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1I.ENDICONTI Socidà llaliana di MlnuaJogfa e Pdrologla. " /1/: pp. '11_'21
Comunlc.idone pruentaUl ali. Riunione <Idi. SIMP In Abano lPadoval Il 3 Ilulno 1982
GEOCHIMICA DI ALCUNI ELEME TI IN TRACCENELLE ARGILLE DEI BACINI DI TARANTO
E DI GROTTAGLIE·MONTEMESOLA
MARIA TERESA MEZZINA, MARCO MORESI e GAETANO NuovoIslilUtO di MineraloRia e Pwografi. dcll'Univenili di Bari
RIASSUNTO. _ Lo slUdio della distribuzione di La,Ba, Zr, SI', Rb, Zn e Ni in IremullO campioni diargille infl'llpldslOceniche appartenemi ai bacini diTaranto e di GrOllaglle·Monlemesola ha evidenziatoche solo lo SI' è abbondanlememe concentralO nellefasi C1lrbonaliche; nelle reslanti, Zr risulla prevalentemente legalo a zircone delritale, Ba e SI' a com·ponenti feldspatici, La e Rb, invece, a mineraliargillosi cosi come Zn e Ni che, per .ltra, sonoconcenuati anche in fasi moderatamente solubili inHO quali, ad esempio, ossidi, idrossidi e solfuridi ferra.
lnohre, k variuioni dci COntenulO di SI' legaloalle fJSi carbonariehc: sono indicative dci cambiamenli nei IlIpporli di abbondanu. fili carbonati diorigine divctslll (organogena, dJSlla o chimo) equindi anche: di quelli dqli .mbienli di saiimen·IUiooe specie riguardo .i call1neti morfo1ogici dcidue bacini ed .11. lora posmooe geografica rispeno.11. 00$1' c:arbon.tÌCll murgi.n•. La dinribuz.iooe diZr (sensibilmenle arricchito nelle flllZioni peliticherispeno .lle pSllmmiliche, m. correlato positiv.mente con i minenli più rappresenl'li in questeuhime) ('Vidcnzia sia l'ell:'Vllro gllldo di .I!etuioneII'I«'ainic:a dei saiimnlli an.lizzati, si. il panico.lare ClIllIllen:: scdimentario dello zirconc. Infine,le divenili di componamenlO di B. e Ni (e forseanche quelle di La e Rb) riscontrate passando dalbacillO di Taranto a quello di Grolllglie.Monte.mesola, suggeriscono che il secondo si. stato magogiormente interessato, rispellO al primo, da apportidi maleriali probabilmente riferibili a proc!Olli vul·c.nici dci Monte Vulture.
ABSTllACT. - Research of La, Ba, Zr, SI', Rb, Znand Ni dislribution, in lhirthy-one sampl~ ofinfrapleiSlO«'nic days from Taranto and Grollaglie.Montemesola basins, has shown Ih.t SI' is largdyconcenrllllecl in carbonates, Zr in dettil.1 zircon.Ba and again SI' in feldspathie comporletllS, whileLa Ind Rb in dlY miner;lls, 1IS well as Zn .nd Niwhich, mo~r, are lIso COO«'ntrated in modc:.ratdy Ha 50Iubie phases sl,l("h as iren oxides,hydroxides and sulphides.
Furthermot'(', lhe Sr contenlS .re rel.tecl IO genesiscl Ihl: ClIrbonlles (dUlie dcposilion, chemicalp!'C'Cipilalion or organie aetivilY), .nd, ('(lnsequenrly,IO differenl etlvironmenr.1 or IWO sedimenlal')'basins, pankularly oonccming Iheir morphologiCliI
fcatUrc5 .nd lheir geographieal posilion as lO rhecarbonate coaSI of «Murge.. Zr distribution(which is considerably enrichecl in pelitic fraclionsas opposecl lO ps.mmitic ones, but which is COI"relalecl Wilh mineraJs more represemed in Ihe sand)poinu oUl IXllh the high degree of mechanicalalteration of Ihe an.lyzed sedimenrs and the se·dimenlologieal ch.racther of zircon. Fin.liy lhl: differem behavioors of Ba and Ni (.nd, perhaps,of La and Rb) suggest rhal the Granaglie.Montemesola basin h.s bee:n more involved, than lhe:Taranto basin, in lhl: connibution of vokanicprodUCIS of Monle Vulture.
Introduzione
Con la presente indagine proseguono lericerche condotte presso l'IstitutO di Mineralogia e Petrografia dell'Università di Bari,nel campo della geochimica dei sedimenti,volte allo slUdio della distribuzione e delcomportamento di dementi in tracce, nell'in.tento di onenere una più pIttisa camtterizzazione geochimica dei sedimenti, di ricavareindicazioni sempre più specifiche sul ciclogeochimico di dementi in fase di alterazionedelle rocce e di formazione dei depositi sedi.mentari, e, in ultima analisi, di individuare,fra i diversi elementi in tracce, quali possanoessere più favorevolmente utilizzali come in·dicatori di condizioni paleoambientali.
