state considerate come co-geneticamente legate a quarzo-dioriti e tonaliti grazie alle analogie mineralogiche e isotopiche (Sr, Nd, Pb e Hf). Il confronto con i fusi sperimentali infatti perfettamente fitta con le granuliti mafiche. La messa in posto di questi granitoidi è però successiva (292 ± 1 Ma) e probabilmente legata alla messa in posto delle granodioriti e graniti a biotite ± anfibolo (BMG) dell'adiacente Batolite delle Serre. In conclusione, tutti i dati analizzati supportano una sorgente crostale per l'evoluzione delle quarzo-dioriti, tonaliti e enclave mafiche microgranulati del Promontorio di Capo Vaticano.