Structure and eruptive history of the Sesia caldera, North West Italy

Questa tesi di dottorato è focalizzata sui meccanismi dei sistemi magmatici che possono causare super-eruzioni, e ha come oggetto una sezione fossile che comprende le zone Ivrea-Verbano e la zona Serie dei Laghi (Italia, Nord-Ovest). Questa ricerca presenta evidenze di una caldera di età Permiana che espone il sistema magmatico fino alla profondità di 25 km. La correlazione delle età delle rocce vulcaniche e plutoniche della crosta media ed inferiore, mette in luce come queste costituiscano l’esposizione di un sistema magmatico che ha alimentato una caldera, e evidenzia la relazione cause-effetto tra l’intrusione di fusi basaltici derivanti dal mantello e il vulcanesimo acido. L’eruzione associata al collasso della caldera è stata di VEI > a 8 (Newhall and Self, 1982) e caratterizzata da una unica unità eruttiva a composizione riolitica. Il collasso della caldera è avvenuto in un campo vulcanico maturo, probabilmente tagliando il bordo di una caldera precedente. Il maggior volume di lave eruttate è composto da dacite alte in silice, i termini meno evoluti sono andesi-basalti. Le caratteristiche della caldera e del campo vulcanico sono simili a caldere formatesi durante la transizione da un regime tettonico compressionale ad uno estensionale-transpressivo. Il lavoro documenta una struttura interna della caldera simile a quella descritta per la caldera Grizzly Peak Colorado, USA (Fridrich et al., 1991) dove le frane escono come cunei dal “caldera wall” con una geometria simile ad un “albero di natale rovesciato” insieme ad una zonazione tra zone ricche di litici a zone di ignimbrite con pochi litici. Dopo il collasso, il riempimento della caldera è stato intruso direttamente da granito senza alcune evidenze di “caldera floor”. La composizione delle rocce della caldera del Sesia è compatibile con una ibridazione tra fusi basaltici derivanti dal mantello e una o più componenti anatettiche. La comparazione dell’eruzione che ha causato il collasso della caldera con le rocce del plutone sottostante non mette in luce una parentela con la zona superiore (Upper Valle Mosso); si aprono quindi nuove problematiche che richiedono ulteriori studi isotopici. Abbiamo documentato due stadi di alterazione idrotermale nel riempimento della caldera del Sesia, uno a più alta temperatura ed uno seguente a più bassa temperatura. Si può osservare che la circolazione idrotermale ha causato impoverimento di silice e un inizio di metasomatismo della roccia. La disposizione areale delle vene di quarzo e delle zone di silicificazione indicano che la deposizione ha interessato i confini tra materiali a differente porosità, in particolare tra la porosa ignimbrite intracaldera e materiali meno porosi come le rocce del “caldera wall” (grandi frane intracaldera ed il granito che ha intruso la caldera). Non abbiamo osservato alcuni dei fenomeni associati alla circolazione idrotermale nel granito che intrude il riempimento della caldera, perciò riteniamo che il contatto sia stato un importante confine alla circolazione dei fluidi idrotermali che circolavano principalmente nel riempimento della caldera.