L'indagine condotta prende in esame ladisuibuzione di La, Ba, Zr, Sr, Rb, Zn e Niin argille infrapleisloceniche, aRiamOli neidintorni di Taranto e di Grottaglie, appartenenti a depositi formatisi in bacini margi.nali della Fossa bradanica, nelle immediatevicinanze della piattaforma carbonatica murgiana (fig. l l. I depositi argillosi consideratisono già stali oggetto di studio da parte diCIARANFI el al. (1971) dal punto di vistageologico, geochimico e paleontOlogico e di
'18 M.T. MEZZINA, M. MORES I, G. NUOVO
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losi e. talora, a termini con granulometria>lncora più grossa e, dal punto di vista mine·ralogico, da marne passanti a sih carbona·tici ed a sabbie carbonatiche. Secondo glistessi Autori i depositi del bacino di Grottaglie-Montemesola si sarebbero formati inmomenti sedimentari appena successivi a4uelli dei depositi del bacino di Taranto.sarebbero stati più fortemente inAuenzati dagli apporti carbonatici murgiani, e sarebbero,rispetto agli altri, di mare meno profondoe localmente caratterizzato da spessori diacqua relativamente molto sottili.
TABELLA IC01//r01/IO /'11 l~ c01lcrntrilzioni d~do/I~ dllUlI fl'lI~·
rillurll (FlANACAN, 1973; CRISCI et al., 1980) ~
qudll', Ira parenUsi, ca/colalI' con /1' rl'l/I' di
II/ril/urll IIdO//llfl'
I dosaggi degli elementi IO tracce sonostati eseguili su trentuno campioni, già esa·minati da DE MARCO et al. (1981), di cordiciotto appartenenti al bacino di Taranto(ATI, AT2, ATJ, AT4, An, An, ATB,ATIl, ATI2, An7, An6, An5, ATH,ATj3, AT52, AT51, Ano. AT49), tredicia quello di Grottaglie·Montemesola (AT67,An4, AnJ, AT72, AnI, Ano, AT66,AT60, AT61, AT6J, AT62, AT64, AT65)(6g. 1l. Relativamente a tali campioniDE MARCO et al. (1981) riportano una com·posizione mineralogica media data es~nzial·
mente da carbonati (32 9b), quarzo (16 9b),
DE MARCO et al. (1981) dal pUn!o di vistagranulometrico, mineralogico e chimico. Secondo CIARANFI et al. (1971) tali depositisi sono formali in due distinti bacini so:iimenlati, quello di Taranto e quello di Grat.laglie-Monu=mesola, che: avevano profonditàdecrnttnti verso NE ed erano separati, almeno all'inizio della so:iimentazio~ ddleargille infrapleis[~niche:. da dorsali, in granparte somme~ (1), che: impnlivano una libera circolazione delle acque in profondità.Secondo gli stessi Autori quello di GronaglieMontemesola sarebbe un bacino a conformazione piultosro chiusa con acque noneccessivamente basse e pertanto caratterizzalo da un ambiente riducente ed anaerobicomentre quello di TaranlO sarebbe invece unbacino di mare aperto caratterizzato da movimenti sia verticali che orizzontali di massed'acqua che, al contrario, avrebbero impeditola realizzazione sul fondo di ambienti anaerobici e riducenti.
Secondo DE MARCO et al. (1981) i depositi di entrambi i badni sedimentari sonorapp~sentari, dal punto di vista granulometrico, da argille siltose passanti a silt argil-
Fig. 1. - Carla geologica scnemaliCli dell'area in~me e ubiclZione dd campioni.
MAREJONIO'
C'l La di~ e la plZwone di queste doruIiì: oggi intuibile daU'andamemo degli affioramerllidel basamento calcara> murgiaoo che evidenzia unallungamento preferenziale NW-5E dei bKini con·siderali (6.8, I).
GEOCHIMICA DI ALCUNI ELEMENTI IN TRACCE NELLE ARGILLE ETC. 819
TABELLA 2ppm di ~/~menti in traCCf! nf!i campioni originali ~d in qUf!//i decarbona!a!;; sono ripor!a!f!
