{"id":2245,"date":"2025-10-07T11:10:22","date_gmt":"2025-10-07T09:10:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www2igg.cnr.it\/?page_id=2245"},"modified":"2025-11-28T16:06:56","modified_gmt":"2025-11-28T15:06:56","slug":"laboratorio-di-geocronologia-ar-ar","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.igg.cnr.it\/en\/laboratorio-di-geocronologia-ar-ar\/","title":{"rendered":"Ar-Ar Geochronology Laboratory"},"content":{"rendered":"\n
Il laboratorio di geocronologia Ar-Ar \u00e8 ospitato nei locali della Sede di Pisa dell’IGG. <\/h6>\n\n\n\n
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Il Laboratorio<\/h3><\/div><\/div>
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Il fattore tempo \u00e8 un parametro fondamentale nelle scienze della Terra, la cui conoscenza \u00e8 essenziale per stimare durata e velocit\u00e0 dei processi geologici. Il metodo 40<\/sup>Ar-39<\/sup>Ar, variante della tecnica di datazione K-Ar, \u00e8 basato sul decadimento naturale del 40<\/sup>K (tempo di dimezzamento 1.25 Ga) in 40<\/sup>Ar.<\/p>\n\n\n\n

La tecnica 40<\/sup>Ar-39<\/sup>Ar, applicata a sistemi contenenti K (minerali o vetri), rappresenta uno dei pi\u00f9 potenti metodi di indagine geocronologica disponibili oggi nelle scienze della Terra, applicabile a molteplici problematiche geologiche e a rocce di et\u00e0 compresa tra poche migliaia di anni a rocce di et\u00e0 pari a quella del sistema solare.<\/p>\n\n\n\n

Lo sviluppo della tecnica di estrazione laser ha ampliato i campi di applicazione del metodo, che oggi includono tra gli altri: <\/p>\n\n\n\n

    \n
  • studio delle relazioni tra dati microstrutturali e record isotopico nei minerali; <\/li>\n\n\n\n
  • datazione di pseudotachiliti di origine endogena (faglie cosismiche) o esogena (connesse con l\u2019impatto di comete o asteroidi; <\/li>\n\n\n\n
  • datazione della deformazione; <\/li>\n\n\n\n
  • studi di provenienza di fasi detritiche in sedimenti clastici; <\/li>\n\n\n\n
  • datazione del pi\u00f9 recente passato geologico (da sistemi del Pleistocene all\u2019Olocene), attraverso l\u2019analisi di fasi ricche di potassio di origine vulcanica; <\/li>\n\n\n\n
  • datazione di fillosilicati in faglie superficiali; <\/li>\n\n\n\n
  • misura diretta della diffusione degli isotopi Ar nei minerali e dei coefficienti di ripartizione tra minerali e fusi silicatici.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Negli ultimi anni la comparsa di una nuova generazione di spettrometri di massa multicollettore, congiuntamente allo sviluppo di nuovi rilevatori, ha generato un rinnovato interesse per il metodo 40<\/sup>Ar-39<\/sup>Ar. I recenti progressi strumentali permettono infatti analisi geocronologiche su quantit\u00e0 di campione sempre pi\u00f9 piccole, con precisione analitica migliorata fino a circa un ordine di grandezza.
    Uno spettrometro di massa per gas nobili di nuova generazione \u00e8 stato recentemente installato ed \u00e8 operativo presso il Laboratorio di Gecronologia 40<\/sup>Ar-39<\/sup>Ar dell\u2019Istituto di Geoscienze e Georisorse.<\/p>\n\n\n\n

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    Il laboratorio 40Ar\u201339Ar presso IGG\u2013CNR dopo la recente ristrutturazione (2019)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
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    Faglia cosismica di et\u00e0 Eocenica (>50 Ma) che riattiva geometricamente una milonite Ordoviciana (460\u2013440 Ma) (presso Black Ridge, in Terra Vittoria settentrionale, Antartide)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
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    Fusione di un cristallo di sanidino con l\u2019ausilio di un laser a CO2<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
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    Datazione in situ di una lamina di biotite mediante laser UV impulsato<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n
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    Strumenti<\/h3><\/div><\/div>
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    Spettrometro di Massa e sonde laser<\/strong>
    <\/p>\n\n\n\n

