La catodoluminescenza è il fenomeno di emissione di fotoni da una superficie solida eccitata da un fascio di elettroni. Nel caso della catodoluminescenza a freddo, il fascio elettronico è prodotto da una scarica elettrica tra due elettrodi metallici, invece che dall’incandescenza di un filamento di tungsteno come avviene nel caso della catodoluminescenza a caldo.

Nei minerali, la catodoluminescenza (CL) dipende dalla presenza di difetti e dislocazioni reticolari e dalla presenza e concentrazione di elementi in traccia. In particolare, alcuni elementi attivano la luminescenza, mentre altri la inibiscono. In funzione del tipo di minerale, e del rapporto quantitativo tra elementi attivatori e inibitori, l’emissione luminosa può assumere diverso colore e intensità.

La CL ha numerose applicazioni nel campo delle scienze della Terra, in particolare nel campo della geologia del sedimentario e nello studio dei sistemi idrotermali.

  • ricostruzione di sequenze diagenetiche/idrotermali: la variazione delle condizioni geochimiche durante la precipitazione di minerali diagenetici/idrotermali risulta in una zonatura più o meno complessa, che può essere correlata tra campioni provenienti da settori diversi. La CL può inoltre mettere in evidenza particolari strutture, sia all’interno di singoli cristalli che della roccia (superfici di dissoluzione, micro-brecciatura), difficilmente riconoscibili con altri metodi in assenza di importanti variazioni tessiturali o composizionali.
  • studi sulla provenienza delle areniti: le caratteristiche in CL di molti dei costituenti principali dei granuli arenitici (es., quarzo, feldspati) consentono di distinguere tra minerali di origine vulcanica, plutonica o metamorfica.

Il laboratorio di catodoluminescenza a freddo è ospitato presso la sede secondaria di Torino dell’IGG.

Strumentazione

  • CITL 8200 mk3 cathodoluminescence microscope stage, abbinato ad un microscopio ottico a polarizzazione Olympus BH2.
  • Telecamera ad alta sensibilità Olympus DP 74 da 20,7 Mpx, con software dedicato Olympus Stream che permette l’acquisizione di immagini digitali in diversi formati.

Personale

Luca Barale (Ricercatore IGG - Responsabile laboratorio)
Luca Martire (Professore Associato, Università di Torino, DST - Responsabile laboratorio)

Contatti

Luca Barale: 011 6705338, luca.barale(at)igg.cnr(dot)it
Luca Martire: 011 6705194, luca.martire(at)unito(dot)it 

 

 

Lo studio in catodoluminescenza può essere effettuato su sezioni sottili convenzionali, tassativamente non coperte (di preferenza lucidate), e su lastrine di roccia fino a 15 mm di spessore (e di dimensioni massime 6x4 cm).

Non è necessaria alcuna preparazione preliminare del campione.

L’apparato per la catodoluminescenza a freddo, attivo presso la sede di Torino dal 1992, è stato utilizzato in numerosi progetti scientifici, quali, ad esempio:

  • studio di sistemi idrotermali fossili nelle successioni carbonatiche mesozoiche della Tetide Alpina;
  • studio dei carbonati autigeni metano-derivati nelle successioni terziarie del Bacino Terziario Piemontese;
  • caratterizzazione di manufatti lapidei di interesse archeologico/beni culturali (es., oggetti in lapislazzuli), nell’ambito di studi sulla provenienza dei materiali.