anch~ /~ perantua/i di carbonati lolali
CJ.lIPIOIlI ORIGIJW.,I
30.75 62 244 125 )19 'n 74 805.21 11 22 11 57 15 9 )4
101 340 164 106 140 10!l 181100 344 162 111 142 103 1)8100 351 164 114 141 106 13991 354 116 118 132 100 18688 400 165 119 107 107 12493 358 18) 119 147 88 105
111 362 165 106 1'50 99 10395 341 199 123 124 105 8054 332 26a 174 106 74 3298 340 181 132 145 96 74
112 353 182 121 146 102 89113 351 1112 126 155 'n 63100 322 156 107 141 108 9674 350 112 123 125 89 7284 357 200 123 1)6 94 8586 )85 175 116 131 93 111196 3)) 178 113 144 91 8280 376 195 120 138 'n 85
9) 353 182 121 137 98 10215 19 25 15 13 9 311
tABIIoZrSrRbbn
III 85. 163109 82 120111 90 12281 67 13184 1J 9291 71 81
109 82 8666 6) 4771 59 27
105 78 51102 TI 59114 18 52109 19 1690 61 5594 12 7181 63 68
105 18 6296 80 12
67 252 124 28670 273 127 26561 269 120 3U69 233 115 41266 226 122 39965 219 "' 40569 248 "' 33549 187 109 42333 227 186 36a6) 226 127 27066 249 117 27970 252 127 26275 240 118 28049 232 118 29955 269 135 26350 266 122 27667 252 128 28864 266 1)6 306
25.462).3925.6237.7929.1235.9532.0643.4736.6231.2233.1829.8824.1127.47)1.1830.5327.4029.03
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AT67m.'m.m.,.".,."...........,.."A'l'62J.'tU''1'65
34.2932.5531.4031.02)1.0329.3953.1950.2831.1730.12211.5626.7928.0)
57 247 121 28366 212 102 2806a 215 109 2«162 226 118 36369 210 106 4)159 244 127 29632 113 107 35339 212 lo.. 26540 212 128 26666 253 I J7 29856 24) 127 J0966 26a 118 231U 257 118 250
85 65 67lo.. 85 87105 79 9998 7) 71
102 84 10796 TI 4J51 34 )062 se 32711 52 3485 62 63'n 69 66
105 TI 85lo.. 78 95
89 358108 291lo.. 28585 336
102 3'5080 339
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••34.31 51 229 117 2'n 90 69 6a8.32 12 26 Il 56 11 14 26
85 340 178 119 135 93 8918 25 17 9 IO 12 )0
:lto~. 32.24 60 237 122 309 114 12 75S~o~. 6.80 11 25 15 58 16 12 31
90 348 180 120 136 96 9617 22 22 17 12 10 36
Metodologia analitiu
Le determinazioni di La, Ba, Zr, Sr, Rb.Zn e Ni sono siate eseguile per fluorescenzada raggi X sui materiali in polvere. preventivameme miscc:lali con un legante inerte(cera) e sottoposli a pressione. Utilizzandoslandards imernazionali USGS e campioni
&dno di Taranto: campioni ATI, An, AT>. AT4, An, AD, ATB, ATlI, ATI l, An7, An6.AT", AT54, ATH, An2, ATH. ADO, AT49. Bacino di Grollagfie.Monuf1Iuola: campIoni AT67,AD4, AT73, AT72, ADI, AT70, AT66, AT60, AT6I, AT63, AT62, AT64, AT65.
feldspati (6 %), ilIite (23 %), montmorillo· tracce, di minerali tipici di paragenesi vul·nite (12 %), clorite (8 %), caolinite (3 %); caniche (anfiboli, pirosseni, magnetite, ilme·notano che quarzo e feldspati, questi ultimi nite, granati) associati, solo però nel campiosostanzialmente rappresentati da plagioclasi ne AT12, a maleriale cineridco e ad abbon·di Iipo oligoclasico, hanno dimensioni ten· dante biotite.denzialmeme psammitiche e sono correlatiposilivamente fra loro e negalivameme ri·SpellO a ciascuno dei minerali argillosi; evidenziano che il termine illirico è compren·sivo anche di fasi muscovìtiche e idromuscoviliche le quali raggIUngono spesso dimen·sioni psammitìche; e rìscomrano infine, nellefrazioni sabbiose, la presenza, a livello di
820 M.T. MEZZINA, M. MORES I, G. NUOVO
TABELLA 3ppm di tlementi in tracce nelle frazioni pe/i/iche e psammitiche
UpaTate da alcuni clJmpioni
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maofll: campioni ADO, Ar66, AT60, AT6}.
già analizzati prt:$SO l'Isriluto di Mineralogiae Petrogra6a dell'Università di Pisa è statacalcolata, per ciascuno degli e1emenli consi·derati, l'equazio~ della retta di tatatura(retta dei minimi quadrati); C.=I.. oa+b,dove C. è la co~nlrazion~ nora dell'demento dedotta dalla I~tt~ratura (FLANACAN,
1973; CRISCI et aL, 1980), I •• l'intensitàmisurata (numero di impulsi in un tempopr~fissato) della riga caratteristica prescelta,a e b rispettivamente la pendenza e l'int~r·
cetta della retta. Calcolando le concentrazioni C" sulla base delle rette di taraturaottenute si ricavano valori perfetlamenre con·frontabili con quelli delle concentrazioni note (tab. 1); gli scarti perttntuali(C~-C.. )· lOOjC. risultano in media di± 7,0 % per La, ± 4,1 % per Ba,± 6,2 % per Zr, ± 6,7 % per Sr, ± 7,5 %per Rb, ± 13,7 % per Zn, ± 5,8 9ll perNi e) ~ possono ~~~ assunti come misurad~g1i errori analitici conn~ssi al m~uxlo impiegato. Naturalment~ errori dello st~SSO ordine di grandezza si possono commett~~
nelle detetminazioni di elementi in tracce
nelle argille in esame la cui composIzionechimica globale non è sostanzialmente diversa da qu~lIa degli standards utilizzati.
l tenori degli elem~nti in traett sonostati dosati sui campioni originali e su queUidopo Irattamento a fm:l.do con HCI al 2 %,per evidenziar~ ~ventuali differenze legatealle fasi carhonariche presenti. Essi sono riportati (in ppm) nella tabella 2 insieme alvalore medio (x) ed alla deviazione standards(s) calcolati sia per tutti i trentuno campioniconsiderati come un unico insieme, sia sepa·ratamente per i campioni appartenenti albacino di Taranto e a quello di Grottaglie.Montemesola allo scopo di evidenziare, anche
(O) Lo 5altlO percenlu.l~ riportato pc il Ni deriva d.ll. medi. dei valori relativi agli st.odard5in cui l'd~n{o l: presente in {mori maggiori di5(} ppm, come accade: per i campioni presi inesame. O'.IIf. patle, gli aitri siandards contengonosempre tenori di Ni..: 'j ppm, ciol: ""tori moltoprossimi .1 limite di rivdabilità S1fumenlal~ ed icui scarti assoluti, .ncorchè di poche uniti di ppm,comportano, in ogni 0150, scarli percentu.li esue·mamenle elevati.