    Il sistema analitico consiste di:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    • spettrometro di massa per gas nobili multicollettore ARGUS VI (Thermo Fisher Scientific) e relativa linea di estrazione ad alto vuoto e basso volume;<\/li>\n\n\n\n
    • spettrometro di massa a collettore singolo Mass Analyser Products Ltd. MAP 215-50 e relativa linea di estrazione ad alto vuoto e basso volume;<\/li>\n\n\n\n
    • sistema di estrazione laser dotato di tre differenti sonde laser.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Le sonde laser includono un laser ultravioletto impulsato a lampada flash, la cui radiazione fondamentale \u00e8 quadruplicata e Q-switched (266 nm), un laser a fibra (RedEnergy G4 50W EP-Z, SPI Lasers) ed un laser a CO2<\/sub> in emissione continua (sistema MIR10-30, New Wave Research).
      Lo spettrometro di massa ARGUS VI rappresenta lo stato dell\u2019arte della spettrometria di massa per gas nobili applicata alla geocronologia 40<\/sup>Ar-39<\/sup>Ar. Dotato di 6 collettori e di un sistema di deflettori elettrostatici permette l\u2019acquisizione simultanea dei 5 isotopi di interesse (40<\/sup>Ar, 39<\/sup>Ar, 38<\/sup>Ar, 37<\/sup>Ar, 36<\/sup>Ar).
      Lo spettrometro di massa ARGUS VI installato presso IGG-CNR \u00e8 al momento equipaggiato con una cup Faraday dotata di resistore 1012 \u2126 (cup H2), 4 cup Faraday con resistore 1013<\/sup> \u2126 (cup H1-Ax-L1-L2), e un moltiplicatore a basso rumore (CuBe Compact Discrete Dynode) che permette la misura del 36<\/sup>Ar ad elevata precisione.<\/p>\n\n\n\n

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      Spettrometro di massa multicollettore ARGUS VI (Thermo Fisher Scientific)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
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      Spettrometro di massa a singolo collettore MAP 215-50 (Mass Analyzer Products)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
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      La sonda laser UV (Nd:YAG) e IR (Fiber laser), ottiche e il microscopio utilizzato per visualizzare il campione<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
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      Il sistema di estrazione dotato di laser a CO2 (MIR10-30)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n
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      Personale e Contatti<\/h3><\/div><\/div>
      \n

      Il personale del laboratorio \u00e8 composto da:<\/p>\n\n\n\n

        \n
      • Dott. Gianfranco di Vincenzo (Responsabile Laboratorio)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        Contatti<\/strong>:
        <\/p>\n\n\n\n

        Telefono:<\/p>\n\n\n\n

          \n
        • 050 6212281 (Dott. Gianfranco di Vincenzo)<\/li>\n\n\n\n
        • 050 6212269 (Laboratorio)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          email:<\/p>\n\n\n\n

            \n
          • gianfranco.divincenzo@igg.cnr.it<\/li>\n\n\n\n
          • ararlab@igg.cnr.it<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n
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            Metodi e Applicazioni<\/h3><\/div><\/div>
            \n

            Tecniche di estrazione laser<\/strong>
            <\/p>\n\n\n\n

            Il vantaggio principale della tecnica di estrazione laser rispetto al metodo convenzionale (forno a induzione o a radiofrequenza) risiede nel fatto che l\u2019uso del laser permette l\u2019analisi di campioni molto piccoli (fino a pochi microgrammi o anche quantit\u00e0 inferiori, in condizioni favorevoli).<\/p>\n\n\n\n

            La possibilit\u00e0 di analizzare quantit\u00e0 cos\u00ec piccole di materiale porta ad una elevata versatilit\u00e0 analitica.<\/p>\n\n\n\n

            Ci\u00f2 rende possibile affrontare un problema geologico con l\u2019ausilio di differenti tecniche di estrazione, talora complementari e non necessariamente alternative, ma un solo strumento: <\/p>\n\n\n\n

