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Comunicazione pu""ntMa al CongulISO SIMP di Cagliari II 16 ottobu 1981

IL «GRANITO DI BRUSIO" (VAL POSCHIAVO - SVIZZERA):CARATTERIZZAZIONI CHIMICHE. PETROLOGICHE

E RADIOMETRICHE

ATTILIO BORI ANI, GIANLUIGI TRAVERSIIstituto di Mineralogia, Petrografia e Geochimica dell'Università degli Studi, Via Botticelli 23, 201H Milano

ALDO DEL MOROIstituto di Geocronologia e Geochimica lsotopi<:a dci C.N.R., Via Cardinal Maffi 36, 56100 Pisa

ADALBERTO NOTARPIETROCentro di Studio per la Srratigr. e Petrogr. delle Alpi Centrali del CN.R., Via Botticelli 23, 20lH Milano

RIASSUNTO. - 11 Granito di Brusio è un picroloolutone di circa Il km' compreso nel Cristallinodc! Bernina (Austroalpino inferiore). Su 38 camopioni sono stati determinati gli elementi maggiorioltre a Sr, Rb, Ba, Ni, Cr, Zr e Y. La composi­zione è principalmente granodioriti<:a; la paragenesioriginaria (biotite - orneblenda . plagiodasio .K-fcldspato • quarzo) è parzialmente mascherata dauna paragencsi alpina di basso grado (dorite . ani­nolite - albite ripiena/albite a scacchiera· quano).L'aureola di COntanO è completamente cancellatadalla tettoniuazione e dal metamorfismo retrogrado.Un'indagine preliminare condotta col metodo Rb-Srsu roccia totale e minerali separati suggerisce l'ideadi un'età prealpina di intrusione del Granito diBrusio; gli squilibri isotopici emersi sono da ami­buire alla perdita più o meno abbondante di Srradiogeni<:o, indotta dal metamornsmo alpino e daglieventi tettonici.

ABSTRACT. - The Brusio «granite. is a smallnluton (around Il km') comprised in the Cristal·lino del Bernina (lower Austroolpine). Major ele·mems as well as Sr, Rb, aa, Ni, Cr, Zr e Y weredetermined on 38 samples. The composition ismostly granooioritic; the originai assemblage (bio­tite . horneblende . plagioclase - K-feldspar - quartz)is partly overprinled by an alpine low grade meta·morpnic asscmblage (chlorite . actinolite ... gefiilltealbit »/chess.board albite - quartz). The contactaureole is completely cancelled by the tectonizationand retrogressive/melamorphism. A pre1iminary [a­diometri<: (Rb-Sr) survey on whole rock and mineraiseparates supports tnc idea of a prealpine age ofintrusion of the «Brusio granite l>; isotopic disc­quilibria can be attributed to a more or less com·Diete loss of radiogenic Sr during tne alpine meta·morpnism, and tne oorre1ated tcetonic events.

Introduzione

Il « Granito di Brusio» fa parte del « Cri­stallino del Bernina» ed è strutturalmentecompreso nelle unità inferiori del dominioaustridico. Ha un'estensione di circa Il km2

ed una forma allungata in direzione est-ovest(fig. 1). La massa intrusiva è costituita prin­cipalmente da una granodiorite biotitico·an­fibolica a grana media, in cui le lamine dimica scura spiccano, per le maggiori dimen­sioni, sulla porzione quarzoso-plagioclasica.La tessitura è massiccia ma diviene orien·tata in corrispondenza delle zone marginalidel plutone e di alcune facies catadastiche.Gli affioramenti sono compresi tra i 600 ei 2100 metri, e danno luogo, per effetto diazioni erosive e tenoniche ad imponenti pa­reti subverticali strapiombanti sugli abitatidi Brusio e Campascio. Non sono stati osser­vati fenomeni attribuibili al metamorfismodi contatto essendo quest'ultimo mascheratoda un'intensa tettonizzazione.