GEOCHIMICA DI ALCUNI ELEMENTI IN TRACCE NELLE ARGILLE ETC. 821
TABELLA 4
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t" t" t.: funzione di Stodent per il confronto frale conn-ntrazioni medie di clementi nei campionioriginali ed in quelli decarbonatati. Gli indiciI, 2 e: ) si rife:riscono ai gruppi comprendentirispettivamente: tutti i campioni, solo que:llidel bacino di Taranto, solo que:lli dci bacinodi Gronaglie:.Monte:mcsola. TI, T., T.: coc:fficie:ntide:lIe: correla7.ioni line:ari calcolate: fra perce:ntuali dicarbonati e: te:nori di c:1e:me:nti dosati ne:i campionioriginali. Gli indici I, 2 e: J si rife:riscono ai raggruppame:nti indicati prc:cc:de:nte:me:nte:. t., t.: funzione: di Stude:nt per il confronto fra le: conte:ntrllzioni medie: di c:1eme:nti ne:i ClImpioni del bacinodi Taranto cd in quelli de:I bacino di GrottaglieMonten'lC$Ola. Gli indici 4 e: , si riferiscono ai campioni ori,in.li cd a quc:lIi dc:carbonatati rispellivamente:. t.: funzione: di Studc:nt per il confrontofra le: concc:ntrazioni medie: di dementi nelle frazionipelitichc: cd in quelle: psammitichc:. L'asterisco indica k: p~ statistiche: significative ad un live:llodi probabilità :> 9': 9&.
in queslo caso. eventuali differenze di distribuzione: e di comportamenlo degli e1emenliin tl11cee nelle argille dei due diversi bacinisedimenlari. In tabella 3 sono ripanate leconcentrazioni dosate nelle frazioni psammitiche e pelitiche separate da quei campioniper i quali la quantità di componenle sabbiosa fosse tale da permeltere le determinazioni in fluorescenza X. Questi ultimi dosaggi, oltre a fornire preziose informazionisulla distribuzione degli elementi considerali,permetlono anche di verificare ulteriormenlela buona attendibilità delle analisi effettuale.Confrontando infatti le concentrazioni misurate direttamente sui campioni globali conquelle calcolate come somma dei contributiparziali relativi alle due fI'1l.Zioni granulometriche, si ottengono scarti percentuali gene·ralmenre piccoli che, in media, risultano di± 6,5 % per La, ± 4,3 % per Ba, ± 4,7 %per Zr. ± 2,0 % per Sr. ± 4.1 % per Rb.± 3.5 % per Zn, ± 7,9 % per Ni. Nellelabelle 4 e 5 sono esposti infine i valori
di gran parle dei parametri statistici (I diSlUdent per il confronto tra i valori medidi gruppi di dati. coefficiente di corrdazionelineare r per l'analisi delle relazioni tra coppie di dati) sui quali sono basate la discus.sione dei risultali e le consideI'1l.Zioni svolte.
Relazioni fra elementi in tracee e earbonali
I pal11metri $Iatistici esposti in tabella 4hanno evidenziato che solo lo Sr è abbondanotemente concentrato nelle fasi carbonatiche e'). Tuttavia, considerando i campioniglobali, la correlazione positiva fra tenori diSr e di carbonali risulta significativa unicamente per le argille del bacino di Taranto la·sciando quindi prevedere solo in questo casola presenza di carbonati portalori di Sr sensi·bilmente omogenei da questo puntO di vistaed ovviamente nei rapporri di abbondanzadei diversi granuli, inorganici ed OIganogeni.che li rappresentano. Nel caso delle argilledi Grottaglie-Montemesola, il confronto deitenori medi di Sr legato alle sole fasi carbonatiche (707 ppm per tuni i campioni con·sidel11ti come un unico insieme, 764 ppmper quelli del bacino di Taranto e 638 ppmper quelli del bacino di Grottaglie-Montemesola) e la mancata correlazione ft1l lenoridi Sr e di carbonati lascia sospettare invettuna certa variabilità dei rapporti di abbonodanza dei diversi gl11nuli che rappresentanoi carbonati ed al contempo, in accordo conquantO riportato da DE MARCO et al. (1981),una più alta rappresematività dei carbonaliinorganici (claslici e chimici), i quali contenogono nOloriamente lenori di Sr più bassi diquelli organogeni.
Anche Zn e Ni sono slati rimOSSI dal trattamentO acido dei campioni. ma le quantitÀ.
