Dipartimento di
Scienze della Terra e Geoambientali

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Ruolo: Professore Associato
SSD: GEO07 Petrologia e Petrografia

Studio: 4° Piano, Stanza 32
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Tel.: +39 080 5442267
Fax: +39 080 5442625

1989: Dottore di Ricerca in Scienze della Terra

dal 7.1.1992 a 31.10.1998: Ricercatore presso l'Universita' della Basilicata

dal 1.11.1998: Professore Associato presso l'Universita' di Bari


Temi di Ricerca

Alfredo Caggianelli ha svolto parte cospicua dell'attività di ricerca sulla geologia del basamento cristallino della Calabria.

Le metodologie impiegate sono quelle tipiche della petrologia, della geologia del cristallino e della geochimica.

I principali temi investigati sono:

  • composizione e struttura della crosta continentale esposta nella Sila e nelle Serre;
  • composizione, struttura e livello di intrusione dei granitoidi tardo ercinici della Calabria;
  • modelli della perturbazione termica indotta dall'intrusione dei granitoidi nella crosta continentale;
  • analisi strutturale e petrologica di zone di taglio in Calabria;
  • percorsi di esumazione della crosta continentale ercinica esposta in Calabria.

I risultati di queste ricerche forniscono contributi utili a definire natura ed evoluzione della crosta continentale.

caggianelli modelNon sono comuni i contesti geologici in cui è possibile esaminare direttamente sugli affioramenti sezioni crostali dai livelli più profondi sino a livelli prossimi alla superficie. Le sezioni esposte nelle Serre e nella Sila sono spesse più di 20 km e rappresentano un'opportunità straordinaria per lo studio dell'evoluzione crostale e per la taratura dei modelli petrologici e geofisici.

Una parte rilevante delle sezioni crostali, per spessori anche maggiori di 10 km, e' costituita da rocce granitoidi tardo-Carbonifere con composizione variabile da tonalite a leucogranito.

Attraverso la messa a punto di modelli numerici è quantificabile l'apporto di calore determinato dalla risalita dei magmi granitoidi nella crosta continentale della Calabria.

La stima della conseguente perturbazione termica consente di apprezzare l'influenza dei magmi sul metamorfismo di bassa pressione nelle rocce sovrastanti e sottostanti le intrusioni, sino a determinare la fusione parziale della crosta inferiore.

L'inserimento nei modelli termici delle informazioni relative all'evoluzione tettonica consente di riprodurre i percorsi P-T a diversi livelli crostali.

graficoLa figura sopra mostra percorsi P-T ottenuti con Magma_Stretch (codice Stella; isee systems) per simulare l'evoluzione termobarica tardo ercinica del basamento calabrese. Il modello unidimensionale prevede intrusione dei granitoidi nella crosta intermedia e tettonica distensiva per taglio puro. La durata della simulazione e' di 40 Ma.

Altri modelli termici sono stati prodotti per verificare l'effetto dell'intrusione dei magmi nella crosta superiore. A causa dei più elevati gradienti termici l'evoluzione riprodotta si sviluppa in tempi più rapidi e la perturbazione si esaurisce in 2-3 milioni di anni.

La figura a destra mostra in sezione crostale X-Z la perturbazione termica intorno ad un'intrusione magmatica di forma cilindrica schiacciata con diametro di 10 km e spessore di 2,7 km. Il tetto dell'intrusione è posizionato a 6,3 km di profondità e la temperatura iniziale del magma è di 850 °C. la figura riporta la distribuzione delle temperature dopo 30000 anni dall'intrusione del magma.
 

Lo studio dei granitoidi sin-cinematici e delle zone di taglio sviluppate durante l'orogenesi ercinica riveste particolare interesse per decifrare le relazioni tra magmatismo e tettonica e per individuare i meccanismi che hanno consentito la creazione dello spazio necessario ad ospitare i graniti nella crosta continentale. E' inoltre utile per l'analisi della deformazione dei magmi durante la cristallizzazione ed il raffreddamento attraverso le principali soglie reologiche.

 

caggianelli palmiZone di taglio Terziarie sono talvolta localizzate in zone di debolezza della crosta continentale, a contatto tra granitoidi e basamento metamorfico o in corrispondenza di livelli di marmi a silicati di calcio. Il riconoscimento di un'importante zona di taglio eocenica presso Palmi (RC) al limite Serre - Aspromonte ha rivelato una dominante componente trascorrente sinistra e potrebbe risultare interessante per le ricostruzioni geologiche dell'area mediterranea (Prosser et al., 2003).

La figura a destra mostra la foliazione milonitica verticale con direzione WNW-ESE sullo scoglio dell'Ulivarella nella zona di taglio di Palmi.

Tra gli episodi deformativi più recenti (Oligomiocenici), sono state analizzate le zone di faglia iniettate da vene di pseudotachilite. La fusione per frizione delle rocce in prossimita' del piano di scorrimento e' stata modellizzata da Salvatore De Lorenzo con approccio misto analitico-numerico. In tal modo temperature superiori a 1450 °C sono state simulate a distanza di un mm dal piano di faglia per scorrimenti di pochi centimetri.

Nella zona di faglia di Copanello le condizioni termiche erano quindi sufficienti a determinare la fusione del plagioclasio (ca. An50), la fase più abbondante nelle rocce tonalitiche attraversate dalle vene di pseudotachilite.

La figura in basso mostra una microstruttura di tipo intergranulare con microliti di plagioclasio e interstizi di piccole lamelle biotite intorno ad un clasto arrotondato di quarzo nelle pseudotachiliti di Copanello (immagine SEM - BSE).

I risultati in questo campo di indagine possono rivestire interesse per l'analisi delle antiche zone sismogenetiche e per la ricostruzione delle fasi tettoniche recenti che hanno interessato la Calabria.

L'integrazioni di dati petrologici, geologici e geocronologici ha infine consentito di proporre una storia di esumazione del basamento calabrese articolata in tre fasi principali: (1) permo-triassica, (2) giurassica, e (3) oligomiocenica.

caggianelli pseudo1

Le ricerche sulla geologia della Calabria sono state svolte in collaborazione con studiosi dell'Università della Basilicata, Università di Bologna, Università di Padova e Università di Bari e del CNR di Pisa nell'ambito di progetti PRIN confinanziati dal MIUR (1997, 1999, 2001, 2004, 2007) e progetti finanziati dall'Ateneo barese (2001-2012).

Temi di ricerca diversi riguardano lo studio delle vulcanoclastiti intercalate nei depositi neogenici dell'Appennino Meridionale, la geochimica delle argille ed infine la geochimica di gabbri e plagiograniti di un complesso ofiolitico del Pakistan.

I risultati delle ricerche sono pubblicati in 43 articoli, di cui 28 su riviste internazionali.