I primi studi geologici sull'area Grigionide­Valtellinese risalgono a THEOBALD (1864) eSALOMON (1896); successivamente vi dedi­carono importanti lavori STAUB, CoRNELIUSe CoRNELIUS·FuRLANI nel periodo 1915­1960. Gli ultimi lavori di STAUB (1963·64)furono pubblicati postumi e da allora que­ste zone non sono più state oggetto di studi

98 A. BORI .... NI, G. TRAVERSI, A. DEL MORO, A. NOTARPIETRO

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Fig. L _ Il Granilo di Brusio e gli altri principali corpi inlfUsivi dell'aha Valtellina. - l) «Falda ..Margna (Pennidico sup./AuStroalpino inU); 2) .Falda~ &Ila (Aumoalpino inf.); J) Unid, aumi­diche inferiori; 4) Unili aumidiche medie e/o meciio-superiori; 5) Unità aumidiche superiori; 6) Inlru­sivi acidi; 7) Intrusivi basici; 8) Sudalpino; 9) Faglie e sovrascorrimenti; IO) Confine di Slalo_ ­BE = Bernina; CL = Cadot; CV = Oma Venk; GR = Ome di Grom; CV = Val Viola; MC = Mal­taciul; MP = MOllO Papno; MR = Murasdola; M5 = Masuccio; AlT = Motla; PB = Pizzo Bianco;SD = Sondalo; SR = Serollini; TR = Tremoncdli; VF = Val Ferrala; VG = Vemup; VR = Varadega.Resvcrde.

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F"ig. 2. - Schizzo geQ-struttunole scmpli6aIO del Gnonito di Brusio. _ AII'eslmnità del lato deuro cam­pare: una pane del Granilo di Val Fernotl. I) .. Falcia. Margna; 2) .. Falda. Se1la; J) Cristallino delBernini (Formnione di Velli Ron, e, I pallini, Membro del Piz Saregio, aUCI.); 4) Gneiss del M. Tonate;S) Formazione di Valle Grosinl; 6) InlfUsivi lcidi; 7) Faglie e sovrascorrimenti; 8) Confine di StltO. ­Gli ISIer1schi indicano le zone di provenienza dci campioni datati. I numeri indicano le età in m.l. chesono stlte ottenute con isocrone a due punti: biotile + roccia fOllie corrispondente.

geologici sistematici. La carenza di dati ci haquindi spinto a indirizzare le nostre ricerchein questo setlore di grande interesse per lageologia dclla Valtellina.

Il «Granito di Brusio» è in massimaparte compreso entro metamorfici costituiteda micascisti, gneiss minuti muscovitico-clo­ritici, talora quarzitici, e limitatamente meta­basiti e gneiss minuti biotitici (Formazionedi Vetta Ron). Talora sono anche presentigneiss occhiadini e gneiss listati a K.feldspa­to mU5Covitico-doritici a grana grossolanageneralmente sotto forma di corpi stratoidi(Membro del Pa Sareggio) (6g. 2). La sci­stosità presenta un'inclinazione di 30°-400con immersione verso ENE negli affioramentisituati sulla' sinistra orografica, mentre perquelli di destra l'immersione tende più mar-

catamene verso est, rimanendo pressocchè imomutata la pendenza.

A contatto con J'intrusivo sono generaI.mente presenti fasce milonitiche di ampiezzavariabile da alcuni metri fino a qualche de­cina. In taluni punti il Granito di Brusioviene in contatto tettonico con la Forma­zione degli Gneiss del M. Tonale, rappre­sentata qui da paragneiss a due michc, pre·valentemente biotitici, a grana grossa e sci­stosi, con pegmatiti, contenentc localmentepiccoli corpi intrusivi.

Il «Cristallino del Bernina .., di cui faparte il «Granito di Brusio., è costituitoda rocce intrusive e metamorfiche, ricoperteda sedimenti pe:rmo-mesozoici. Tutte le roccedi questa unità sono interessate da un meta·morfismo alpino di basso grado, rosicchè: le

100 A. 8ORIANI, G. TRAVERSI, A. DEL MORO, A. NOTARPIETRO

Fig. 3. - Confronto Silice/AIClli. - • = ClImpionidi Granito di Brusio; O = valore medio del Gra·nito di Brusio; 6. = Granexlioriti della .. FaldaSella JO; 4 = Graniti della «Falda Sella.; I!l = Gra·niti della scaglia Bernina s.s.; <> = Graniti dellascaglia Err·Corvatsch.