(") L'c:fIe:llo di diluizione: esercitato dai carbonatisui te:nori degli altri de:me:nti è sempre: evide:nte: perLa, Ba, Rb, Zn e Ni mentre è pan.ialmente: maschc:ratO, oc:1 euo di Zr, dall'esiste:nza di correla·zioni posilive: fra le: conce:ntrazioni di questO demento dosate: nei campioni dc:arbonatati cd itcoori di carbonali. VelTÌ discusso nc:I seguilo ilsilllifiallo di questa particolare diJ;tribuzione delloZr le cui variazioni di coocentruionc: risuh.no correlate: positivamente: s.ia con quellc: dell. componente:ClIrbonatica, si. con quelle della componente quarzcso.-feldsJ-tica, le quali, rnuuWmc:nte:, risulanocorrelate: tn! loro (A. DE MAI.co et .1., 1981).
822
Campioni decarbanato/i:
M.T. MEZZINA, M. MORES I, G. NUOVO
TABELLA 5
coefficienti delle correlazioni lineari calco/ate fra elementi in Iraccee componenti chimici e mineralogici
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Per la composizione chimica e mineralogica si veda A. DE MARCO et al., 1981. L'asterisco indica lecorrelazioni significative ad un livello di probabilità;;' 9:5 %.
asponate sono relativamente piccole (') ecomunque, solo in minima pane potrebberoderivare dalla dissoluzione dei carbonati. Infaui le correlazioni negative calcolate, neicampioni globali, tra Zn e Ni da una partee carbonati dall'altra, indicano che questi ultimi fungono sostanzialmente da diluenti neiconfronti delle concentrazioni dei due elementi in tracce. È probabile pertanto che laloro asportazione sia avvenuta a discapito dialtre fasi mineralogiche (ad esempio ossidi,idrossidi e solfuri di ferro) che possono contenerli in quantità relativamente abbondantie, nello stesso tempo, risultano parzialmentesolubili in HCI.
Infine, per quanto riguarda La, Ba, Zr eRb, pare che nessuno di essi sia stato apprezzabilmente rimosso dal trattamento acido deicampIOni.
(') Confrontando le concentrazioni di Zn e di Nidirettamente misurate sui campioni decarbonatalÌcon quelle deducibili dai dosaggi eseguiti sui camopioni originali (considerando i carbonati privi diquesti due elementi) si è calcolata una perditamedia di 9,4 % per Zn e n,5 % per Ni. Talivalori, relativi a tutti i trentuno campioni consi·derati come un unico insieme non differiscono s0
stanzialmente da quelli che possono ricavarsi separaramente per i campioni del bacino di Tal"1\nto(asportazione di 8,4 % di Zn e di 12,7 % di Ni)e per queJJi del bacino di Gronal;lic-Montemesola(asportazione di 11,49fJ di Zn e di 13,6 % di Ni).
Di8tribuzionc degli elcmenti in traccenei campioni decarbonalali
Le concentrazioni degli elementi in traccecui si fa riferimenro in questo paragrafosono relative ai dosaggi eseguiti direttamentesui materiali trattati con HCI. Le correlazioni e le considerazioni che ne scaturiscononon sono tuttavia sostanzialmente diverseda quelle che possono ricavarsi (almeno pergli elementi scarsamente concentrati nei carobonati) partendo dai dosaggi eseguiti suicampioni originali ed escludendo l'influenzadei carbonati. Questo comportamento risultaovvio per La, Ba, Zr, Rb che non sono statiapprezzabilmente rimossi dal trattamentoacido, ma è verificato anche per Zn e Ni iquali, a parte la piccola diminuzione diconcentrazione, hanno mantenuto pressocchèinalterata la loro distribuzione. Infatti, perquesti ultimi due elementi, i valori delleconcentrazioni ricavati direttamente dai campioni decarbonatati o indirettamente da quelli originali, risultano sempre correlati positivamente fra loro ad un livello di proba.bilità maggiore del 99 %.
L'analisi statistica dei valori riportati intabella 2 ha evidenziato che, per nessunodegli elementi considerati, si hanno differenze significative tra i valori medi delle concentrazioni calcolate per i campioni appartenenti al bacino di Taranto ed a quello di
GEOCHIMICA DI ALCUNI ELEMENTI IN TRACCE NELLE ARGILLE ETC. 823
Grottaglie-Montemesola. Inoltre, sulla basedelle concentrazioni misurate nelle frazionipsammitiche e peliliche (tabella 3), si risconJra che Ba e Sr risultano più concentratinelle prime, La, Zr, Zn e Ni nelle seconde,mentre Rb sembra ugualmente distribuitonelle due componenti granulometriche. Indefinitiva, facendo specialmente riferimentoai parametri statistici riportati in tabella 5,l'esame comparato dei risultati conseguiti,confrontati anche con quanto già noto dallaletteratura, permette di formulare le consi·derazioni qui di seguito esposte.
