ATTI SECONDE GIORNATE INTERNAZIONALI DI STUDI SULL AREA ELIMA. (Gibellina, ottobre 1994) Gibellina. Pisa -

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1 Pisa - (Gibellina, ottobre 1994) 1997 I ATTI SECONDE GIORNATE INTERNAZIONALI DI STUDI SULL AREA ELIMA Scuola Normale Superiore di Pisa Comune di Gibellina CESDAE Centro Studi e Documentazione sull Area Elima - Gibellina - Gibellina

2 ISBN Volume realizzato con contributo del Consiglio Nazionale delle Ricerche

3 STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO E INDIVIDUAZIONE DELLE AREE DI PROVENIENZA DEL MATERIALE LAVICO DELLE MACINE DI ENTELLA DANIELA DANIELE 1. Introduzione Le macine sono oggetti di quella che viene definita cultura materiale. Si tratta di umili oggetti di uso quotidiano che erano però indispensabili alla vita delle comunità antiche. Questo carattere di indispensabilità fa sì che esse vengano frequentemen te ritrovate in gran numero nei vari siti archeologici. L interesse relativo allo studio di questi manufatti scaturisce dall insieme di tre fattori principali: 1) la produzione delle macine, tutt altro che banale, ha implicato l acquisizione di un contenuto tecnologico (es. scelta dei parametri morfologici, ricerca dei materiali più adatti, etc.) che si è evoluto nel tempo e in funzione delle varie esigenze e possibilità delle comunità antiche, e sull origine del quale è interessante indagare; 2) il rinvenimento delle macine è diffuso in vari contesti storico-geografici, e permette dunque ampie correlazioni spaziotemporali; 3) la disponibilità di un abbondante quantità di reperti è un fattore che rende possibile un analisi dei dati statisticamente affidabile. Nonostante le potenzialità derivanti da questi elementi, le macine rappresentano una fonte di informazioni ancora in gran

4 466 D. DANIELE parte poco sfruttata e studiata. Le informazioni ottenibili mediante il loro studio si articola no su due fronti principali: 1) in primo luogo esse riguardano la caratterizzazione delle forme delle macine in funzione dell utilizzo specifico, dell età e delle differenti aree geografiche di ritrovamento. Tale approccio riguarda l oggetto finito e l utilizzo che ne veniva fatto; 2) in secondo luogo riguardano la caratterizzazione del materiale di cui erano costituite, con il fine di determinarne la provenienza. Questo lavoro verterà su questo secondo punto. Particolare cura veniva, infatti, per ovvie ragioni, dedicata alla scelta del materiale, che doveva essere una pietra quanto più possibile dura e abrasiva allo stesso tempo. Generalmente venivano adoperate rocce sedimentarie o lave (rocce ignee effusive). Queste ultime, soprattutto le più dure e vescicolate, presentano migliori qualità abrasive, che rimangono inalterate con l uso; per questo motivo, nei periodi storici nei quali vi era la possibilità di ampi scambi commerciali, il materiale di cui risultano costituite le macine è spesso una lava che proviene da zone relativamente distanti dal sito nel quale è stata rinvenuta. I primi studi specifici sull origine delle lave finalizzati ad individuare i luoghi di produzione delle macine, e quindi a sfruttare questi manufatti anche per ricostruire le rotte commerciali nell an tichità, risalgono solamente agli anni 80 (Peacock, 1980, 1986 e 1989; Runnels, 1981; Ferla et alii, 1984; Dautria e Reille, 1992); essi sono stati poi ripresi e ampliati soprattutto ad opera di due autori, Williams-Thorpe e Thorpe, che verso la fine degli anni 80 hanno analizzato parecchie centinaia di campioni provenienti da tutto il Mediterraneo e, basandosi principalmente sull indagine geochimica (elementi maggiori e soprattutto in traccia), hanno attribuito la provenienza a un gran numero di macine. I risultati delle ricerche condotte fino ad oggi hanno dimo strato che, nel bacino mediterraneo, esiste una pluralità di aree vulcaniche che in antichità hanno rappresentato i luoghi di approvvigionamento delle pietre laviche; alcune sembrano costi-

5 STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 467 tuire una fonte di approvvigionamento solo a scala locale, altre vedono i loro prodotti distribuiti su di un ampio raggio, fino a migliaia di chilometri di distanza. E inoltre emerso che in uno stesso sito archeologico spesso coesistono lave di provenienza diversa. Tali risultati necessitano comunque di conferme e di appro fondimenti, soprattutto alla luce di una sempre crescente dispo nibilità in letteratura di dati petrografici, vulcanologici e geochimici. Interessante si può rivelare lo studio di macine rinvenute in siti per i quali non è ancora mai stata eseguita una ricerca di questo tipo. È in questo quadro che si inserisce il presente studio, relativo a 25 macine in pietra lavica provenienti da Entella, nella Sicilia occidentale; in sintesi i fini di questo lavoro consistono nella: 1) caratterizzazione chimico-petrografica del materiale lavico di cui sono costituite le macine (con attribuzione del nome specifico secondo la nomenclatura petrografica); 2) individuazione delle aree di provenienza delle lave; 3) messa in evidenza di eventuali identità tra i dati relativi alle lave delle macine di Entella e quelli, disponibili in letteratura, di macine rinvenute in altri siti archeologici. Particolare attenzio ne verrà data ai confronti con i materiali del vicino sito archeolo gico di Monte Castellazzo di Poggioreale (Ferla et alii, 1984). 2. Descrizione del metodo: possibilità e limiti Il presente lavoro si inserisce nel quadro delle ricerche archeometriche in quanto utilizza metodi e conoscenze proprie di discipline afferenti alle scienze naturali, quali vulcanologia, petro grafia e geochimica, finalizzandoli a risultati di tipo archeologico. Proprio perché si tratta di una ricerca interdisciplinare, prima di presentare i dati sulle macine di Entella, si ritiene opportuno illustrare i metodi utilizzati, in modo da fornire al lettore hon addetto ai lavori dei criteri utili per poter valutare le possibilità e i limiti ditali metodi nella ricerca delle provenienze delle lave, e per poter inquadrare criticamente sia gli argomenti