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Studio pelrochimico

Sono stati analizzati 38 campioni dei qua­li sono stati determinati gli elementi mag­giori e Sr, Rb, Ba, Ni, Cr, Zr e Y.

l caratteri del chimismo messo in eviden­za da queste rocce (tab. l, 2, 3) indicanoun'alcalinità intermedia con K~ generai.mente maggiore di Na~. Come si può osser­vare dalla figura 3 la distribuzione dei cam­pioni esaminati si dimostra coerente conquella di una serie calalcalina: solo alcunicampioni cadono infatti al di SOltO della

tana nucleo ortitico. La clorite è presentecome prodotto di trasformazione della bio­tite. La calcile appare in piaghe e più limi­tatamente come materiale di cementazionedi piccole fratture. Sono inoltre presentititanile, leucoxeno, ruti/o, apalile e zircone.

Quarzo e albite appartenenti a generazio­ni distinte, il plagioclasio che, quasi comple­tamente trasformato in albite, conserva lacomposizione originale solo in qualche re­litto, il K-feldspato quasi interamente sosti­tuito da albite a scacchiera, la biotite tra­sformata in clorite, i diffusi relitti di anfibolopleocroico, l'aspetto generalmente relitto diminerali e strutture primarie e le intense de­formazioni che mascherano i contatti con laroccia incassante, indicano che le rocce in­trusive che costituiscono il « Granito di Bru·sia» hanno risentito dell'azione congiuntadi tettonica e metamor6smo. Le condizionidi tale evento metamorfico di basso grado,riferibile al ciclo alpino, sono deducibilidall'associazione albite, epidoto-tremolite-at­tinolite.

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Studio pelrogrllfico

Le osservazioni microscopiche hanno per­messo di definire i seguenti caratteri. La strut·tura è di tipo granulare ipidiomorfa passantea granoblastka. Come si è già detto la tes­situra, solitamente massiccia assume una de­bole orientazione lungo le fasce periferichedel plutone. Tra i minerali principali ilquarzo è il più abbondante e si presenta siain grossi individui che in piccoli granuli conbordi suturali di chiara ricristallizzazione sin­metamorfica. L'albite è molto diffusa c sipresenta in grossi individui con al nucleoaggregati di sericite e saussurite, con i clas­sici caratteri dell'albite ripiena. Su alcuni re­litti di plagioclasio è stata determinata unacomposizione di 15 % An. L'albite è pre­sente anche in piccoli individui, limpida congeminazione a scacchiera, derivante dalla tra­sformazione dell'originario feldspato alcali·no. La biolitt compare sia in idioblasti diaspetto integro o quasi completamente tra·sformata in clorite, titanite ed epidotO. Con­tiene spesso rutilo sagenitico. Presenta fre­quenti rapporti di sostituzione e concresci­mento con l'anfibolo. L'anfibolo è semprepresente: è apleocroico con abito aciculareallungato, isolato o in associazioni nemato­blastiche. Frequenti sono anche individui re·lini caratterizzati da debole pleocroismo. Icaratleri ottici indicano la presenza di ome­blenda, relitta, e termini della serie tremoIite­attinolite.

Gli epidoli sono molto diffusi, compaionosia isolati sia in sciami e corrispondono perlo più a termini clinozoisitici: talora presen-

plutoniti appartenenti alla «Falda Bernina.sono stale considerate prealpine essendo statecoinvolte nel diastro6smo alpino. La loroattribuzione a episodi magmatici tardo-erci­nici si basa su rilievi di Stsub, che a La Dia­volezza segnala corpi pluwnici entro i se­dimenti del Carbonifero. In letteratura(STAUB, 191.5) sono citate due distinte seriemagmatiche all'inlerno della «Falda Berni·na l'. La più diffusa è una serie « banatitico­quarzomonzonitica. a composizione calcal­calina c~ forma le plutoniti dell'Err-Cor­vatsch e dello ]ulierj subordinata a questaè presente una sequenza di alcalisieniti ealcaligranili a tendenza polassica.

IL «GRANITO DI BRUSIO» (VAL POSCHIAVO - SVIZZERA)

TABELLA 1Granito di Brurio - Val Porchiavo (Svizzera)

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* Le coordinete si riferiscono al Foglio 1298 .. Lago di Poschiavo" della Carta nazionale Svizzera,scala l; 25.000.