LantanioLa distribuzione di questo elemento sem
bra risentire sostanzialmente delle variazionidei rapporti di abbondanza fra la componente quarzoso-feldspatica e quella argillosa;esso è più fortemente concentrato nella seconda, ed in entrambi i bacini sedimentarimostra correlazioni positive rispetto alla ilIite. Relativamente agli altri minerali sialliticiinvece, passando dal bacino di Taranto aquello di Grottaglie-Montemesola, decrescela significatività delle correlazioni rispettoalla clorite mentre aumenta quella delle correlazioni rispetto a montmorillonite e cao-linite. .
l dari reperibili in bibliografia confermanosostanzialmente i risultati ottenuti in questaricerc'l, almeno per quanto riguarda l'arricchimento di La nelle frazioni granulometricamente più sottili ed in particolare nelle componenti argillose rispetto a quelle quarzosofeldspatiche. AOAMOiUCK et al. (1979) indicano infatti che il La è maggiormente concentrato nelle frazioni pelitiche di sedimentiargillosi che non nei campioni globali; d'altra parte in Handbook o/ Geochemistry siriscontra che i tenori dell'elemento in traccedecrescono passando da sedimenti tipoJhaleJ a sedimenti tipo grovacche ed arenariequarzose.
BarioLa distribuzione del Ba nei sedimenti aro
gillosi esaminati appare caratterizzata dall'assenza quasi completa di correlazioni significative sia nei confronti dei componentimineralogici sia degli altri componenti chimici. Da quanto noto in bibliografia, il comportamento geochimico del Ba è sostanzialmente condizionato non solo dalla sua possi-
bilità di sostituire il K nel reticolo di minerali quali miche e K-feldspati ed il Ca nelreticolo dei plagioclasi, ma anche da fenomeni di adsorbimento da parte di mineraliargillosi, ossidi e idrossidi, sostanze organiche. Tuttavia, nessuna di queste possibilitàsembra ricoprire, nei sedimenti considerati,una importanza preponderante ai fini di unaspecifica distribuzione del Ba. Solo per icampioni del bacino di Grottaglie.Montemesola si intravede una certa tendenza dell'elemento a correlarsi positivamente con lacomponente quarzoso-feldspatica (1e correlalioni raggiungono un grado di significativitàmaggiore del 90 %). Però la correlazionepositiva Ba-CaO sembra indicare che la distribuzione del Ba possa essere qui condi·zionata anche dalla presenza di altri minerali, probabilmente riferibili alle vulcaniti delMonte Vulture, nelle quali appunto Ba e Carisultano alquanto abbondanti e correlati positivamente fra loro (DE FINO et al., comunicazione personale).
ZirconioQuesto elemento mostra variazioni di con
centrazione direttamente correlate a quelledella componente quarzoso-feldspatica e in·versamente a quelle della componente argillosa; ciò sembra in contrasto con i risultatianalitici secondo i quali lo Zr è abbondantemente concentrato nelle frazioni pelitichenelle quali, appunto, sono meno rappresen·tati quarzo e feldspati. Tale situazione diventa però perfettamente plausibile ipotizzando che lo Zr sia sostanzialmente legatoalla presenza di zircone il quale, nonOstantele sue dimensioni pelitiche, avendo un pesospecifico relativamente elevato, tende a com·portarsi, durante il ciclo sedimentario, comei minerali delle frazioni sabbiose. L'ipotesiora prospettata, evidenziando che lo zircone(e quindi lo Zr) può arricchirsi nei sedimentiin cui sono più rappresentate le frazioni sab·biose, è in accordo con l'indicazione, espres·sa in Handbook o/ Geochemistry, che lo Zrrisulta mooeralamCnte concentratO neHesands/ones rispetto alle rhaler.
Inoltre, la diminuzione della concentra·zione di Zr riscontrata passando dalle frazioni pelitiche a quelle psammitiche, indicache i sedimenti analizzati sono stati sottoposti a prolungata degradazione meccanicain accordo anche con quantO rilevato da
814 M,T. MEZZINA, M. MORESI, G. NUOVO
MOIl.ESI (l979) a proposito dd crescente:trasferimento di zircone dalle frazioni psammitic~ a quelle pelitiehe con ìl progrediredell'alterazione meccanica.
StronZtOLe correlazioni positive calcolate fra Se e
componente feldspatica sono perfenamentecoerenti con l'indicazione che l'e1e~nto èpiù abbondantemente concentrato nelle frazioni psammiliche rispeno alle pelitiche. Anche i dati reperibili in bibliografia confermano che i tenori di Se sono generalmentepiù elevali nei feldspati (specie nei plagiodasi) che non nei minerali argillosi (Hand.book 01 Geochemi$lry; MOSSER, 1979).
RubidioLa dislribuzione del Rb è caratterizzata,
in generale, da correlazioni positive rispettoalla maggior parte dei minerali argillosi enegative tispeno alla componente quarzosofeldspatica; di conseguenza, la mancanza diuna significativa differenza fra le concentra·zioni medie calcolate nelle frazioni psammitiche e pelitiche dipende sicuramente dallapresenza, nelle seconde, di sensibili quantitàdi miche (prevalentemente muscovite, e talvolta anche biotite) che possono ospitareelevati tenori di Rb nelle posizioni reticolari del K (r.).
