Sede di Pisa

METODI E APPLICAZIONI

La produzione di dati geochimici, isotopici e geocronologici comporta un significativo impegno finanziario. Un grosso investimento è richiesto fin dalle prime fasi di individuazione della problematica da investigare, e poi lungo tutta la filiera che porta all’acquisizione dei dati e alla loro interpretazione e utilizzo. Gli utenti del laboratorio devono essere sicuri di ottenere il miglior prodotto possibile per la successiva fase analitica. La catena di controllo di qualità deve iniziare sul terreno, durante la raccolta dei campioni, e continuare in laboratorio per evitare ogni contaminazione o problema di archiviazione sul preparato finale (minerali separati, etc.).

Il primo stadio della catena operativa nel Laboratorio di Preparazione Rocce/Minerali (taglio, frantumazione, polverizzazione e setacciatura) consiste di operazioni apparentemente banali ma è da esse che dipende la qualità del prodotto finale. Il taglio e la lucidatura di ampie superfici di roccia permette un accurato studio tessiturale e la selezione dei volumi migliori da cui ottenere sezioni sottili, separati mineralogici e polveri.

Sfruttando le diverse proprietà fisiche dei minerali (densità, suscettività magnetica, proprietà idrodinamiche, colore e forma) è possibile ottenere dei separati di fasi mineralogiche pure. Singole fasi mineralogiche o la massa di fondo (vetrosa, microcristallina), dopo essere state divise in classi granulometriche, possono essere separate sfruttando il contrasto di densità sia in acqua (tavola a scosse) sia in liquidi pesanti (politungstato di sodio). Le diverse frazioni, pesanti e leggere, possono essere ulteriormente suddivise sulla base dei contrasti di suscettività magnetica (separatori magnetici Frantz e Carpco). Una volta ottenuti i diversi concentrati mineralogici, un attento controllo al microscopio stereoscopico permette di raffinare ulteriormente il prodotto scartando singoli granuli alterati o granuli contaminati da altre fasi mineralogiche.

PROGETTI E INTERESSI SCIENTIFICI

Buona parte dei progetti di ricerca su “hard-rocks” sviluppati all’IGG-CNR iniziano (preparazione rocce/minerali) e si concludono (stoccaggio) in questo laboratorio. Fino a pochi anni fa, questo era uno dei pochi laboratori ben attrezzati in Italia con un’alta professionalità nella separazione dei minerali. Molte delle rocce raccolte durante le circa 30 spedizioni italiane in Antartide sono state processate in questo laboratorio benché la destinazione finale dei campioni è al Museo Nazionale Antartico di Siena. Lo stesso discorso vale per i campioni di roccia (graniti, rocce metamorfiche e sedimentarie) carotati nei pozzi esplorativi geotermici in Toscana da ENEL Green Power. Alcune di queste carote sono attualmente in corso di preparazione nel laboratorio, nell’ambito del Progetto Europeo H2020 “DESCRAMBLE”.

Le prime datazioni (Rb-Sr, K-Ar e tracce di fissione) furono prodotte a Pisa negli anni ’60-’70 del secolo scorso su separati mineralogici prodotti in questo laboratorio. Ancora oggi molta dell’attività del laboratorio riguarda la separazione di minerali per le datazioni condotte dai laboratori Ar-Ar (Pisa) e tracce di fissione (Firenze) di IGG-CNR. Infine, durante gli ultimi 50 anni, le rocce magmatiche dei maggiori vulcani attivi e dei principali complessi intrusivi del mondo sono state portate nel nostro laboratorio da ricercatori italiani e stranieri per la preparazione di polveri e separati mineralogici destinati agli studi geochimici, isotopici e geocronologici.

Il Laboratorio di Preparazione Rocce/Minerali è attivamente utilizzato anche da gruppi di ricerca che lavorano nel campo delle Scienze Ambientali, della Paleo-Climatologia, della Vulcanologia e della Sedimentologia. Il laboratorio è aperto alla collaborazione con istituti di ricerca nazionali e internazionali assicurando la formazione dei giovani studenti di Dottorato e Post-Dottorato, previo attivazione di specifici accordi e/o convenzione.

PUBBLICAZIONI SELEZIONATE

  • BALESTRIERI M.L, BONINI M., CORTI G., SANI F., PHILIPPON M. (2016) A refinement of the chronology of rift-related faulting in the Broadly Rifted Zone, southern Ethiopia, through apatite fission track analysis. Tectonophysics, 671, 42-55.
  • DI VINCENZO G., GRANDE A., PROSSER G., CAVAZZA W., DECELLES P. (2016) 40Ar-39Ar laser dating of ductile shear zones from central Corsica (France): Evidence of Alpine (middle to late Eocene) syn-burial shearing in Variscan granitoids. Lithos, 262, 369 - 383.
  • DI VINCENZO G., GRANDE A., ROSSETTI F. (2014) Paleozoic siliciclastic rocks from northern Victoria Land (Antarctica): Provenance, timing of deformation, and implications for the Antarctica-Australia connection. GSA Bulletin, 126, n. 11/12, 1416-1438.
  • FARINA F., DINI A., ROCCHI S. AND STEVENS G. (2014) Extreme mineral-scale Sr isotope heterogeneity in granites by disequilibrium melting of the crust. Earth and Planetary Science Letters, 399, 103–115.
  • LAURENZI M., BRASCHI E., CASALINI M., CONTICELLI S. (2015) New 40Ar-39Ar dating and revision of the geochronology of the Monte Amiata Volcano, Central Italy. Bollettino Società Geologica Italiana, Italian Journal of Geosciences, 134, 255 - 265.
  • VEZZONI S., DINI A. AND ROCCHI S. (2016) Reverse telescoping in a distal skarn system (Campiglia Marittima, Italy). Ore Geology Review, 77, 176-193.
  • QUERCIOLI C. (1988) Metodi per la separazione e purificazione dei minerali utilizzati in geocronologia e geochimica. Ed. Azienda Grafica Tecnostampa, Pisa, 68 pp.
  • CHISHOLM E.K., SIRCOMBE K. and DI BUGNARA D. (2014) Handbook of Geochronology Mineral Separation Laboratory Techniques. Record 2014/46. Geoscience Australia, Canberra, 45 pp. dx.doi.org/10.11636/Record.2014.046