Attività di Ricerca

Alfredo Caggianelli ha svolto parte cospicua dell'attività di ricerca sulla geologia del basamento cristallino della Calabria.

Le metodologie impiegate sono quelle tipiche della petrologia, della geologia del cristallino e della geochimica.

I principali temi investigati sono:

composizione e struttura della crosta continentale esposta nella Sila e nelle Serre;
composizione, struttura e livello di intrusione dei granitoidi tardo ercinici della Calabria;
modelli della perturbazione termica e reologica indotta dall'intrusione dei granitoidi nella crosta continentale;
analisi strutturale e petrologica di zone di taglio in Calabria;
percorsi di esumazione della crosta continentale ercinica esposta in Calabria.

I risultati di queste ricerche forniscono contributi utili a definire natura ed evoluzione della crosta continentale.

Non sono comuni i contesti geologici in cui è possibile esaminare direttamente sugli affioramenti sezioni crostali dai livelli più profondi sino a livelli prossimi alla superficie. Le sezioni esposte nelle Serre e nella Sila sono spesse più di 20 km e rappresentano un'opportunità straordinaria per lo studio dell'evoluzione crostale e per la taratura dei modelli petrologici e geofisici.

Una parte rilevante delle sezioni crostali, per spessori anche maggiori di 10 km, e' costituita da rocce granitoidi tardo-Carbonifere con composizione variabile da tonalite a leucogranito.

Attraverso la messa a punto di modelli numerici è quantificabile l'apporto di calore determinato dalla risalita dei magmi granitoidi nella crosta continentale della Calabria.

La stima della conseguente perturbazione termica consente di apprezzare l'influenza dei magmi sul metamorfismo di bassa pressione nelle rocce sovrastanti e sottostanti le intrusioni, sino a determinare la fusione parziale della crosta inferiore.

L'inserimento nei modelli termici delle informazioni relative all'evoluzione tettonica consente di riprodurre i percorsi P-T a diversi livelli crostali.

Lo studio dei granitoidi sin-tettonici e delle zone di taglio sviluppate durante l'orogenesi ercinica riveste particolare interesse per decifrare le relazioni tra magmatismo e tettonica e per individuare i meccanismi che hanno consentito la creazione dello spazio necessario ad ospitare i graniti nella crosta continentale. E' inoltre utile per l'analisi della deformazione dei magmi durante la cristallizzazione ed il raffreddamento attraverso le principali soglie reologiche.

Zone di taglio Terziarie sono talvolta localizzate in zone di debolezza della crosta continentale, a contatto tra granitoidi e basamento metamorfico o in corrispondenza di livelli di marmi a silicati di calcio. Il riconoscimento di un'importante zona di taglio eocenica presso lo scoglio dell'Ulivarella nel territorio di Palmi (RC) ha rivelato una dominante componente trascorrente sinistra e potrebbe risultare interessante per le ricostruzioni geologiche dell'area mediterranea (Prosser et al., 2003).

Tra gli episodi deformativi più recenti (Oligomiocenici), sono state analizzate le zone di faglia iniettate da vene di pseudotachilite. La fusione per frizione delle rocce in prossimita' del piano di scorrimento e' stata modellizzata da Salvatore De Lorenzo con approccio misto analitico-numerico. In tal modo temperature superiori a 1450 °C sono state simulate a distanza di un mm dal piano di faglia per scorrimenti di pochi centimetri.

Le ricerche sulla geologia della Calabria sono state svolte in collaborazione con studiosi dell'Università della Basilicata, Università di Bologna, Università di Padova, Università di Pavia e Università di Bari e del CNR di Pisa nell'ambito di progetti PRIN confinanziati dal MIUR (1997, 1999, 2001, 2004, 2007) e progetti finanziati dall'Ateneo barese (2001-2012).

In tempi più recenti, l'attività di ricerca è stata svolta su granitoidi Neogenici della Toscana. Per il plutone del Monte Capanne (Isola d'Elba), è stato messo a punto un modello termo-reologico, utile per descrivere la storia termica del granito e delle rocce incassanti e per circoscrivere le cause del suo scoperchiamento.

La storia dei granitoidi neogenici della Toscana, progressivamente più giovani dall'area tirrenica verso l'interno della regione, secondo una direzione WSW - NNE, appare molto simile. Di particolare interesse è l'esumazione finale che appare relativamente rapida (anche dell'ordine di 5 mm/yr) e localizzata, quindi determinata dalla perturbazione termo-meccanica prodotta dagli stessi corpi granitici.

Temi di ricerca diversi riguardano lo studio delle vulcanoclastiti intercalate nei depositi neogenici dell'Appennino Meridionale, la geochimica delle argille ed infine la geochimica di gabbri e plagiograniti di un complesso ofiolitico del Pakistan.

I risultati delle ricerche sono pubblicati in 80 articoli, di cui 54 su riviste internazionali (ISI).