TABELLA 2

Granito di Brurio - Val Poschiavo (Svizzera)

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\02 A. BORIANt, G. TRAVERSI, A. DEL MORO, A. NOTARPIETRO

TABELLA 3Granito di Brusio - Val Poschiavo (Svizzera)

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linea A' di Kuno. Nei diagrammi degli ele­menti maggiori sono stati inseriti anche puntirappresentativi di analisi tratte dalla lettera­tura (<<Chem. Schw. Gest. An.», in D'AMICO,1974) relativi a rocce intrusive delle «sca·glie» Bernina s.s., Err e Sella.

Rispetto al contenuto di silice le rocce inesame si dimostrano relativamente omogeneepoichè ad eccezione di alcuni campioni, esserisultano possedere tra il 61 e il 64 ro diSiO~. La percentuale di Ab03 sempre mag­giore di Na20 + K~O, attribuisce a questerocce carattere peralluminoso. Il contenutodegli alcali è del tutto simile a quello degliintrusivi della «scaglia» Sella (graniti egranodiori[i) mentre è nettamente inferioreai graniti della «scaglia» Err e della «sca­glia» Bernina s.s.

La distribuzione degli ossidi dei pnnCl­pali elementi maggiori riferiti all'indice diLarsen (6g. 4) mostra andamenti lineari ti­pici di rocce ad acidità intermedia; solo nelcaso di Na20 alcuni campioni si separanodal gruppo principale per un più basso con­tenuto rispetto alla media. Il quadro risul-

tante da queste relazioni presenta carattericoerenti con quelli di una differenziazionemagmatica.

Il chimismo di tutte le plutoniti diagram­mate dimostra di essere compatibile con untrend evolutivo unico, comprensivo del« Granito di Brusio », granodioriti e granitidella «scaglia» Sella e dei graniti della« scaglia» Bernina s.s. Questa tendenzaemerge anche dal diagramma AFM (6g. 5)dove le masse dell 'Err e del Bernina corri­spondono ai termini più acidi lungo l'alli­neamento che rappresenta il proseguimentoideale della differenziazione, all'inçirca sul­l'asse che esprime la costanza del rapportoferro/magnesio.

È interessante notare inoltre la stretta vi.cinanza dei punti che esprimono le compo­SIZIOni medie del «Granito di Brusio» edella granodiorite della «scaglia» Sella. Lamedia dei graniti appartenenti a quest'ultimaunità assume invece una posizione distintaper il più basso contenuto di ferro totale.

All'interno del diagramma FeM-Alk-CaO(fig. 5) s\ vede che il rapporto FeM/CaO

IL «GRANITO DI BRUSIO» (VAL PQSCHIAVQ - SVIZZERA) IOl

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5 m " 20 O

Fig. 4. _ Relazioni tra Indice di Larsen/ossidi. _ Per i simboli come la figura precedente. Le percen­tuali di SiO. e degli alcali della scaglia Err, rispettivamente di 7,5 e 68,1, non compaiono essendo su­periori ai limiti del diagramma.

IO' A. BORIANI, G. TRAVERSI, A. DEL MORO, A. NQTARPIETRQ

A\k eao

F,M

6

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o' 0".::....~.. ':.

Fig. 5. - Relazioni tra: lllcaliJfemid (AFM); alcali/femid/calcio (Alk.FeM-CaO); alcali c: calcio (KNC).. * = campione oon minor percentuale di Sio.; * = campione con percentuale maggiore di SiG•.

rimane costante per la maggior parte deicampioni di Granito di Brusio, variando dipoco per le altre masse.

Nel diagramma K20-Na20-CaO (6g. 5) siosserva la concentrazione dei campioni indue raggruppamenti, definiti dal diverso con­tenutO di Na20. Le medie del «Granito diBrusio» e degli intrusivi della « scaglia»Sella sono sempre molto vicine, mentre leposizioni dei graniti del Bernina s.s. e del­l'ErI mostrano una minor percentuale diçaO e una maggior abbondanza di K20.