Molti dubbi permangono tuttavia circal'effenivo significato delle differenti correlazioni che il Rb mostra, singolarmente neidue bacini. rispeuo ai componenti chimicomineralogici, tra le quali sembra comunqueinteressante quella positiva Rb-montmorillonite registrata per i campioni del bacino diGrottaglie-Montemesola e confermata daanaloga correlazione K·montmorillonite.Senza voler attribuire a questa situazione unsignificato che risulterebbe, al momento, forotemente aleatorio, è tuttavia evidente cheessa tende a individuare l'esistenza di sensibili differenze compositive fra i due gruppidi campioni analizzati e risulta pertanto meritevole di indagini più specifiche indirizzate,per esempio. ad evidenziare la presenza di
t·) Quc$la 055etVlZione è in K'COrdo con le: indicuioni p~nlemmte: esposte: e:ira. b disuibuzionc: JfIfll,llometria. dclb ilIite: od è confc:fllUllt,ad esempio, dalb di5!tibuzionc: dcI Rb nel campione: AT12 (tabella ) l.
eventuale montmorillonite potassiea, legataforse li fenomeni di diagenesi preoott, nellaquale non sia complelamenle asportalO ilK del minerale originario. Può osservarsi, aquestO proposito. che, pur se infrequenti.esistono in letteratura segnalazioni di monlmorilloniti contenenti elevati tenori di K::O:più dell'l % in alcuni campioni del giaci.mento di Uri in Sardegna (GINESU el al..1980); quasi il ,: % nelle smectiti scdimcntarie di Cormeilles en Parisis. che inoltrecontengono elevati tenori di Rb (MOSSER.1979); oltre il 6 % nelle benloniti di Rinc6nde las Caleras in Andalucia (REYES et al.,1980).
ZincoLe correlazioni calcolate per lo Zn indi·
cano che esso è prevalentemente legato aclorite e montmoril1onile nelle quali è contenuto gran parte del Fe di cui lo Zn èsostituente isomorfogeno (6). Comunque, neisedimenti analizzati, la distribuzione del Ferisulta regolata anche da quella della iIlitela quale, in effetti. può portare complessivamente più Fe che non la montmorillonite(DE MARCO el al., 1981). Di conseguenza,l'esistenza delle correlazioni positive Znmontmorillonite e la mancanza di quelleZn-iIIite potrebbero essere anribuile o allaeventuale presenza di scarsa montmorillonite zincifera (sauconite) o. più verosimilmente a fenomeni di adsorbimenlo la cuiintensità cresce, fra l'altro, al diminuiredella granulomeltia dei minerali argillosi.Non v'è dubbio infani che la montmorillonite abbia mediamente dimensioni più sottili di quelle della iIIite in accordo sia conquanto precedentemente definito circa lagranulometria di quest'ultima, sia con quanto evidenziato, anche in sedimenti analoghia quelli qui esaminati, da DELL'ANNA eRIZZO (1979) e da DELL'ANNA et al. (1981).
NichelLa distribuzione del Ni appare in genere
legata a quella dei mineNlli argillosi, conesclusione della illire nel bacino di Tarantoe deUa clorite in quello d~ Grottaglie-Monte-
(.) Sicuarntnle anche la biolile tOnlienc: ekvatitc:oori di Zn come: evidenzialO dalla dislribuzionedi qlle5to ekmc:nto nel campione AT12 (tabella )l.
GEOCHIMICA DI ALCUNI ELEMENTI IN TRACCE NELLE ARGILLE ETC. 825
TABELLA 6Concentrazioni (ppm) di elementi in tracce nelle argille di Taranto ~ di Grot/aglie-Mont~
mesola (on/rontate con quelle desunte dalla fet/~ralura
lrc111. 4i RuUCl1aDO (b) .u-Plb 4i y .......to • 41Grottql.i._t_.ol&
C..plODi c..ptemtOl"i.1nal1 4ec...boDatUIx ...... i ........
Sl>a1 ill••l'diti 4i i.locllli\/l. (a).....
28 - 79250 - 800118 - 226130 - 280 (c)20 - 66)6) - 197 (4))4 - 90
c..plonioriat-li. .....)01 ( 97 - 664)189 (101 - )52)186 (106 - 286)124 ( 7l - 189)58 ( 22 - 8))4 ( 19 - 57)
c..piODi4.c...boDataU. .....285 (1)3 - 460)226 (147 - 383)105 ( 82 - 163)160 (125 - 206)
67 ( Il - 99)33(18-45)
60()2-75)237 (173 - 273)122 (102 - 186)309 (240 - 431)94 ( 51 - 117)72(34-90)75 ( 27 - 163)
90(54-117))48 (285 - 400)180 (156 - 268)120 (105 - 1)4)1)6 (107 - 155)
96 ( 67 - 109)96(48-181)
{OlI HOlndbook 01 GroclN",istry, ADMlOIUCIC et 1..1., 1979. (bI MOIESI, 1979. (e) V.lori riferili • $edimenti argillosi di eti qu.temaria c;ontmcnti piccole qWlntità di Cllrbonali. (d) Valori riferili • rocttargiliosC" contenenli bu5i tenori di sostanze bitumi!)(JSC cd organiche.
mesola; anzi, in quest'ultimo, la corrdazioneNi-clorite diventa marcatamente negativa uti·lizzando i valori percentuali di minerale riferiti alle sole sialliti. Tale risuhato apparein verità poco chiaro dal momento che neisedimenti analizzati la clorite è la fase cheporta complessivamente la maggiore quantità di Mg (DE MARCO et aL, 1981) delquale il Ni è sostituente isomorfogeno. Lasituazione ora descrina trova giustificazionesolo nell'ipotesi che gran parte della cloritedel bacino di Grottaglie.Montemesola sia alquanto povera di Ni ed abbia, in ultima analisi, una provenienza diversa da quella pre·sente nel bacino di Taranto. Effettivamente,in accordo con quanto già individuato per ilBa, può ancora ipotizzarsi che il bacino diGronaglie-Montemesola sia stato maggiormente interessato, rispetto all'altro, da apporti di materiali vulcanici del Monte Vulture i quali risultano estremamente poveridi Ni (DE FINO et al., comunicazione personale). L'ipotesi prospettata, in accordo conl'idea che la clorite presente in questi sedimenti derivi, in parte, da alterazione dellabiotite, è anche convalidata dal basso tenoredi Ni dosato nel campione AT12 e dallapresenza di biotite nelle vulcaniti del MonteVulture (HIEKE MERLIN, 1967).