6 468 D. DANIELE della discussione che i risultati finali. Le analisi utilizzate in questo studio si possono raggruppare in tre tipi differenti: analisi petrografica, analisi chimica degli elementi maggiori, analisi chimica degli elementi in traccia. Nella maggior parte dei casi vi è infatti bisogno dell integrazione dei dati relativi a tutti e tre questi strumenti e non è sufficiente, per identificare la provenienza, sviluppare un solo tipo di analisi. L analisi degli elementi maggiori, ovvero di quegli elementi chimici, una decina (cf. tab. 1), che da soli costituiscono quasi il 100% della roccia, è quella che fornisce i criteri di base per classificare la lava petrograficamente. In particolare i rapporti alcali-silice e potassio-silice (tav. LXXXIII, 1; LXXXIV, 1) sono quelli che permettono di stabilire l affinità seriale (es. tholeiitica, calcalcalina, transizionale, alcalina sodica. alcalina potassica, ecc.) del materiale vulcanico esaminato. Il contenuto in Si0 o in maniera più elaborata parametri come il D.I., il S.1. o il rapporto Fe0 101 /MgO permettono poi di stabilire il grado di evoluzione. Data l affinità seriale e il grado di evoluzione è già possibile classificare la lava, attribuendogli un nome secondo la nomenclatura petrografica. Per effettuare più accurate distinzioni occorre però considerare tutti gli elementi maggiori, e i parametri calcolabili in funzione di questi come, ad es., il numero di magnesio (Mg), la composizione normativa, il grado di satura zione della silice, etc. Gli elementi in traccia, ovvero quelli presenti solo in concen trazioni minime, espresse in parti per milione (ppm), sono ulte riori parametri di tipo quantitativo. A causa della loro più ampia variabilità rispetto al chimismo degli elementi maggiori, essi costituiscono degli ottimi elementi con i quali effettuare discriminazioni tra rocce classificabili con lo stesso nome sulla base degli elementi maggiori. Infine, l analisi petrografica fornisce una descrizione sia dei caratteri strutturali derivanti dall osservazione macroscopica del campione, sia di quelli tessiturali ottenibili con l osservazione microscopica della sezione sottile. Tali caratteri comprendono il colore, la bollosità, l identificazione di eventuali disomogeneità, 2,

7 simile composizione chimica, possono rivelarsi parametri pre presenza o assenza di determinati minerali, la loro forma, le loro dimensiòni, la loro disposizione, le proporzioni quantitative tra di petrografica ci restituisce una fotografia degli elementi che costituiscono la roccia, elementi che, nel confronto tra magmi di quale sono stati esposti: in primo luogo, gli elementi maggiori ci essi, il significato della loro presenza, etc. In sintesi l analisi identità. una prima individuazione delle sorgenti possibili; in secondo luogo, gli elementi in traccia forniscono dei parametri che discri minano ulteriormente tra le varie aree così individuate, permet tendo spesso di restringere la cerchia ad una sola area di prove permettono di definire il tipo di vulcanismo, e di compiere quindi elementi di discriminazione sia, addirittura, costituire la confer della provenienza. Un esempio è dato dalla lava di cui è costituito permette di stabilire che essa proviene da Mulargia, in Sardegna. Normalmente però le cose non sono così semplici. per i diversi centri vulcanici. In alcuni casi la caratterizzazione dei nienza; infine, l analisi petrografica può sia fornire ulteriori Sebbene questo sia lo schema di lavoro generalmente segui questi tre strumenti per determinarne in maniera certa la prove prodotti presenti in un area vulcanica è dettagliata, talora invece possono essere due tipi di difficoltà. è conosciuta solo a grandi linee. In quest ultima ipotesi, vi nienza. A seconda delle caratteristiche della lava da esaminare, i La difficoltà fondamentale nella ricerca delle provenienze è infatti costituita dalla disponibilità dei dati presenti in letteratura il campione En3 1, dove già l osservazione dei caratteri petrografici Il procedimento generalmente seguito in questo lavoro con to, a volte, per lave molto particolari, è sufficiente uno solo di ziosi nelle discriminazioni oppure per determinare eventuali siste, in sintesi, nell utilizzare i tre tipi di analisi nell ordine nel ma dell identità della lava della macina con un particolare insie me di materiale vulcanico presente nell area individuata. vari tipi di dati possono infatti avere un peso diverso nella ricerca il riconoscimento di mineralizzazioni secondarie e alterazioni, la STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 469

8 presenta un attività estremamente complessa, con un ampio solo tipo di analisi. In questo caso risulta evidente la necessità di del materiale delle macine per avere più dati possibili da utilizza re nei confronti. Primo, la caratterizzazione dei prodotti è fatta mediante un identificare con precisione tutti gli aspetti geochimici e petrografici Secondo, la documentazione non copre tutti i prodotti pre soprattutto su alcuni problemi particolari o perché il vulcano senti nell area, perché la ricerca vulcanologica si è soffermata possibile effettuare dei confronti in maniera meccanica, ma è necessario inquadrare geologicamente l area per valutare quanto prodotti effettivamente presenti nell area. Solo l attenta valuta disponibili può a volte permettere di estrapolare alcuni elementi caratteristici e di stimare se vi è la possibilità o no di avere nell area prodotti simili a quelli delle lave da identificare. zione, secondo criteri vulcanologici e petrologici, dei pochi dati i dati reperiti in letteratura siano rappresentativi della totalità dei spettro di variabilità dei prodotti emessi. In questo caso non è Proprio a causa dell estrema variabilità dei prodotti spesso presenti in una stessa area vulcanica, più che di dati estremamente precisi, nella ricerca finalizzata all identificazione delle prove nienze vi è la necessità di confrontare le lave da più punti di vista caratteri con le colate di una determinata località oppure, come normalmente avviene, un insieme di caratteri discriminanti che permettono di escludere vari centri vulcanici, lasciandone solo provenienza da una determinata area anche se non si è ris aliti alla località precisa. Esistono poi alcuni casi, più sfortunati, per i quali non si trovano gli elementi sufficienti per individuare univocamente la provenienza da una sola area o per i quali non ne viene identificata nessuna. Con l aumentare dei dati forniti dalla come ora, alla luce di nuovi dati, siamo in grado di sciogliere uno possibile. Quando ciò si verifica, è possibile indicare la molti di questi casi saranno in futuro risolti, allo stesso modo di alcune indeterminazioni presenti in studi di qualche anno fa. ricerca vulcanologica è possibile prevedere che i dubbi relativi a fino a trovare, nei casi fortunati, una perfetta identità di tutti i 470 D. DANIELE