              \n
            • datazione in situ di porzioni di roccia, tecnica che permette di preservare le informazioni microstrutturali;<\/li>\n\n\n\n
            • analisi in step-heating, per datare un\u2019intera popolazione di cristalli o analizzare significative quantit\u00e0 di campione (fino a numerose decine di milligrammi), tecnica utile per analizzare sistemi geologici giovani (<<1 Ma) e\/o poveri di K;<\/li>\n\n\n\n
            • fusione totale di singoli cristalli, tecnica che permette di risolvere popolazioni miste di granuli (e.g., fasi detritiche potassiche di un sedimento clastico).<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

              I recenti sviluppi strumentali, con la nuova generazione di spettrometri di massa multicollettore, congiuntamente ai recenti sforzi atti a migliorarne l\u2019accuratezza attraverso la calibrazione dei pi\u00f9 diffusi standard mediante tuning astronomico, ha portato il metodo 40<\/sup>Ar-39<\/sup>Ar ad avvicinarsi alla risoluzione temporale del metodo di datazione U\u2013Pb CA-ID-TIMS (chemical abrasion-isotope dilution-thermal ionization mass spectrometry) applicato allo zircone.
              <\/p>\n\n\n\n

              Applicazioni<\/strong><\/p>\n\n\n\n


              Il metodo pu\u00f2 essere applicato a una variet\u00e0 di sistemi contenenti potassio, le fasi pi\u00f9 comunemente datate includono: feldspati, miche, vetri silicatici e paste di fondo di rocce vulcaniche.ella Terr<\/p>\n\n\n\n

              <\/div>\n\n\n\n
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              \"\"
              Mappe di et\u00e0 all\u2019interno di una roccia metamorfica di basso grado dell\u2019Appennino settentrionale. Le et\u00e0 sono relative alla mica bianca. Dati realizzati mediante spettrometro di massa multicollettore ARGUS VI. Le et\u00e0 sono riportate in Ma(\u00b12\u03c3, incertezza analitica)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n
              \n
              \"\"
              Immagine SEM-BSE della flogopite VUT191_11 (Mt. Vulture, Italia meridionale) dopo la rimozione del rivestimento di Pt utilizzato per l’analisi in sonda ionica. I crateri SIMS sono indicati da frecce. E\u2019 chiaramente visibile il contrasto dovuto a disomogeneit\u00e0 chimica (Scordari et al., 2010). Questa indagine si inquadra nello studio della cristallo-chimica delle miche di origine vulcanica, ed ha beneficiato della misura SIMS in-situ di Li e volatili (H, F) su cristalli singoli<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
              \n
              \"\"
              Mappe di et\u00e0 all\u2019interno di una pesudotachilite di faglia e diagramma di probabilit\u00e0 delle et\u00e0 (Alpi, Italia). Dati realizzati medianti spettrometro di massa a singolo collettore MAP215-50. Per ogni analisi sono riportate le et\u00e0 (Ma) e i rapporti K\/Ca, accompagnati dalle incertezze analitiche (\u00b12\u03c3)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
              \n
              \"\"
              Micrografie ottiche in luce riflessa di opx in BM90-6 (Balmuccia, Alpi occidentali, Italia), indicanti gli spot SIMS ed i corrispondenti contenuti di Cl (ppm). L\u2019ortopirosseno ha reagito in presenza di un agente metasomatico con incorporazione di Cl che sembra seguire una legge diffusiva. L’arricchimento di Cl \u00e8 pi\u00f9 elevato lungo il bordo del cristallo -con un contenuto fino a 108 ppm Cl- e testimonia che l’agente metasomatico si \u00e8 diffuso lungo i bordi di grano, rappresentati da punti bianchi nella micrografia (Ottolini & Le Fevre, 2008)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
              \n
              \"\"
              Et\u00e0 di singole miche detritiche ottenute mediante tecnica di fusione totale (Wm(d)) separate da una metapelite di basso grado metamorfico (torbiditi del Roberton Bay Terrane, Terra Vittoria settentrionale, Antartide)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n
              \n
              \"\"
              Nuovi dati 40Ar-39Ar realizzati mediante spettrometro di massa muliticollettore (ARGUS VI) sulle rioliti di San Vincenzo. I risultati hanno evidenziato la presenza di Ar in eccesso nella biotite non presente nel sanidino. Le prestazioni della nuova strumentazione hanno permesso di determinare un\u2019et\u00e0 di messa in posta con un\u2019incertezza relativa dello 0.1 % (\u00b12\u03c3)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n
              <\/span><\/span>