Conclusioni
La ricerca condo!!a ha permesso di evidenziare alcuni aspetti del comportamento geochimico di elementi, presenti come traccenelle argille infrapleistoceniche dei bacini di
Taranto e di Gronaglie-Montemesola, in relazione ai caratteri composizionali <ki depositi analizzati. u considerazioni al riguardopossono sintetizzarsi nei punti seguenti:
_ la distribuzione dello Sr nelle fasicarbonatiche indica che esse sono prevalen.temente organogene nel bacino di Tarantoed essenzialmente inorganiche (di genesi clastica e chimica) in quello di Grottaglie-Montemesola, in accordo con la diversa posizionegeografica dei due bacini nei confronti dellacosta carbonatica murgiana, responsabile della maggior parte dei carbonati clastici presenti nelle argille esaminate;
- le variazioni di abbondanza dello Zrevidenziano che esso è sostanzialmente legatoalla presenza di zircone detritale; l'aumentodi concentrazione che si osserva passandodalle frazioni psammitiche a quelle peliticheè tipico di sedimenti sottoposti a prolungatadegradazione meccanica;
- il comportamento del Ba sembra condizionato, solo nel bacino di Grottaglie-Montemesola, dalla presenza di materiali probabilmente riferibili a prodotti vulcanici delMonte Vulture;
- infine le concentrazioni di La, Rb, Zne Ni risultano prevalentemente influenzatedal tenore e dana natura dei minerali argillosi. Solo il comportamento dello Zn risulta,in ogni caso, tipicamente regolato da fenomeni di sostituzione isomorfogena con il Fee di adsorbimento da parte della montmorillonite; quella di La, Rb e Ni, invece, assumein ciascuno dei due bacini caratteristiche di-
826 M.T. MEZZINA, M. MORESI, G. NUOVO
verse che sembrano ancora riconducibili, almeno per il Ni (e non è escluso che lo siaanche per gli altri due elementi) ad un magogiare apporto di proc!oCli vulcanici del Mon!e Vulture al bacino di Grottaglie-Montemesola che non a quello di Taranto.
Inoltre, per quanto riguarda l'abbondanzadegli elementi dosati nelle argille infrapleistoceniche di Taranto e di Grottaglie-Montemesola, può osscrvarsi che le concentrazionimedie rientrano abbastanza bene nel rungedi valori reperiti in bibliografia (tabella 6)per sedimenti di analoga natura, speòe inconseguenza delle ampie dispersioni relativea questi ultimi. Un confronto più specificopuò comunque farsi rispetto alle concentrazioni dei medesimi elementi (escluso il La)dosati nelle argille plcistoceniche di Ruti·gliano (MORES I, 1979). Le differenze tra idati relalivi ai due gruppi di campioni (ta·bella 6) (') sono in massima parte riconducibili ai diversi caratteri genetici e compo·sizionali dei materiali che li costituiscono.Così, ad esempio, le differenze dei tenori di
Cl Per le argille di Rutigliano le medie delleconcc:ntrazioni sono state caloolale escludendo dalcomputo quelle relative ai campioni appartenentiai due livelli cinerilid (DELL'ANNA, 1969; MORESI,1979).
Zr e Rb sono sicuramente legate alla pre·senza, in alcuni livelli delle argille di Rutigliano, di abbondante materiale cineriticonel quale i due elementi risultano fortementeconcentrati; quelle di Zn e Ni, invece, allediverse concentrazioni di Fc e specialmentedi Mg, dei quali i due elementi in traccesono sostituenti isomorfogeni, perchè, pas·sando dalle argille di Taranto e di GrottaglieMontemesola a quelle di Rurigliano, i tenorimedi di Fe~O:l decrescono da 6,10 % a5,90 % e quelli di MgO da 2,98 % a1,24 %.
Va infine fatto rilevare che, fra tutte leconsiderazioni svolte, solo quelle che tra·vano ampia conferma sulla base di conoscen·ze già acquisite possono assumere un ruolodi ipotesi conclusive; le altre invece, pur basale su presupposti plausibili, vanno intesecome ipotesi di lavoro che sembrano meri·tevoli di indagini più specifiche per una pre·cisa interpretazione dei problemi connessialla genesi ed all'evoluzione dei depositi se·dimentari considerati.
Ringraz:iamenti. - Gli Autori ringraziano il Prof.L. DELL'ANNA per gli utili suggerimenti e la letturacritica dd manoscrino.
Lavoro eseguito con il contributo finanziario ddC.N.R. (contrano n. 80/0989.0S/115.5357).
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