9 paragrafo precedente, i campioni delle macine di Entella sono campioni di uno stesso gruppo presentano caratteristiche chimi Nella tab. i sono presentati i dati relativi al chimismo degli frequentemente nella letteratura petrologica per la caratterizza che, mineralogiche e petrografiche simili, tali da indicare un iden En (Entella) e da un numero d ordine che corrisponde a quello te ogni gruppo. Le sigle dei campioni sono costituite da un prefisso stati suddivisi in gruppi composizionalmente omogenei. Tutti i Sulla base dei dati relativi ai tre tipi di analisi descritti nel Per rendere più facile la consultazione dei risultati sulle tità dei prodotti e una provenienza comune dalla stessa località. macine di Entella, la presentazione dei dati e la discussione delle provenienze verrà effettuata distinguendo e trattando singolarmen utilizzato nella classificazione di Canzanella (vd. supra, ). elementi maggiori e degli elementi in traccia. Nella tab. 2 sono conveniente tabularli insieme ai risultati delle analisi in modo da facilitare le operazioni di confronto. K2OINa Nella tav. LXXXIV, 1, i campioni con 0,7<K Peccerillo e Taylor (1976) per classificare con maggior dettaglio calcalcaline ad affinità potassica. invece riportati vari parametri, calcolati in funzione del chimismo Dopo questa breve introduzione generale di tutti i dati i prodotti vulcanici appartenenti alle serie calcalcaline e 20/Na 2O, come evidente dal diagramma di tav. LXXXIII, 2. 20<1,5 degli elementi maggiori, come la composizione normativa, gli indici D.I., S.I. e il Mgv. Poiché tali parametri compaiono zione dei prodotti vulcanici delle varie aree, abbiamo ritenuto La tav. LXXXIII, I rappresenta il diagramma classificativo Total Alcali-Silice (TAS) proposto da Le Bas et alii (1986). I dati relativi a tutti i campioni analizzati sono stati inseriti con un simbolo diverso a seconda del gruppo di appartenenza. Sebbene in un campo risultino alcune sovrapposizioni tra gruppi distinti, bisogna notare che tali gruppi si differenziano invece sulla base del rapporto sono stati collocati nel diagramma K,O-silice, proposto da 3. Dati chimici e petrografici STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACiNE DA ENTELLA 471

10 - Maggiori - Mg, Analisi 272 Elementi maggiori (wt%): Totale (LOI) P205 1(30 Na 20 CaO MnO MgO FeO 203 Fe A 1203 Ti0 2 Si0 68, (1.05) ) , (2.18) (0.54) (0.47) (0.55) (0.97) (0.79) (0.76) (1.29) (1.23) (0.74) (0.62) Sig la En31 En31 n9 Eii27 E2S Eii6 En16 En21 En12 EnS Fai FiiIl En18 distinguibile da tutti gli altri per i suoi caratteri macroscopici. Non A questo gruppo appartiene un solo campione, ben Gruppo 1: ignimbrite rossastra (campione En3]). attualmente più usati nella letteratura petrologica, passiamo chimici, presentati mediante la tab. I e i diagrammi classificativi quindi a descrivere più in dettaglio le caratteristiche delle lave di ciascun gruppo. nei laboratori del Dept. Earth Sci., Open University (O. Williams-Thorpe). -Fe 2fFe 3: metodo di Wilson Dip. Se. della Terra, Univ. Pisa (M. Bertoli). Na e K: AAS Dip. Se. della Terra, Univ. Pisa (M. Bertoli); Con la sigla En3 1* vengono riportate le tracce (WDXRF) del campione En3 i analizzate e tracce: XRF Dip. Se. della Terra, Univ. Pisa (M. Menichini); Metodi di analisi: 3 è quello determinato dalle analisi per via umida. rapportofe 2/Fe sono ricalcolati a 100 su base anidra e il valore della LOI è riportato in parentesi. li Tab.1 - chimiche degli elementi maggiori ed in traccia. Gli elementi maggiori Ni Il Cr Sr Zr Ba R b y Ce 53 - La 28 17) Co Nb ) ) Elementi in traccia (ppm): 472 D, DANIELE

11 di tav. LXXXIII, 1 e tav. LXXXIV, i esso appare classificabile za di fiamme (pomici schiacciate) e di una fine vescicolazione. di una serie calcalcalina relativamente alta ink20. Dai diagrammi matrice, e le bolle sono incrostate da una peculiare mineralizza Petrologicamente si tratta di un prodotto abbastanza evoluto, si tratta di una lava vera e propria, ma di un ignimbrite, prodotto Elementi in traccia (ppm): Sr Nt Tab.1 Continua. Zr Co MnO MgO , y Ba La v cr Rb Nb rotaie ) ) (LO!) (0.68) (0.91) (1.32) (0.94) (0.91) (1.54) (1.79) (0.71) (0.77) (0.62) (0.92) (1.00) (3.20) p2o5 K , ,28 20 Na , Fe CaO , ,14 Ce , FeO rio , Si0 vulcanico caratterizzato da una tessitura eutaxitica, con la presen scorgono fenocristalli a occhio nudo. zione secondaria di colore verde intenso (tav. CCCIII, 1). Non si non è particolarmente elevato; la sua struttura è tendenzialmente Nonostante sia un ignimbrite ben saldata, il suo grado di coesione lamellare per lo schiacciamento delle bolle. Il colore è marronerossastro a causa dell ossidazione del vetro di cui è composta la Elementi maggiori (wt%): Sigla EnIO En15 Fii2l En14 En13 En3 En2 En20 En24 En19 En23 Fnll En29 STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 473