              Progetti e Interessi Scientifici<\/h3><\/div><\/div>
              \n

              Progetti:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

                \n
              • Nel corso degli ultimi 10 anni, il laboratorio \u00e8 stato attivamente coinvolto in numerosi progetti connessi con la programmazione del PNRA (PNRA18_00037, PNRA16_00072, PNRA16_00040, PdR_2013\/AZ2.08, PdR_2013\/B2.07, PdR_2013\/AZ2.07, PdR_2010A2.02, PdR_2010\/A2.12).
                Le ricerche principali includono l\u2019evoluzione geodinamica del continente antartico nel Proterozoico e Paleozoico, la geodinamica del Mare di Ross nel corso del Cenozoico, all\u2019evoluzione del sistema clima-criosfera nel Neogene e Quaternario.<\/li>\n\n\n\n
              • Progetto Biandera RITMARE finanziato dal MIUR [SP4 (Deep Sea)-WP1].<\/li>\n\n\n\n
              • DESCRAMBLE, perforazione in condizioni geotermiche supercritiche (EU Horizon 2020).<\/li>\n\n\n\n
              • PRIN_2017 20177BX42Z, Intraplate deformation, magmatism and topographic evolution of a diffuse collisional belt: Insights into the geodynamics of the Arabia-Eurasia collisional zones.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                Interessi Scientifici:<\/strong>
                <\/p>\n\n\n\n

                Geocronologia di faglie duttili (miloniti) e fragili (pseudotachiliti); processi di riattivazione di faglie e zone di taglio; studi di provenienza di sedimenti silicicoclastici; datazione ad elevata precisione di vetri da impatto e vulcaniti Quaternarie; cronologia del magmatismo Plio-Pleistocenico italiano; applicazioni cronostratgrafiche; studio delle relazioni tra evoluzione tettono-metamorfica e record isotopico nei minerali metamorfici; geologia planetaria.<\/p>\n\n\n\n

                <\/div>\n\n\n\n
                \n
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                \"\"
                Ghiacciaio Priestley, Terra Vittoria settentrionale (Antartide)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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                \"\"
                Moldavite, tectite generata dall\u2019impatto che ~15 milioni di anni fa produsse il cratere di Ries (diametro di ~24 km) in Germania<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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                \"\"
                Il monte Melbourne, stratovulcano Quaternario (2732 m) della Terra Vittoria settentrionale<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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                \"\"
                Immagine in microscopia elettronica (BSE) delle microstrutture di una pseudotachilite di faglia che ricordano quelle delle rocce vulcaniche<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n
                \n
                \"\"
                Milonite sviluppata in una zona di shear duttile, Monte Emison (Terra Vittoria settentrionale, Antartide)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n
                <\/span><\/span>

