"Geobarometria elastica applicata all’unità di ultra alta pressione del Lago di Cignana, Alpi Occidentali, Italia."

For more than a century the Alps have played a key role for a better understanding of the processes involved during subduction and continental collision. The Lago di Cignana Unit (LCU), in the Western Alps, represents a piece of the ancient oceanic crust interposed between the European and Adria Plate and then exhumed during the Alpine collision. The discovery of coesite and diamonds in the ultra-high-pressure rocks of LCU made this locality one of the most studied in the world. Although LCU has been intensively studied for many years, it is still a subject of debate. So far, the reconstruction of the P-T history of marbles from LCU was challenging due to the difficulties in applying conventional equilibrium geothermobarometers and thermodynamic models, due to the phase assemblage and the large amount of spessartine that characterised these rocks. In this work I show application of elastic geobarometry to natural samples from the LCU, demonstrating how this method can be used to reveal the pressure (P) and temperature (T) conditions recorded by the host-inclusion system independently from the chemical equilibrium. By using the elastic properties of quartz-in-garnet host-inclusion systems, I determine the prograde P-T path recorded by the quartz inclusions during the subduction of the Piemonte - Ligurian ocean. The three different garnets investigated in the marble from LCU were formed during multiple growth stages along a prograde P-T path from 1 GPa and 430°C to UHP conditions, as confirmed by coesite inclusions present in the Mg-rich rim of garnets.

Per oltre un secolo le Alpi hanno giocato un ruolo chiave per la comprensione dei processi geologici coinvolti nei contesti subduttivi e di collisione continentale. L’Unità del Lago di Cignana, nelle Alpi Occidentali, rappresenta un frammento dell’antica crosta oceanica interposta tra la placca Europea e la placca Adria. Questo frammento oceanico dapprima subdotto è stato poi riesumato in superficie durante l’orogenesi Alpina. La scoperta di coesite e diamante nelle rocce di ultra-alta pressione nell’Unità del Lago di Cignana ha reso questo luogo uno dei più studiati al mondo. Nonostante questa unità sia stata studiata intensamente per molti anni, ancora oggi molte risposte cercano conferma. Finora, la ricostruzione del percorso P-T dei marmi a granato dell’Unità del Lago di Cignana è stata complicata in quanto l’applicazione dei metodi geotermobarometrici classici e dei modelli termodinamici è stata resa difficile dall’assenza di un’associazione mineralogica adatta e dall’elevato contenuto in manganese nel sistema. In questo lavoro, verrà mostrata un’applicazione della geobarometria elastica, dimostrando come questo metodo possa essere applicato a campioni naturali al fine di determinarne le condizioni di pressione (P) e temperatura (T) registrate del sistema ospite-inclusione in modo completamente indipendente dall’equilibrio chimico. Utilizzando le proprietà elastiche del quarzo e del granato nel sistema ospite-inclusione è stato possibile determinare il percorso P-T progrado registrato dalle inclusioni di quarzo durante la subduzione dell’oceano Ligure-Piemontese. In questa tesi, sono stati studiati tre porfiroblasti di granato, presenti nei marmi di Cignana. Questi hanno evidenziato una crescita multifase durante il percorso progrado, mostrando una prima fase di crescita intorno a 1 GPa e 430°C fino ad arrivare alle condizioni di ultra-alta pressione, come confermato dalla presenza di coesite all’interno del rim ricco in magnesio dei granati.