12 ol hy di ne ab an or qz Composizione normativa (CIPW): Rapp. Fe Rapporto Fe 203 utilizzato nel calcolo della norma: Sigla En3l En9 En27 En28 En6 En16 En21 En12 EnS Eni En17 En18 come una trachite o una dacite alta in K, al limite con il campo delle rioliti. Nei lavori di Williams-Thorpe e Thorpe (1988 e 1989) lo stesso tipo di materiale viene indicato come ignimbrite riolitica. porfiricità I.P.=lO-1 5%) immersi in una matrice vetrosa completamente ossidata e opaca all osservazione in luce trasmessa. Tra i fenocristalli sono stati osservati: plagioclasio andesinico con zonature oscillanti, femici profondamente alterati in fihlosilicati, opachi di forma tondeggiante, sanidino di forma allungata, in sezione sottile appaiono pochi fenocristalli (indice di D.I. (Differenuation Index) = qz + or + ab ne + lc; Mgv (Valore dì Magnesio) = Mg x 100/ (Mg Fe) con gli elementi espressi in atomi. Si. (Solidification Index) = MgO x 100 /(Na 2O+FeO+MgO); 2O+K nella prima riga per ciascuna lava sono ripotati tali valori. I parametri D.I. e Mgv sono stati calcolati anche con il rapporto Fe 20JFeO costante= Tab.2 - Le norme sono calcolate con i rapporti Fe 203/FeO secondo Middlemost (1989): Mgv* Di Parametri calcolati con rapportofe 2O,!FeOO.15: Mg , D.I S.I ml Totale aq ap D. DANIELE

13 or ap , Parametri calcolati con rapporto Fe 20 3/FeO =0.15: clinopirosseno incolore. Sono inoltre presenti apatite (con delle microinclusioni che le conferiscono un colore bruno) e alcuni piccoli cristalli di orneblenda con evidente pleocroismo verde diatamente distinguibile da tutti gli altri per presenza di fenocristalli Nella matrice vetrosa sono osservabili, ad alto ingrandimen conferiscono il colore rosso alla roccia. Gruppo 2: fonolite a leucite (campione En9). Anche a questo gruppo appartiene un solo campione, imme il bruno. Il quarzo si osserva insieme a sanidino, calcedonio, celadonite, to, numerosissimi microliti di ossidi e di idrossidi di ferro che sulle pareti delle cavità e in inclusioni con forma a fiamma. Mg e altri minerali idrotermali secondari (zeoliti?, prehnite?, opale?) Mg S.I o! hy , , , mt Totale dl D.I D.I ab an ne Compoxizlone normativa (CIPW): Tab.2 - Coniinua. Rapp. Fe Rapporto Fe 203 utilizzato nel calcolo della norma: Sigla EnIO EnlS En22 En14 En13 En3 En2 En20 En24 En19 En23 Enil En29 STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 475 qz , aq

14 Si tratta di una lava fresca di colore grigio chiaro, massiva In sezione sottile si ha una netta prevalenza della leucite sugli per l assenza di bollosità e con una struttura porfirica seriata per Dall analisi chimica degli elementi maggiori, essa appare classificabile come fonolite (tav. LXXXIII, 1), termine evoluto particolare del suo chimismo è l alto rapporto K20/Na 20 (ca. 4). mm fino a confondersi con la pasta di fondo. della serie fortemente alcalina ad affinità potassica. Elemento la presenza di fenocristalli di leucite di varie dimensioni, da 5-6 di leucite visibili ad occhio nudo (tav. LXXXV, 1). nel campione En 16. caso (En21) grigio-viola, con evidenti fenocristalii feldspatici, ritrovati ad Entella. Sono otto lave fresche, di colore grigio, in un rosso arancio nel campione Eni (tav. CCCIII, 2), di colore nero si hanno leggere incrostazioni di minerali secondari: di colore nella maggioranza dei campioni tendenzialmente isorientati e di dimensioni fino a 7-8 mm; presentano una bollosità variabile, generalmente molto sviluppata. In rari casi sulle pareti delle bolle Si tratta del più numeroso gruppo di campioni tra quelli En2], En]2, En5, En]). Gruppo 3: mugeariti (campioni En27, En28, En6, En]6, LXXXV, 2), ha tessitura intergranulare ed è costituita da bacchet interstiziali di feldspato alcalino. zonature oscillanti e bordi spesso orlati da K-feldspato (tav. LXXXV, oscillante e dimensioni max. di ca. 2 mm, b) plagioclasio, con relativamente grandi (fino a 300 jmi). I cristalli di leucite più grandi mostrano numerosi inclusi di clinopirosseno e opachi. La massa di fondo, ben cristallizzata e a grana grossa (tav. bordi di K-feldspato, leucite, clinopirosseno, magnetite e piaghe di colore verde-beige, lievemente pleocroico, con evidente zonatura 2), c) ossidi opachi di forme anedrali, d) apatite in cristalli euedrali a) clinopirosseno egirinaugitico, generalmente anedrale o subedrale, altri fenocristalli, costituiti in ordine decrescente di abbondanza, da: te allungate di K-feldspato disposte a feltro, rari plagioclasi con 476 D. DANIELE