L'esame degli elementi minori ha daro in­dicazioni di comportamento sostanzialmentesimili o comunque in accordo con quellidegli elementi maggiori. Nel diagrammaRh-Ba-Sr (fig. 6) i campioni si distribuisconosu un'area ristretta indicando variazionicomposizionali minime di questi tre elemen­ti. Rispetto ai « campi granitici» proposti daEL BOUSEILY ed EL SoKKARY (1975), icampioni si dispongono parte nel campo del­le granodioriri e parte in quello dei granitianomali, inoltre la distribuzione di Rb, Bae Sr nell'ambito di queste rocce, dalle piùbasiche alle più acide, riflette l'andamentodella differenziazione.

- 0'0."'-_

Fig. 6. - Diagramma Rb-Ba-Sr.. l limiti Ira idiversi «campi granitici.. sono presi da EL BoUSEILYe EL SOKKAJ.Y (1975).

Anche attraverso i diagrammi K/Rb eCa/Sr (fig. 7 a) e quelli costruiti sull'indicedi frazionamento (6g. 7 b) proposto daTHOMPSON (1973) si ottengono indicazionicongruenti con un processo evolutivo perdifferenziazione. Gli andamenti più lineari

IL «GRANITO DI BRUSIO» (VAL POSCHIAVO • SVIZZERA) 105

sono quelli di Mg, Ca, Cr e Y nell'ordine,mentre le distribuzioni che si riferiscono aNi, Sr e Zr appaiono più disperse. In gene·rale i campioni esaminati, se si escludonoquelli che occupano le posizioni estreme,corrispondenti alle percentuali più alte epiù basse di SiO~, tendono a concentrarsi inun unico gruppo.

In conclusione, le variazioni riscontratenel «Granito di Brusio », costituito preva­lentemente da granodioriti peralluminose,sono compatibili con processi di differenzia­zione magmatica. Ciò risulta dal compotta­mento sia degli elementi maggiori che deglielementi minori, rivelando per questo corpointrusivo una generale omogeneità chimica.Le magmatiti utilizzate per confronto, appar­tenenti alle « scaglie» Sella, Err e Berninas.s., hanno mostrato affinità col «Granito diBrusio»: in particolare sono emerse note­voli analogie con le granodioriti e i granitidella « scaglia» Sella.

Studio radiometrico

Un'indagine radiometrica sul Granito diBrusio è stata condotta col metodo Rb-Srsia su « rocce totali» sia su concentrati bio­titici. I dodici campioni di roccia totaleanalizzati (tab. 4) non hanno permesso diindividuare una retta isocrona signi6cativa

che consenta la determinazione dell'età dimessa in posto di questo corpo intrusivo.La distribuzione irregolare dei punti rappre·sentativi delle rocce granitiche studiate, neldiagramma S7Rbj88Sr contro 81Srj80Sr (6g.8), denota, essendo poco probabile una di­versa affinità magmatica, una generale modi­fica del loro assetto chimico-isotopico, nelcorso della loro storia post-intrusiva; almenoper quanto riguarda il Rb e lo Sr. Nel dia­gramma di figura 8 è stata riportata, solo ascopo indicativo, anche una retta isocronadi riferimento di 285 m.a. (l'intersezione sul.l'asse della composizione isotopica dellostronzio è stata posta a 0,7100). L'età dellaretta tracdata, anche se ha solo significato diriferimento, viene suggerita dalla pendenzadella banda che comprende tutti i punti deicampioni esaminati.

D'altra parte, anche se non speci6cabile,un'età prealpina per il Granito di Brusio,viene dedotta dalle quattro determinazionieffettuate su altrettanti concentrati biotitidche danno risultati varianti da 179 a 88 m.a.("b. 5, fig. 2).

Le quattro età ottenute su biotiti, oltreche fornire indizi sull'età primaria, indicanoanche che il «Granito di Brusio» è statosoggetto all'azione del metamorfismo e/odella tettonica Alpina, che ha determinato inmisura diversa un parziale ringiovanimento

Ca

....' .. \,;':,:.:. ,

' ..,400 Sr

Fig. 7 a. - Confronti tra elemento maggiore (0/0) ed elemento minore (ppm) isomorfo: K/Rb e Ca/Sr.• Per i simboli come le figure pre<:ooenti.