PUBBLICAZIONI

  • Incerpi N., Martire L., Bernasconi S., Manatschal G., Gerdes A. (2018) Silica-rich septarian concretions in biogenic silica-poor sediments: a marker of hydrothermal activity at fossil hyper-extended rifted margins (Err nappe, Switzerland). Sedimentary Geology, 378, 19-33.
  • Barale L., Bertok C., d’Atri A., Martire L., Piana F. (2017) Stratigraphy, sedimentology and syndepositional tectonics of the Jurassic–Cretaceous succession at the transition between Provençal and Dauphinois domains (Maritime Alps, NW Italy). Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, 123, 3, 355-378.
  • Incerpi N., Martire L., Manatschal G., Bernasconi S. (2017) Evidence of hydrothermal fluid flow in a hyperextended rifted margin: the case study of the Err nappe (SE Switzerland). Swiss Journal of Geosciences, 110, 439-456.
  • Barale L., Bertok C., Salih Talabani N., d’Atri A., Martire L., Piana F. Préat A. (2016) Very hot, very shallow hydrothermal dolomitization: an example from the Maritime Alps (NW Italy–SE France). Sedimentology, 63, 7, 20372065.
  • Martire L., Bertok C., d’Atri A., Perotti E., Piana F. (2014) Selective dolomitization by syntaxial overgrowth around detrital dolomite nuclei: a case from the Jurassic of the Ligurian Briançonnais (Ligurian Alps). Journal of Sedimentary Research, 84, 40–50.
  • Barale L., d’Atri A., Martire L. (2013) The role of microbial activity in the generation of Lower Cretaceous mixed Fe-oxide–phosphate ooids from the Provençal Domain, French Maritime Alps. Journal of Sedimentary Research, 83, 196206.
  • Perotti E., Bertok C., d’Atri A., Martire L.., Piana F., Catanzariti R. (2012) A tectonically-induced Eocene sedimentary mélange in the West Ligurian Alps, Italy. Tectonophysics, 568-569, 200-214.
  • Bertok C., Martire L., Perotti E., d’Atri A. & Piana F. (2012) Kilometre-scale palaeoescarpments as evidence for Cretaceous synsedimentary tectonics in the External Briançonnais Domain (Ligurian Alps, Italy). Sedimentary Geology, 251-252, 58-75.
  • Natalicchio M., Birgel d., Dela Pierre f., Martire L., Clari P., Spötl C., Peckmann J. (2012) Polyphasic carbonate precipitation in the shallow subsurface: Insights from microbially-formed authigenic carbonate beds in upper Miocene sediments of the Tertiary Piedmont Basin (NW Italy). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 329-330, 158-172.
  • Bertok C., Martire L., Perotti E., d'Atri A., Piana F. (2011) Middle-Late Jurassic syndepositional tectonics recorded in the Ligurian Brianconnais succession (Marguareis–Mongioie area, Ligurian Alps, NW Italy). Swiss Journal of Geosciences, 104, 237-255.
  • Dela Pierre F., Martire L., Natalicchio M., Clari P., Petrea C. (2010) Authigenic carbonates in Upper Miocene sediments of the Tertiary Piedmont Basin (NW Italy): Vestiges of an ancient gas hydrate stability zone?
    GSA Bulletin
    , 122 (7-8), 994-1010.
  • Martire L., Natalicchio M., Petrea C., Cavagna S., Clari P., & Dela Pierre F. (2010) Petrographic evidence of the past occurrence of gas hydrates in the Tertiary Piedmont Basin (NW Italy). GeoMar-Lett., 30, 461-476.
  • Clari P., Dela Pierre F., Martire L., Cavagna S. (2009) The Cenozoic CH4-derived carbonates of Monferrato (NW Italy): A solid evidence of fluid circulation in the sedimentary column. Marine Geology, 265, 167-184.
  • Lo Giudice A., Re A., Calusi S., Giuntini L., Massi M., Olivero P., Pratesi G., Albonico M., Conz E. (2009) Multitechnique characterization of lapis lazuli for provenance study. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 395, 2211-2217.
  • Perello P., Delle Piane L., Piana F., Stella F., Damiano A. (2004) Brittle post-metamorphic tectonics in the Gran Paradiso Massif (north-western Italian Alps). Geodinamica Acta, 17, 71-90.
  • Clari P., Cavagna S., Martire L. & Hunziker J. (2004) - A Miocene mud volcano and its plumbing system: a chaotic complex revisited (Monferrato, NW Italy). Jour.Sed.Res., 74, 662-676.