                Pubblicazioni<\/h3><\/div><\/div>
                \n
                  \n
                • Di Vincenzo G. (2022). High precision multi-collector 40Ar\/39Ar dating of moldavites (Central European tektites) reconciles geochrological and paleomagnetic data. Chemical Geology, 608, 121026. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.chemgeo.2022.121026.<\/li>\n\n\n\n
                • Del Carlo P., Di Roberto A., Di Vincenzo G., Re G., Albert P.G., Nazzari M., Smith V.C, Cannata A. (2022). Tephrostratigraphy of proximal pyroclastic sequences at Mount Melbourne (northern Victoria Land, Antarctica): insights into the volcanic activity since the last glacial period. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 107457. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jvolgeores.2021.107457.<\/li>\n\n\n\n
                • Di Vincenzo G., Vezzoni S., Dini A., Sergio Rocchi S. (2022). Timescale of a magmatic\u2010hydrothermal system revealed by 40Ar\u201339Ar geochronology: the Mio\u2010Pliocene Campiglia Marittima system (Tuscany, Italy). Scientific Reports, 12:7128, https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41598-022-10867-9.<\/li>\n\n\n\n
                • Di Vincenzo G., Godard G., Molli G. (2022). Dating low-grade deformation: role of lithology and strain partitioning on Ar isotope records in the Alpi Apuane of northern Apennines (Italy). Tectonics, https:\/\/doi.org\/10.1029\/2022TC007248.<\/li>\n\n\n\n
                • Nania L., Montomoli C., Iaccarino S., Di Vincenzo G., Carosi R. (2022). A thermal event in the Dolpo region (Nepal): a consequence of the shift from orogen perpendicular to orogen parallel extension in central Himalaya? Journal of the Geological Society of London, 179, jgs2020-261. https:\/\/doi.org\/10.1144\/jgs2020-261.<\/li>\n\n\n\n
                • Di Giuseppe P., Agostini S., Di Vincenzo G., Manetti P., Savas\u0327c\u0327\u0131n M.Y., Conticelli S. (2021). From subduction to strike slip\u2010related volcanism: insights from Sr, Nd, and Pb isotopes and geochronology of lavas from Sivas\u2013Malatya region, Central Eastern Anatolia. International Journal of Earth Sciences. https:\/\/doi.org\/10.1007\/s00531-021-01995-0.<\/li>\n\n\n\n
                • Di Roberto A., Scateni B., Di Vincenzo G., Petrelli M., Fisauli G., Barker S.J., Del Carlo P., Colleoni F., Kulhanek D.K., McKay R., De Santis L. (2021). Tephrochronology and provenance of an early Pleistocene (Calabrian) tephra from IODP Expedition 374 Site U1524, Ross Sea (Antarctica). Geochemistry, Geocphysics, Geosystems, 22, e2021GC009739. https:\/\/doi.org\/10.1029\/2021GC009739.<\/li>\n\n\n\n
                • Di Vincenzo G., Folco L., Suttle M.D., Brase L., Harvey R.P. (2021). Multi-collector 40Ar\/39Ar dating of microtektites from Transantarctic Mountains (Antarctica): A definitive link with the Australasian tektite\/microtektite strewn field. Geochimica et Cosmochimica Acta, 298, 112\u2013130. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.gca.2021.01.046.<\/li>\n\n\n\n
                • Conte A.M., Perinelli C., Bosman A., Castorina F., Conti A., Cuffaro M., Di Vincenzo G., Martorelli E., Bigi S. (2020). Tectonics, dynamics and Plio-Pleistocene magmatism in the central Tyrrhenian Sea: insights from the submarine transitional basalts of the Ventotene volcanic Ridge (Pontine Islands, Italy). Geochemistry Geophysics Geosystem, 21, e2020GC009346, https:\/\/doi.org\/10.1029\/2020GC009346.<\/li>\n\n\n\n
                • Di Roberto A., Albert P.G, Colizza E., Del Carlo P., Di Vincenzo G., Gallerani A., Giglio F., Kuhn G., Macr\u00ec P., Manning C.J., Melis R., Miserocchi S., Scateni B., Smith V.C., Torricella F., Winkler A. (2020). Evidence for a large-magnitude Holocene eruption of Mount Rittmann (Antarctica): A volcanological reconstruction using the marine tephra record. Quaternary Science Reviews, 250, 106629. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.quascirev.2020.106629.<\/li>\n\n\n\n
                • Di Vincenzo G., Pennacchioni G., Bestmann M. (2019). Exploring the Ar isotope record of an early Miocene pseudotachylyte in an early Oligocene intrusion (Rieserferner pluton, eastern Alps). Lithos, 338\u2013339, 1\u201317. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.lithos.2019.04.009.<\/li>\n\n\n\n
                • Cardello G.L., Di Vincenzo G., Giorgetti G., Zwingmann H., Mancktelow N. (2019). Initiation and development of the Pennine Basal Thrust (Swiss Alps): a structural and geochronological study of an exhumed megathrust. Journal of Structural Geology, 126, 338\u2013356. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jsg.2019.06.014.<\/li>\n\n\n\n
                • Moratti G., Benvenuti M., Santo A.P., Laurenzi M.A., Braschi E., Tommasini S. (2018). New 40Ar-39Ar dating of Lower Cretaceous basalts at the southern front of the Central High Atlas, Morocco: insights on Upper Mesozoic tectonics, sedimentation and magmatism. International Journal of Earth Sciences, 107(7), 2491-2515. doi: 10.1007\/s00531-018-1609-7.<\/li>\n\n\n\n
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