Architettura e meccanismi di costruzione di complessi granitoidi post-collisionali: studio integrato di terreno, microstrutturale, AMS ed EBSD del Batolite tardo varisico delle Serre (Calabria meridionale)

This PhD thesis, based on a multidisciplinary approach integrating field, microstructural, AMS and CPO data, allowed adding new significant constraints on the architecture of the late Variscan Serre Batholith and the link between batholith construction and activation of regional-scale shear zones. As a first step, a robust field mapping, supported by petrographic investigations, revealed both the relationships and the structural features of the main magmatic units making up the batholith. The field survey allowed also to realise the first geological maps of the magmatic units exposed in the north-eastern Serre Batholith and Capo Vaticano Promontory (CVP), at 1:200,000 and 1.140,000 scale, respectively. In particular, in the CVP, where only the deep-intermediate portion of the batholith crops out, field activity and petrographic studies allowed to separate the promontory in a northern sector characterized by a continuous exposure of the deep-intermediate granitoids, and a southern sector with a more chaotic arrangement due to a stronger tectonic reworking. Deformation microstructures, studied in all the magmatic units from both CVP and Serre Massif, together with kinematic indicators, provide evidence of continuous shear-related deformation, though with varying intensity, during cooling of all the magmatic units making up the batholith, from at least submagmatic conditions. AMS revealed an internal fabric in both deformed and apparently isotropic granitoids from all the magmatic units. In the studied granitoids, AMS is dominantly controlled by paramagnetic phases, with values generally lower than 500 x 10-6 SI for all the granitoid types. The AMS ellipsoid shape is dominantly oblate, implying that flattening component of the strain was important during granitoid emplacement, while minor prolate shapes might provide indication of possible feeder zones. Quartz CPO is consistent with a sub-simple shear regime, which, together with shear indicators, supra- to subsolidus deformation microstructures and AMS data, indicate an important shear zone control over batholith construction. In particular, magnetic data are consistent with emplacement of the earliest and deepest granitoid magmas in a transtensional regime. On the other hand, a transpressional regime with a NW-SE shortening axis operated throughout the main build-up history of the batholith, triggering the nucleation of the Lower Mammola Shear Zone (LMSZ), which accommodated the emplacement of the magmatic units at progressively shallower depth. The last emplaced units remained in direct contact with the waning LMSZ, which concluded at high crustal levels its upward journey through the Calabrian crust.

Questa tesi di dottorato, basata su un approccio multidisciplinare che integra dati di terreno, microstrutturali, AMS e CPO, ha permesso di aggiungere nuovi significativi vincoli sull'architettura del Batolite delle Serre, di età tardo varisica, e sul legame tra la costruzione dello stesso e l'attivazione di zone di taglio a scala regionale. Come primo passo, una solida mappatura geologica, supportata da indagini petrografiche, ha rivelato sia le relazioni che le caratteristiche strutturali delle principali unità magmatiche che compongono il batolite. L'indagine di terreno ha permesso anche di realizzare le prime carte geologiche delle unità magmatiche esposte nel settore nord-orientale del Batolite delle Serre e nel Promontorio di Capo Vaticano (CVP), rispettivamente a scala 1:200,000 e 1.140,000. In particolare, nel CVP, dove affiora solo la porzione profonda-intermedia del batolite, l'attività di terreno e gli studi petrografici hanno permesso di separare il promontorio in un settore settentrionale, caratterizzato da un'esposizione continua dei granitoidi profondi-intermedi, e in un settore meridionale con una disposizione più caotica dovuta a una più forte rielaborazione tettonica. Le microstrutture di deformazione, studiate in tutte le unità magmatiche del CVP e del Massiccio di Serre, insieme agli indicatori cinematici, forniscono la prova di una deformazione di taglio continua, anche se con intensità variabile, durante il raffreddamento di tutte le unità magmatiche che compongono il batolite, a partire almeno da condizioni submagmatiche. L'AMS ha rivelato un fabric interno sia nei granitoidi deformati che in quelli apparentemente isotropi di tutte le unità magmatiche. Nei granitoidi studiati, l'AMS è controllata prevalentemente da fasi paramagnetiche, con valori generalmente inferiori a 500 x 10-6 SI per tutti i granitoidi. La forma dell’ellissoide magnetico è prevalentemente oblata, il che implica che la componente di appiattimento della deformazione è stata importante durante la messa in posto dei granitoidi, mentre forme prolate minori potrebbero fornire indicazioni su possibili zone di alimentazione. La CPO del quarzo è coerente con un regime di taglio subsemplice che, insieme agli indicatori di taglio, alle microstrutture di deformazione da supra a sub-solidus e ai dati AMS, indica un importante controllo di zone di taglio sulla costruzione del batolite. In particolare, i dati magnetici sono coerenti con la messa in posto dei magmi granitoidi più antichi e profondi in un regime transtensionale. Dall'altro canto, un regime transpressivo con asse di raccorciamento NW-SE ha operato durante tutta la storia principale di formazione del batolite, innescando la nucleazione della Lower Mammola Shear Zone (LMSZ), che ha permesso la messa in posto delle unità magmatiche a profondità progressivamente inferiori. Le ultime unità messesi in posto sono rimaste in contatto diretto con la LMSZ, la cui attività era ormai in fase di esaurimento, che ha concluso così ad alti livelli crostali il suo viaggio verso l'alto attraverso la crosta calabra.