15 1), ovvero termini basici-intermedi della serie alcalina sodica (tav. in traccia. Tali lave sono classificabili come mugeariti (tav. LXXXIII, caratteristiche petrografiche, per un simile chimismo degli ele Essi sono assimilabili in uno stesso gruppo oltre che per le loro menti maggiori e soprattutto per un identico pattern degli elementi LXXXIII, 2); tutti i campioni sono ol-hy normativi (tab. 2). Il loro rapporto Na prodotti del tipico vulcanismo alcalino intraplacca (Schwarzer e Rogers, 1974). Gli elementi in traccia sono caratterizzati da conte intergranulare. I fenocristalli sono principalmente costituiti da plagioclasio (tav. LXXXV, 4): esso è generalmente euedrale con forme tabulari, presenta zonature oscillanti e, nei cristalli più patch zoning ). In quantità subordinata sono presenti olivina, clinopirosseno augitico e Ti-magnetite. L olivina è fresca, euedrale lievemente verdino-beige, di forme subedrali-anedrali e talora mostra lievi zonature; la Ti-magnetite è costituita da cristalli subedrali di forme subquadrate-arrotondate con dimensioni massi La pasta di fondo è costituita dagli stessi minerali più il minori dimensioni di quest ultimo. Hanno inoltre un chimismo limite del campo delle benmoreiti). feldspato alcalino; il clinopirosseno della pasta di fondo ha però maggiore ossidazione del Fe e un maggiore contenuto in Ti0 rispetto ai clinopirosseni dei fenocristalli. All interno di questo quadro generale i campioni En5 e Eni lievemente più evoluto rispetto la media del gruppo (Eni è al e di dimensioni fino a 1-2 mm; il clinopirosseno è di colore porfirica (I.P.=25-35%), con pasta di fondo olocristallina 7,5%; il Ti0 grandi, mostra talora segni di disequilibrio (tessiture a setaccio, 25%), per un maggior rapporto femici-plagioclasio e per le si differenziano leggermente per una minore porfiricità (I.P.= 15-2 nuti in Sr relativamente alti, compresi tra ppm. me di ca. 1 mm. In rari casi si osservano glomeroporfiri costituiti da plagioclasio e da cristalli arrotondati di olivina e clinopirosseno. In sezione sottile (tav. LXXXV, 3) mostrano una tessitura un colore lievemente più rosato, carattere che rispecchia una 2 è di Ca. 1,3-1,6, relativamente basso rispetto ai 20/K 20 è di ca. 2-2,5 e il contenuto in alcali di ca. il 6- STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 477

16 Gruppo 4: basalti alti in Ti0 probabilmente a differenti modalità di raffreddamento. Macroscopicamente hanno un aspetto assai fresco, una elementi maggiori ed in traccia, fanno parte di questo gruppo. bollosità molto sviluppata (bolle con dimensioni max. fino a 15 Due campioni, identici per composizione chimica degli Essi mostrano lievi differenze nei caratteri tessiturali, dovute 2 (campioni En 17, En18). (En 18). Mostrano una porfiricità medio-bassa con pochi fenocristalli di feldspato e rari piccoli femici visibili ad occhio coesione. Nel campione En18 si hanno delle incrostazioni biancastre che tappezzano le pareti delle bolle (tav. LXXXV, 5). basico e da un alto contenuto in TiO,. Esse sono classificabili come basalti debolmente alcalini o transizionali (tav. LXXXIII, mm, tav. LXXXV, 5) e un colore grigio (En17) o grigio scuro nudo. Sono entrambi costituiti da una lava con un alto grado di Le lave di questo gruppo sono caratterizzate da un chimismo fenocristalli sono costituiti in ordine di abbondanza decrescente da plagioclasio, olivina e clinopirosseno (Ti-augite). Il plagioclasio è presente in due generazioni, di cui la prima è rappresentata da grandi cristalli (fino a 6-7 mm) con forme anedrali, riassorbimenti vetrose e di cristalli di quenching, patch zoning ), e la seconda da cristalli di dimensioni più piccole (1-3 mm), forme euedrali tabulari abbondante e di forme euedrali o, talora, subedrali a causa di un notano inclusi di magnetite euedrale e qualche smescolamento di e evidenti strutture di instabilità (strutture a setaccio, inclusioni e una forte zonatura al bordo. L olivina è trasparente, relativamente intergranulare con porfiricità medio-bassa (I.P.=15-20%). I In sezione sottile hanno una tessitura olocristallina certo arrotondamento dei bordi; tuttavia, nel campione En 18 si opachi con forma dendritica all interno delle olivine più grandi e alcuni cristalli con anse da riassorbimento. Il clinopirosseno è di colore beige-rosato. talora lievemente zonato, e corrisponde ad una associato a strutture glomeroporfiriche insieme a raro plagioclasio. Ti-augite: esso è relativamente poco abbondante ed è spesso 1), ol-hy normativi (tab. 2), ad affinità sodica (tav. LXXXIII, 2). 478 D, DANIELE

17 La pasta di fondo, di dimensioni medio-grosse, è costituita da En25, En 14, En]3). variabile, le pareti delle bolle di queste lave (tav. LXXXVI, 1). Il campione Bnl 8 si differenzia per la pasta di fondo a grana di lava di colore variabile tra grigio e marrone-rossastro. L elemen in traccia, la presenza di cristalli secondari di cristobalite (determi Sei frammenti di macine sono costituiti da questo stesso tipo to caratterizzante di questo gruppo è, a parte il simile aspetto Gruppo 5. andesiti rossastre (campioni EniO, En]5, En22, microcristalli di plagioclasio disposti a feltro, nei cui interstizi si trovano clinopirosseno, opachi e subordinata olivina; gli ossidi opachi sono caratterizzati dalla coesistenza di ilmenite in cristalli allungati con la magnetite di forme subquadrate (tav. LXXXV, 6). più fine e più ricca in opachi (che rende la lava di un colore più scuro) e per un minore grado di porfiricità. petrografico e un comune chimismo sia degli elementi maggiori che nazione XRD con Camera Gandolfi) che incrostano, in quantità mm. Sulle pareti delle bolle dei campioni En22 e soprattutto Eni 5 di femici, soprattutto di clinopirosseno, di dimensioni fino a mm ma possono raggiungere anche gli 8 mm; la loro quantità Tali lave presentano una vescicolazione variamente svilup pata e con strutture viscose: le bolle hanno dimensioni medie di aumenta, in ordine crescente, dai campioni En25IEnl4, En22, En 10, En 15 a Eni 3. Ad occhio nudo sono visibili rari fenocristalli sono presenti incrostazioni fini di colore rosso e talora giallo. andesiti basaltiche della serie calcalcalina alta in potassio (HKCA). porfirica seriata e un alto indice di porfiricità (I.P.=40-50%). Tra i ortopirosseno. Il plagioclasio presenta cristalli euedrali tabulari, In sezione sottile risultano ipocristalline, con una tessitura da una composizione quarzo-normativa (qz = 5,8-11,4). intorno all unità (0,8-1,1), da un contenuto in SiO tra 55-58%, e Il loro chimismo è caratterizzato da un rapportok20/na 20 fenocristalli si ha plagioclasio, olivina, clinopirosseno e Chimicamente sono classificabili come andesiti o come STUDIO CHIMIC&-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 479

