Il metamorfismo di HP/UHP e HT in Antartide: una chiave per ricostruire l’evoluzione dei vecchi continenti dal continente Mawson fino al supercontinente Gondwana.

Acronimo
PNRA2013/B2.07
Codice
2013/B2.07
Anno
2013
Area di ricerca
Earth science
Tematica specifica di ricerca
Petrologia delle rocce metamorfiche di alta ed altissima pressione (HP/UHP) e di alta temperatura
Regione di interesse
Antartide Adélie Land, Shackleton Range, Dronning Maud Land, Terra Vittoria
Sito web progetto
PI
Rosaria Palmeri
Istituzione PI
Museo Nazionale dell'Antartide, Università di Siena
Sito web istituzionale
https://mna.it/siena/siena-sede-espositiva
Altre Istituzioni e soggetti coinvolti
Université Paris VII, IPGP, CNR-IGG, Università di Padova, Department of Earth Sciences, University of California (Santa Barbara, USA)
Consistenza del team ricerca
Rosaria Palmeri (MNA, Università di Siena), Franco Talarico, Cecilia Viti, Giovanna Giorgetti e Sonia Sandroni (Università di Siena), Gaston Godard (Université Paris VII, IPGP), Gianfranco Di Vincenzo (CNR-IGG), Bernardo Cesare e Omar Bartoli (Università di Padova), Bradley Hacker (University of California,Santa Barbara, USA)
Stato progetto
Completato
Stazioni principali usate
Attività svolta in Italia
Il progetto

L’Antartide è un’area chiave per la ricostruzione degli antichi continenti quali il continente Mawson (c. 1,7 Ga), Rodinia (1300-900 Ma) e Gondwana (600-500 Ma). Le rocce metamorfiche di alta/altissima pressione (HP/UHP) sono fondamentali per ricostruire i vecchi continenti, in quanto il loro allineamento in una fascia orogenica indica il luogo della paleo-subduzione e/o sutura durante la collisione continentale (s.l.). In Antartide, le rocce di HP/UHP sono scarsamente documentate, sia a causa della scarsa esposizione dovuta alla copertura glaciale sia perché si trovano in aree con metamorfismo di alta temperatura (HT) che può aver obliterato i relitti di HP. Il progetto si propone, attraverso un approccio multidisciplinare (mineralogico, petrologico, geochimico e geocronologico), di verificare la presenza di relitti di HP/UHP in aree quali Adélie Land/George V Land, Dronning Maud Land, Shackleton Range e Terra Vittoria. I relitti di HP/UHP saranno cercati sia in boudin mafici ed ultramafici che nelle rocce felsiche di HT che li includono. Lo studio combinato di queste associazioni contribuirà alla conoscenza dei processi che si sviluppano nella crosta durante i cicli orogenetici.

Immagini
  • Motivazione, importanza della ricerca
    Obiettivi della proposta

    Scopo primario è quello di contribuire alla ricostruzione dell’evoluzione delle antiche orogenesi quali Kimban-Nimrod, Grenvilliana, Panafricana e Ross che hanno portato a fenomeni globali quali l’aggregazione dei supercontinenti. Tale scopo verrà conseguito attraverso lo studio del metamorfismo sia di HP/UHP che caratterizza le fasi di subduzione e/o di collisione fino all’esumazione, sia di HT che evidenzia i meccanismi della crosta profonda quali la fusione e/o la formazione di granuliti. Il raggiungimento dell’obiettivo principale presuppone degli obiettivi intermedi:

    - la ricostruzione attraverso i dati di terreno delle geometrie delle strutture, della loro cinematica ed evoluzione temporale relativa;

    - la caratterizzazione mineralogico-petrologica a varie scale delle associazioni di picco metamorfico, della eventuale presenza di paragenesi relitte di HP/UHP, o di inclusioni di fuso anatettico, e delle loro trasformazioni durante l’esumazione, per ricostruire le condizioni P-T-X delle diverse rocce;

    - lo studio geochimico delle rocce per caratterizzare la natura dei protoliti;

    - la ricostruzione dei percorsi P-T-t mediante geocronologia radioisotopica anche con l’ausilio di strumenti di analisi in situ con tecniche di fusione laser (Ar-Ar ed U-Pb).

    Tali obiettivi saranno importanti non solo per questo programma, ma rappresenterà un dato di partenza anche per futuri confronti con l’Australia e l’Africa che hanno in parte condiviso la stessa evoluzione.

    Attività svolta e risultati raggiunti

    Lo studio intrapreso nelle diverse aree dell’Antartide utilizzando molte rocce conservate presso il Museo Nazionale dell’Antartide ed altre ricevute in seguito a collaborazioni scientifiche, confermano che a parte la Terra Vittoria settentrionale dove le rocce di HP sono presenti e ben conservate, in altre aree i relitti di HP possono essere presenti ma sono abbondantemente retrocessi. Tali relitti, però, rappresentano un documento molto importante per stabilire le modalità di formazione di tali rocce e di conseguenza i meccanismi che agivano durante le orogenesi precambriane.

    Prodotti

    Godard G. & Palmeri R. (2013). High-pressure metamorphism in Antarctica from the Proterozoic to the Cenozoic: a review and geodynamic implications. Gondwana Research, 23, 844-864. ISSN: 1342-937X

    1. Di Vincenzo G., Horton F., Palmeri R. (2016). Protracted (30Ma) eclogite-facies metamorphism in northern Victoria Land (Antarctica): Implications for the geodynamics of the Ross/Delamerian Orogen. Gondwana Research, 40, 91-106.

       Godard G., Reynes J., Bascou J., Ménot R.-P., Palmeri R. (2017). First rocks sampled in Antarctica (1840): insights into the landing area and the Terre Adélie craton. C R Geoscience, 349, 12-21.

    2. Palmeri R, Godard G., Di Vincenzo G., Sandroni S., Talarico F. M.(2018). High-pressure granulite-facies metamorphism in central Dronning Maud Land (East Antarctica): Implications for Gondwana assembly. Lithos 300-301, 361-377.
    3.  Ferrero S., Godard, G., Palmeri R., Wunder B., Bernardo C. (2018).  Partial melting of   ultramafic granulites from Dronning Maud Land, Antarctica: Constraints from melt inclusions and thermodynamic modeling. American Mineralogist, 103, 610-622.
    4.  Ferri F., Cesare B., Bartoli O., Ferrero S., Palmeri R., Remusat L., Poli S., (2020). Melt inclusions at Mt. Edixon (Antarctica): Chemistry, petrology and implications for the evolution of the Lanterman Range. Lithos, 374-375,105685 (https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105685).