Stratigrafia ed evoluzione metamorfico-deformativa delle rocce cornubianitiche dell'aureola di contatto del plutone del Monte Capanne (Isola d'Elba, Italia)

L’Isola d’Elba (Mar Tirreno Settentrionale) è collocata in posizione intermedia tra la Toscana (Appennino Settentrionale) e la Corsica (Corsica Alpina). Il complesso edificio tettonico dell’Isola d’Elba, è ben noto per gli evidenti rapporti tra la messa in posto di corpi magmatici acidi mio-pliocenici e le ultime fasi tettoniche. Tali plutoni granitoidi, oltre a provocare il termo metamorfismo nelle unità incassanti (oceaniche liguri e piemontesi e continentali toscane), hanno alterato con strutture sia a basso che ad alto angolo l’originale impilamento delle falde tettoniche avvenuto a partire dal Cretaceo Superiore fino al Neogene e provocato deformazioni sia in regime duttile che in quello fragile. In particolare plutone del Monte Capanne, che domina la parte occidentale dell’isola, mostra alla propria base gli effetti della propria risalita forzata in quello che rimane dell’originale copertura incassante. Il plutone ha le caratteristiche di un laccolite complesso, formato del diverse iniezioni di magma che hanno fatto rigonfiare il corpo intrusivo fino a far scollare e scaricare lateralmente le unità di copertura. Le unità dell’aureola sono costituite da successioni ofiolitiche (serpentiniti, gabbri e la copertura sedimentaria e vulcanica attribuita al periodo compreso tra il Giurassico superiore ed il Cretaceo inferiore) in gran parte ricristallizzate, all’interno delle quali si sono intrusi prima i dicchi e i laccoliti (come le Apliti di Capo Bianco, il Porfido di Portoferraio e il Porfido di San Martino) e di seguito il corpo magmatico del Monte Capanne. Le rocce di tale aureola mostrano, nelle diverse zone dell’anello, gradi metamorfici differenti che vanno dall’alto al basso grado, in funzione della distanza dal plutone e della circolazione di fluidi “magmatici”. Successivamente tali rocce sono state dislocate a causa di movimenti tettonici che hanno portato in contatto direttamente sul plutone rocce di basso grado. Inoltre i rapporti primari tra i corpi intrusivi e le coperture incassanti sono spesso evidenti, come anche i segni della tettonica polifasica sia duttile che fragile legata alle diverse fasi evolutive del sistema in risalita. Nell’anello termometamorfico del Capanne infatti sono ben note le fasce di taglio fragili, con la sviluppo di set di fratture ben documentati. Tuttavia talvolta sono evidenti localizzati aumenti del grado metamorfico legati ad incrementi relativi di permeabilità delle rocce incassanti (dovute ad esempio a fenomeni di idrofratturazione) che hanno favorito la risalita di fluidi metasomatizzanti e la formazione di fasce di taglio duttili milonitiche soprattutto a carico delle litologie calcaree. Invece le litologie pelitiche hanno reagito in maniera tendenzialmente fragile, come avviene generalmente in un contesto di metamorfismo di contatto. Il lavoro presenta i dati relativi alla zona di taglio duttile presente nelle zone di Cavoli-Colle Palombaia e Spartaia, con lo sviluppo di miloniti calcaree di spessore da decimetrico a plurimetrico (in quelle che prima delle deformazione e del metasomatismo erano i Calcari a Calpionelle) con elementi, da centimetrici a metrici, sia metapelitici che meta-basaltici inglobati all’interno della foliazione milonitica. Lo scopo della tesi era: Ricostruzione di dettaglio della litostratigrafia e della zoneografia metamorfica Correlazione delle formazioni dell’aureola Caratterizzazione dell’assetto geologico-strutturale per risalire ad un modello evolutivo dell’Isola d’Elba occidentale Carta geologica di dettaglio (1:5000) The Elba Island is located in the Northern Tyrrhenian Sea at midway between Tuscany (Northern Apennines Chain) and Corsica (Alpine Corsica structural pile). The complex Elba Island stack of nappes, which is considered the innermost outcrop of the Northern Apennines Chain, is also well known for its Fe-ore bodies and the relationships between the emplacement of the Mio-Pliocene magmatic bodies and tectonics. These granitoid plutons, in addition to causing the thermal metamorphism in the host units (oceanic Ligurian and Piedmontese and continental Tuscan), have modified the original tectonic stacking of the nappes. Overlapping occurred from the Upper Cretaceous to Neogene, and in combination with the emplacement of granitoids causing deformation both fragile and ductile regime. (e.g. detachements). The plutonic complex of Monte Capanne (6.9 Ma), which dominates the western part of the island, produce the effects of his forced ascent in the host units, in large part termo-metamorphosized. In particular, the aureole units consist of ophiolitic sequences of the Upper Jurassic-Lower Cretaceous, inside which are intruders before acidic dikes and laccoliths (“Christmas-tree” laccolithic complex, Capo Bianco Aplite (8-8.5 Ma), Portoferraio Porphyry (8 Ma) and San Martino Porphyry (7.4-7.2 Ma)) and then the magmatic body of Monte Capanne. The rocks of this aureole show, in different parts of the ring, different metamorphic grades ranging from high to low grade, as a function of distance from the pluton and circulation of fluids. Sometimes they are evident localized increases of metamorphic grade likely related to amplifications in relative permeability of the host rocks (e.g. due to phenomena of hydro-fracturation) that have favored the ascent of metasomatic fluids. Furthermore in the area the Promontory of Fetovaia, in present the not metamorphic Eocene turbidite unit of Punta le Tombe which lies tectonically above the ophiolitic units. Subsequently, these rocks have been displaced as a result of tectonic movements that led in direct contact the pluton with metamorphic rocks of medium and low-grade (e.g. S.Piero). In addition, the primary relationships between intrusive bodies and their covers are often evident, as well as the signs of polyphase tectonic activity, both ductile and brittle, due to the different evolutive stages of emplacement of the pluton. Ductile deformation occurring especially on carbonate lithologies, while the pelitic lithologies have reacted basically so as fragile, more coherently with contact metamorphism. Important set of fractures with fragile shear zone are well known in the termometamorphic ring. The paper presents for the first time data on the ductile shear zone present in the outcrops of ophiolitic units of Cavoli-Colle Palombaia and Spartaia, with the development of mylonites in thickness from decimeter to plurimetric (probably derived from the Calpionelle Limestones), consisting mainly of crystalline carbonate foliated body in which are present elements, from centimetric to metric, made of meta-pelitic and meta-basaltic embedded within the mylonitic isorientation. The analysis was performed on the kinematic indicators and fold structures; the main direction of the milonitic foliation and the senses of shear observed by kinematic indicators (sigma and delta type porphyroclasts, asymmetric folds and domino structures) show a trend of transport generally toward the outside of the intrusive massif of Monte Capanne. The direction of movement indicated by kinematic indicators in the analyzed area, since the location of the outcrops with respect to the main body of the pluton of Monte Capanne is consistent with a radial pattern of the stress field. This radial trend is typical feature of the discharge phenomena related to a sub-circular up-rising central body. In several outcrops is evident the presence of different deformation regimes, both simple shear and pure shear. Locally the occurrence of the combination of the two end-member (sub-simple shear) testify the extreme variability and complexity of the processes at the time of the development of deformation. Furthermore, the data resulting from the microscopic analysis indicate that the foliation and the microstructures are associated with metamorphic events of medium to high grade (HT-LP), consistent with the dynamo-thermal effect due to the emplacement of the Monte Capanne pluton.