18 480 D. DANIELE spesso compenetrati e con forme abbastanza tozze: è di piccole dimensioni (fino a 400 im), frequentemente gerninato, relativa mente poco zonato e mostra evidenti tessiture a setaccio. L olivina si trova in piccoli cristalli di forme euedrali. subedrali e anedrali. In alcuni campioni è fortemente iddingsitizzata in altri meno: non è comunque mai fresca. Spesso presenta reazione con ortopirosseno o ha delle corone di reazione costituite da microliti di clinopirosseno (pigeonite?). Il clinopirosseno è incolore, manca di zonature ed è spesso geminato. L ortopirosseno costituisce frequentemente i nuclei di micro o fenocristalli con i bordi parzialmente sostituiti da clinopirosseno, spesso pigeonitico (tav. LXXXVI, 2; CCCIII, 3). La pasta di fondo (tav. LXXXVI, 3) ha una tessitura intersertale e risulta costituita dagli stessi minerali dei fenocristalli più magnetite e minutissimi ossidi e idrossidi di Fe, che conferi scono il colore rosso all intera roccia. Negli interstizi è infine presente un vetro di colore beige, parzialmente devetrificato. Vi sono poi due campioni (En 10 e En 15) che si discostano leggermente dalla descrizione di cui sopra in quanto presentano maggiore quantità di femici e il plagioclasio di più grandi dimen sioni (fino 2-3 mm). Gruppo 6: calcalcaline alte in K20 (campioni En3, En2). Questo gruppo è costituito da due campioni che nonostante presentino alcune differenze tra loro, sono accomunati da un simile pattern degli elementi in traccia. La comune provenienza di queste macine è inoltre confermata petrograficamente dal fatto che nel campione En3 è presente del mingling con una lava simile a En2 (tav. LXXXVI, 4). Si tratta di due lave grigie scure, fresche e con una vescicolazione poco sviluppata dalle bolle molto piccole. La loro consistenza appare piuttosto scarsa: il campione En2 in lare, risulta molto fragile e si sbriciola assai facilmente. Chimicamente sono classificabili come andesiti di una serie calcalcalina alta in potassio; il campione En2 è più evoluto e più arricchito in potassio e, nel diagramma di Peccerillo e Taylor partico

19 STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 481 (1976), cade quasi ai limite del campo delle trachiti (tav. LXXXIV, 1). Entrambi i campioni sono caratterizzati da un rapporto K20/ 20> 1, da composizioni fortemente quarzo-normative e da un Na rapporto Sr/Badi 1,25-1,30. In sezione sottile sono porfiriche e ipocristalline: entrambe sono caratterizzate dall avere un vetro di colore marrone chiaro beige nella pasta di fondo (tav. LXXXVI, 5-6). I fenocristalli (fino a 4-5 mm) sono costituiti da plagioclasio, clinopirosseno incolore o leggermente verdino e ortopirosseno. Essi hanno forme anedrali, inclusioni vetrose e mostrano tutti evidentissimi caratteri di insta bilità (tav. LXXXVII, 1-2); talora sono quasi completamente riassorbiti. Sono inoltre presenti, come minerali accessori, ossidi opachi e apatite (quest ultima in dimensioni e frequenza relativa mente grandi). Nella sezione sottile En3 è presente un grosso glomeroporfiro costituito da tutte le fasi presenti come fenocristallo più ossidi opachi e vetro. Glomeroporfiri più piccoli sono diffusi nelle sezioni di entrambi i campioni. La pasta di fondo ha tessitura tendenzialmente ialopilitica, è costituita da ortopirosseno dalle forme piuttosto allungate, clinopirosseno, plagioclasio, ossidi opachi, piaghe di feldspato alcalino e abbondante vetro. Il campione En3 si differenzia da En2 per una maggiore porfiricità (1.P.=50 in En3 e 30 in En2), corrispondente ad un maggior contenuto in minerali femici (pirosseni e opachi) e per avere una pasta di fondo molto più minuta con microliti di quenching non ben identificabili otticamente (tav. LXXXVI, 6), con strutture più marcatamente fluidali. Nel campione En3 è presente una porzione di una lava di natura identica ad En2, non ancora omogeneizzata nella matrice del magma includente (fenomeno di,ningling; tav. LXXXVI, 5). Gruppo 7. shoshon ire (campione En20). Solo una macina è costituita da questa lava, di aspetto molto fresco e colore grigio scuro-viola, molto bollosa, nella quale sono visibili abbondanti cristalli di pirosseno con dimensioni fino a 6

20 482 D. DANIELE mm e, in quantità subordinata, più piccoli fenocristalli di plagioclasio e olivina. Tale lava è classificabile come una shoshonite al limite del campo con le andesiti basaltiche alte in K (tav. LXXXIV, 1). Essa è chimicamente caratterizzata da un rapportok2oina lieve mente minore di 1, da un alto contenuto in Sr (1100 ppm) e da un chimismo sottosaturo con alto contenuto di diopside normativo (13,4%). In sezione sottile (tav. LXXX VII, 3) risulta olocristallina e mostra una tessitura porfirica seriata con un indice di porfiricità estremamente alto (LP.=50-60%). I fenocristalli più abbondanti (e di più grandi dimensioni) sono dei clinopirossni di colore verde intenso, con frequenti forme euedrali: i più grandi evidenziano zonature di colore oscillanti, geminazioni e inclusio ni di opachi. Di più piccole dimensioni (fino 1-1,5 mm) appare invece il plagioclasio, presente in due generazioni di fenocristalli: una costituita da cristalli euedrali con forme generalmente allun gate, poco zonati, con anelli di inclusioni vetrose e un altra da cristalli con forme più tondeggianti e irregolari, forti zonature, patch zoning, strutture a setaccio e evidenti segni di riassorbimento. Sono inoltre presenti microfenocristalli di olivina (fino a 500 im) e di magnetite (fino a 200 im): la prima euedrale, la seconda di forma arrotondata, spesso associata o inclusa nel clinopirosseno. La pasta di fondo ha tessitura intergranulare ed è costituita da un feltro di microcristalli allungati di plagioclasio, nei cui interstizi si trovano clinopirosseno, ossidi opachi, olivina e plaghe di feldspato alcalino. Sono inoltre presenti alcuni rari microliti di ematite e limonite di colore rosso. Gruppo 8: shoshonite-latite (campione En24). 2O Anche questo gruppo è costituito da un solo campione, di una lava grigio scuro-viola. Essa ha una vescicolazione poco sviluppa ta (=2-3 mm) ed è caratterizzata dalle presenza, nelle bolle, di lamelle di biotite idiomorfa, cresciuta nelle fasi finali di cristalliz zazione del magma (tav. CCCIII. 4). Ad un osservazione