106 A. BORIANTi G. TRAVERSI, A. DEL MORO, A. NOTAIl.PIETRO

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ZrSr

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0.80 I

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"'O

In ba~ a questo studio preliminare, lamassa intrusiva di Brusio risulta costituitada roca: peraUuminose di tipo granodiori­tico a tendenza calcalcalina. Dal puntO divista pctrochimico i campioni analizzati, pur

Fig. 7 b. _ Confronto Ira l'indice di fruionamento(THOMPSON, 1973) con elementi maggiori (%) edelementi minori (ppm).

FeD* + NasO-K.QJndiu di fril'{. = -------------

FeQ* + Na.o + K.o + MgOdove FeD* = FeO + 0,9 FesO•.

dell'età delle biotiti deUe rocce granitiche diBrusio.

Considerazioni coneiullive

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I

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20

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2

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Mg-

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CaI-

IL «GRANITO DI BRUSIO» (VAL POSCHIAVO - SVIZZERA) 107

TABELLA 4Dati analitici Rh-Sr delle rocce totali

-- ~- "- 17..,)l'S. " s.f'6sr'IO"

~, ,. .., ~.IS 0.1I91H

Vl\ 7I-~ '" '" I.~S O.l\S9>.l

vA 71_) '" ., 1.40 0.1IS9'4

VA 71·4 '" '" 1.8~ O. 1I"'~VA 7I-S '" ,~ 1.10 0.1117U

Vl\ 71-' ,n '" '-" O.l11~U

VA 71-' '" '" .. S~ 0.115.4'3

VA 71... '" '" '-W 0.1I9lU

"" " ,~ '" 1.1' O.1181)'~

"" " ,.. '" 1.1l o. ?n'hl

"" .. '" ... ,.~ O.721h2.. .. .., '" l.41 O.72Hll

TABELLA 5E" Rb-Sr delle biolili

-- -- -- .,-.r"'.. t1..J'4..". ..........'"

• , - ••• ~ ).ms"" ,_o.~. ~ '.' - I ....... .,. ...01.~. '" ... •• '."""0 ,~..~ '" '.' - 1.0_n ."Le eti 5000 $tlte ortenute con isocrone I dueounti: biotite + roccil totlle corrispondente.La cosunte di decadimento per il "'Rb èÀ = 1,42· 10·"/anno.

manifestando modeste varietà compoSIZlona­li, rivelano un comportamento omogeneoche, dai diagrammi di variazione, risultacomune a quello di un generale processo didifferenziazione. Il metamomsmo di bassogrndo di età alpina che vi si è sovrimposto,rende difficoltoso il riconoscimento di mine­rali e strutture primarie. Le deformazioni ascala micco e mesoscopica manifestano inol.tre la presenza di dislocazioni che hanno,trn l'altro, mascherato i contatti con la rocciaincassante. Gli effetti congiunti di questi dueeventi hanno profondamente in8uito suD'in­tera massa rocciosa, come riscontrabile anchedallo studio radiometrico effettuato sullerocce totali. L'impossibilità infatti di trac­ciare un'isocrona precisa si spiega, se si am­mette che l'assetto chimico·isotopico dellerocce granitiche di Brusio sia stato turbatodopo la fase intrusiva. I dati radiometricisu miche e su rocce totali confermano co­munque l'età prealpina di questo granito,costituendo altresl la testimonianza dell'even­to tenonico/metamor6co, come emerge dal­l'indagine petrogrn6ca .

Rin"rllxÙlmtnt;. - Lavoro eseguito nell'ambito <!el­le ricachc: del Cemro di Studio pa la Strati~

e Petrograna ddle Alpi Cenfrali del C.N.R. di Mi·lano, in coIllboruione coIl'lstitulo di Gcocrooo­tosa e Geochimica botopica dd CNR di Pill.

~720

~715

, I 3,

Fig. 8. - Retti isocrona di riferimento con pendenza proporzionale I 28S m.a. L'intersaìone sul­l'use del .rapporto "'Sr/"'Sr è SUtl polt. I 0,71.

lO8 A. BORIANI, G. TRAVERSI, A. DEL MORO, A. NOTARPIETRO

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