Caratterizzazione dei fillosilicati argillosi in un terrazzo fluvioglaciale di Torrazza Piemonte, Italia

The singlacial Riss lake sediments from Torrazza Piemonte, characterized by four dark-coloured layers, were studied by X-ray diffraction (XRD). The < 2 mm fraction was dominated by quartz, followed by feldspars, 14 and 7 Å phyllosilicates, amphiboles, micas, and opal-C. The concretions, separeted from the sediments, had the same mineral composition and they seem to be a simple aggregation of < 2 mm fraction minerals, probably cemented by silica and/or iron oxides. The same mineral groups were found into the clay fraction, but with different abundance ratios: the 14 and 7 Å phyllosilicates were dominant; also quartz, micas and goethite were found in all samples, but in low amount. Feldspars and opal-C were found only in some samples. XRD analysis of oriented clay mineral aggregates showed that discrete phyllosilicates as mica, kaolinite and vermiculite were present in all samples, while chlorite and smectite only in some of them. Hydroxy-interlayered vermiculite was almost always present. In all samples were observed irregular mixed layers R0 kaolinite/mica and R0 mica/14 Å phyllosilicates, while the regular R1 mica/14 Å phyllosilicates only in some of them. The weathering index, calculated from ratio of 060 reflection areas of dioctahedral and trioctahedral phyllosilicates, showed that weathering process were more intense within profile's deeper layers, indicating a reverse trend respect of the common surface weathering profiles. This trend was also confirmed by the Fed/Fet ratio which is a soil weathering index. According to the variation of clay fraction percentage along the profile, the samples were divided into 4 different groups, each characterized by a basal dark-coloured layer with maximum clay content, followed by upper layers having lower clay content. These groups may correspond to subsequent cycles of lake sedimentation, possibly due to changes in the water supply system of the lake basin and to associated tectonic movements. According to this model each sedimentation cycle would begin with the deposition of sediments forming the dark-coloured layers. This hypothesis may also explain the maximum of organic carbon content of each coloured layer. The weathering indexes and particle size distribution may support a sedimentation process of the finest materials at the beginning of each cycle. These materials may result by weathering in lake as well as in surface river system. The sequence of mineral transformations along the profile may be therefore attributed to pre- and sindepositional processes, including the contribution of postdepositional processes, caused by groundwater dynamic and alteration in surface conditions. The hypothesis of all these processes led a discussion on the application of weathering profile concept to the Torrazza sediments. Weathering involves both soil weathering and sedimentary weathering, the last one occurring during transportation, deposition and diagenesis processes. According to this concept, Torrazza's profile may be better defined as a geopedological profile.

Oggetto di questo studio è un profilo di sedimenti lacustri singlaciali Riss a Torrazza Piemonte, caratterizzato dalla presenza di quattro bande scure. Sono state condotte analisi diffrattometriche a raggi X: analisi qualitativa di polveri della terra fine, della frazione argillosa e delle concrezioni e analisi su aggregati orientati per l'identificazione e caratterizzazione dei fillosilicati argillosi. La terra fine è costituita da quarzo, feldspati, fillosilicati a 14 e 7 Å, anfiboli, miche e opale-C. Le concrezioni sembrano essere aggregati dei minerali della terra fine, cementati probabilmente dalla silice e/o ossidi di ferro. Nella frazione argillosa sono presenti gli stessi gruppi minerali, ma con rapporti diversi di abbondanza. I minerali argillosi dominanti sono i fillosilicati a 14 e 7 Å; il quarzo continua a essere presente, ma in quantità minore, così come la goethite e le miche. I feldspati e l'opale-C compaiono in alcuni campioni. I fillosilicati discreti sono rappresentati da miche, caoliniti e vermiculiti, mentre le cloriti e le smectiti compaiono solo in alcuni campioni. I minerali idrossi-interstratificati sono, invece, quasi sempre presenti. Tra i fillosilicati interstratificati, in tutti i campioni sono presenti le interstratificazioni irregolari caolinite/mica e mica/fillosilicati 14 Å, mentre l'interstratificazione regolare mica/vermiculite risulta assente in due campioni. L'indice di alterazione, espresso dal rapporto delle aree dei picchi 060 dei fillosilicati argillosi diottaedrici e triottaedrici, mostra che l'alterazione è stata più intensa nelle zone più profonde del profilo, descrivendo un andamento inverso rispetto ai classici profili di alterazione superficiale. Tale indice di alterazione è confermato anche dal rapporto Fed/Fet. In base alla variazione della percentuale di argilla lungo il profilo, i campioni sono stati suddivisi in 4 gruppi distintivi, ciascuno dei quali caratterizzato dalla presenza di una banda scura e dai sovrastanti sedimenti con percentuale di argilla decrescente. I 4 gruppi di campioni identificati potrebbero corrispondere a cicli successivi di sedimentazione lacustre, riconducibili a cambiamenti del regime idrico di alimentazione del bacino lacustre e possibilmente associati a movimenti tettonici. Ogni ciclo di sedimentazione sarebbe quindi iniziato con la deposizione dei sedimenti delle bande scure, ipotesi che potrebbe spiegare in questo modo anche il loro maggior contenuto di carbonio organico. Gli indici di alterazione e i dati granulometrici potrebbero indicare un processo sedimentativo secondo il quale all'inizio di ogni ciclo si sarebbero sedimentati i materiali più fini, risultati dall'alterazione avvenuta sia nel bacino lacustre sia nel sistema fluviale superficiale. La successione delle trasformazioni minerali avvenute lungo il profilo può essere così attribuita a processi pre- e sindeposizionali, non escludendo il contributo di quelli postdeposizionali, generati sia dalla dinamica delle falde sia dall'alterazione in condizioni di superficie. La sovrapposizione di tutti questi processi ha indotto una discussione in merito all'applicazione del concetto di profilo di alterazione ai sedimenti di Torrazza, includendo nel concetto di alterazione sia l'alterazione superficiale sia quella sedimentaria, avvenuta nei sistemi di trasporto, deposizione e diagenesi. Secondo questo concetto, il profilo di Torrazza può quindi essere meglio definito come profilo geopedologico.