21 STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 483 macroscopica del campione a mano, sono visibili grossi fenocristalli di pirosseno (ca. 4-6 mm) e qualche più piccolo cristallo di olivina. Si tratta di una lava classificabile come una shoshonite-latite (tav. LXXXIV, 1), ovvero un termine medio evoluto di una serie shoshonitica. Il suo rapporto K2OINa2O è di Ca. 1,4 e il contenuto di K20 è >4%. La sua composizione normativa è leggermente satura, con il 2,7% in quarzo. Il pattern degli elementi in traccia è caratterizzato dall avere Ba>Sr (rispettivamente 1369 e 794 ppm). In sezione sottile mostra una tessitura olocristallina porfirica (I.P.=30-40%), con una netta distinzione dimensionale tra fenocristalli e microliti della massa di fondo. I fenocristalli sono costituiti da clinopirosseno, plagioclasio, olivina, opachi e apatite. Sono inoltre frequenti glomeroporfiri di natura mineralogica varia bile: a) solo olivina, b) clinopirosseno e apatite, c) clinopirosseno e plagioclasio. Il clinopirosseno è di colore lievemente giallino, subedrale. con forme dai bordi arrotondati; spesso include o è associato ad apatite. In alcuni casi sono presenti alcuni grandi cristalli con sfaldatura molto regolare e fitta che sembrano appar tenere ad un altra generazione. Il plagioclasio, di dimensioni variabili tra i e 2 mm, è euedrale, presenta forme tabulari con frequenti compenetrazioni ed è poco zonato. L olivina (tav. LXXXVII, 4) ha forme tondeggianti o subedrali ed è spesso parte dei glomeroporfiri; talora è lievemente iddingsitizzata sui bordi. Gli opachi sono tondeggianti o lobati e hanno dimensioni fino ad i mm. L apatite, relativamente abbondante sia in sezioni allungate che basali, mostra forme euedrali e un colore lievemente bruno a causa di piccole inclusioni polverose (tav. LXXXVII, 4); essa è presente soprattutto associata al clinopirosseno o nei glomeroporfiri. La biotite è invece un minerale accessorio, visibile in grandi cristalli perfettamente euedrali e non alterati che si trovano ai bordi dei vacuoli. La pasta di fondo ha una tessitura pilotassitica, con microliti allungati di plagioclasio orientati in strutture leggermente fluidali. In posizione interstiziale sono presenti clinopirosseno, magnetite, plagioclasio. feldspato alcalino (determinazione EDS-SEM) ed infine biotite.

22 484 D. DANIELE Gruppo 9: latiti rossastre (ca,npioni En]9, En23). A questo gruppo appartengono due lave di colore grigio scuro-viola che presentano una vescicolazione relativamente fine con piccole bolle di forma allungata e alcune strutture indicative di una viscosità alta (rimaneggiamenti di brandelli della stessa lava con strutture differenti). Si tratta di lave fresche e debolmente porfiriche: all osserva zione del campione a mano si individuano infatti solo piccoli fenocristalli di clinopirosseno. Il loro chimismo permette di inquadrarle in una serie alcalina ad affinità potassica (KS), e più precisamente come termini latitici. Nonostante presentino un chimismo degli elementi mag giori e un pattern degli elementi in traccia del tutto simile, si evidenzia una variazione relativamente importante del rapporto K20/Na20 che varia da 1,1 a 1,25. Il K20 è in entrambi i casi> 4,5%. Gli elementi in traccia sono caratterizzati da un rapporto Sr/Ba di ca. 1.6, con contenuti assoluti di Sr=1230 ppm. In sezione sottile (tav. LXXXVII, 5) appaiono debolmente porfiriche (I.P.=15%), olocristalline, con una struttura legger mente orientata. In alcune zone del campione En 19 sono evidenti fenomeni di mingling (tav. LXXXVII. 6). I fenocristalli sono costituiti in ordine decrescente da clinopirosseno, plagioclasio e olivina. Sono inoltre presenti ossidi e rara apatite come minerali accessori. Il clinopirosseno è di colore verdino, generalmente euedrale, con forme spesso molto allungate dovute a una rapida crescita (tav. LXXXVIII, 1). Le sue dimensioni sono variabili da ca. 3 mm fino ai microliti della pasta di fondo. Si presenta spesso privo di zonature o con leggere zonature oscillanti. Il plagioclasio è di forme subedrali, zonato e con accentuate forme di riassorbimento e di instabilità. L olivina, incolore e fresca, ha forme arrotondate o lobate (di riassorbimento?), raramente è euedrale. Sono inoltre presenti anche glomeroporfiri costituiti dagli stessi minerali dei fenocristalli e degli accessori. La pasta di fondo ha una tessitura pilotassitica, con microliti allungati di feldspato alcalino e di plagioclasio, nei cui interstizi

23 STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 485 si trovano clinopirosseno e ossidi opachi. Dove si osservano i fenomeni di iningling si ha una pasta di fondo senza feldspato alcalino e molto più scura (tav. LXXVIII, 6), a causa di una più abbondante cristallizzazione di piccolissimi microliti di magnetite. Gruppo 10: andesite basaltica a tendenza tholeiitica (cam pione En]]). Una sola macina è costituita dalla lava descritta in questo gruppo. Macroscopicamente si tratta di un materiale grigio scuroviola, con una vescicolazione molto sviluppata e dei grossi fenocristalli di plagioclasio (5-7 mm). Ad occhio nudo sono inoltre visibili delle olivine, più piccole (1-2 mm), completamen te iddingsitizzate. Chimicamente tale roccia è classificabile come andesite basaltica, appartenente ad una serie subalcalina a tendenza tholeiitica: il rapporto Na totale in alcali è di ca. 4,5% e la roccia risulta lievemente sovrasatura (1,5% di quarzo normativo). Altri tratti del chimismo sono un contenuto in Ti0 ppm) piuttosto basso. In sezione sottile appare ipocristallina, porfirica (I.P.=25%), con una pasta di fondo assai grossolana. Molto frequenti sono microxenoliti clinopirossenitici a tessiture coarse (Harte, 1977), tipici delle cumuliti. Tra i fenocristalli si ha plagioclasio e olivina. Il plagioclasio si presenta euedrale, lievemente zonato e poco geminato. L olivina, di forme anch essa euedrali, è profondamente iddingsitizzata e solo in rari casi presenta un nucleo fresco incolore. Il clinopirosseno è presente esclusivamente nei microxenoliti o come xenocristallo: è senza zonature, ha forme anedrali e mostra frequentemente strutture pirometamorfiche (bordi riassorbiti e inclusioni vetrose). Incluso in tali xenoliti si osserva anche qualche cristallo di ortopirosseno: esso è spesso presente solo come nucleo in reazione con il clinopirosseno (tav. CCCIII, 20/K 20 è assai alto (ca. 4), il contenuto 2 (2%) relativamente alto, e in Ba (274

24 486 D, DANIELE 5). La pasta di fondo (tav. LXXXVIII, 2), a grana assai grossa, ha tessitura intersertale. con cristalli di plagioclasio (fino a 350 pm in lunghezza) disposti a feltro, negli interstizi dei quali si trovano clinopirosseno (60-70 jim), olivina iddingsitizzata (30-40 jim), ossidi opachi e vetro. Gli ossidi opachi risultano costituiti da magnetite in coesistenza con ilmenite. Il vetro, piuttosto scarso, ha un colore marrone e al suo interno si scorgono minu tissimi cristalliti di quenching. Gruppo 11: basalto alterato (campione En29). A quest ultimo gruppo appartiene una sola macina costituita da una lava grigio scura, con una vescicolazione poco sviluppata, nella quale sono presenti abbondanti concrezioni di calcite botroidale (tav. CCCIII, 6) che, in alcuni casi. occlude totalmente le bolle. E inoltre ben visibile un evidente alterazione dei grossi (generalmente 4-5 mm, in alcuni casi 7 mm) fenocristalli di olivina (tav. CCCIII, 6) Dati questi caratteri macroscopici, l analisi chimica non può essere ritenuta affidabile: infatti, la mineralizzazione di calcite ha influito sul contenuto in Ca, che risulta indubbiamente sovrastirnato, e l alterazione potrebbe aver causato la mobilizzazione e 1 allonta namento di alcuni elementi. Nonostante ciò è possibile ancora cogliere alcuni tratti fondamentali del chimismo: si tratta di una roccia basica, inquadrabile come basalto o, più probabilmente (ricalcolando l eccesso di Ca), hawaiite, caratterizzata da un con tenuto in Ti0 2 relativamente modesto In sezione sottile risulta olocristallina, porfirica (I.P.=50%). Tra i fenocristalli l olivina è la più abbondante, seguita da plagioclasio e da subordinato clinopirosseno. L olivina presenta forme euedrali ed è completamente alterata in serpentino e magnetite (tav. LXXXVIII, 3), associati localmente ad ossidi ed idrossidi di colore giallo-arancio, calcite e fillosilicati di varia natura. Il plagioclasio, di dimensioni variabili (fino 3-4 mm), mostra invece forme anedrali; sono evidenti riassorbimenti e 2.

25 strutture a setaccio con inclusioni vetrose e di calcite secondaria seguito discussi attraverso il confronto con i dati relativi alle lave La pasta di fondo ha tessitura pilotassitica ed è costituita da microliti di plagioclasio orientati in strutture fluidali, clinopirosseno come calcite, ossidi ed idrossidi di ferro, particolarmente abbon strutturale in cui più intensi sono i processi di alterazione. Come già nei lavori di Williams-Thorpe (1988) e di Williams Thorpe e Thorpe (1993) per i confronti è stato considerato soprat quanto le lave più antiche hanno raramente un aspetto fresco e si presentano tipicamente alterate, ricristallizzate o con le cavità riempite da minerali secondari, caratteri che rendono la roccia I dati presentati nel capitolo precedente verranno qui di 4. Discussione sulla provenienza e magnetite. Sono inoltre presenti microliti di minerali secondari pronunciata zonatura oscillante. incolore-lievemente beige e presenta alcuni cristalli con una materiale delle macine di Entella. (tav. LXXXVIII, 4). Il clinopirosseno è anedrale o subedrale, danti intorno alle bolle e lungo alcune superfici di debolezza tutto il vulcanismo cenozoico recente (dall Oligocene in poi), in meno adatta per la macinatura. A parte un caso, En29, tutte le dieci gruppi di lave su undici si è riconosciuta una sicura prove italiana e dell Egeo, tralasciando l analisi delle zone della costa marocchina e del Mediterraneo orientale (Anatolia centrale e macine di Entella sono infatti costituite da lave molto fresche. orientale, Siria, Israele, Egitto, etc.). Tale scelta è risultata dalla Questa ipotesi di lavoro è stata poi confermata dal fatto che per necessità di restringere il campo di indagine e dalla scarsa probabilità che le macine di Entella provengano da così lontano. te le aree vulcaniche del Mediterraneo occidentale, della penisola Per quanto riguarda i limiti geografici, sono state considera più verosimilmente candidate ad essere state la sorgente del Le maggiori difficoltà incontrate nella discussione dei dati nienza dalle aree considerate. STUDIO CHIMICO-PETROGRAFICO DELLA MACINE DA ENTELLA 487