Publication: Descrizione morfologica e mineralogica della grotta ipogenica sulfurea di Montecchio (Grosseto, Toscana)
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Date
2013
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
EUT Edizioni Università di Trieste
Abstract
La Grotta di Montecchio (254 T/GR, presso Saturnia, provincia
di Grosseto) si apre a quota 320 m, in corrispondenza di un limitato
affioramento di Calcare Massiccio, prospiciente la valle
del Fiume Albegna. Benché nota da tempo, finora non sono stati
fatti studi dettagliati di tipo speleogenetico su questa particolarissima
cavità. Questa grotta, che si sviluppa per oltre 1700 m,
è infatti caratterizzata dalla presenza di una falda di acqua con
T poco sopra i 30°C e con un elevato contenuto in solfato, alla
profondità di circa 100 metri dall’ingresso: si tratta quindi di una
grotta ipogenica attiva. Di particolare interesse è l’abbondanza
di gesso, a partire da circa 40 metri di profondità, prodotto dalla
reazione tra acido solforico e roccia carbonatica. Tale processo,
che è avvenuto in condizioni aeree (ossigenate), ha creato
anche una serie di morfologie particolari come le piccole tasche
di sostituzione e le bubble trails. La parte inferiore della cavità
presenta depositi di calcite flottante di spessore anche superiore
a 1 metro che testimoniano lo stazionamento di acque,
probabilmente termali, in ambienti con notevole evaporazione
legata a correnti d’aria. Undici campioni di prodotti di alterazione
della roccia sono stati sottoposti ad analisi diffrattometrica
ed esaminati al microscopio elettronico dotato di microsonda
per analisi chimiche semiquantitative. Tali analisi hanno evidenziato
la presenza di materiali residuali (quarzo, feldspato), alcuni
ossidati (ematite, goethite e boehmite), ma soprattutto materiali
di alterazione come clorite ed illite. Di particolare interesse
sono i prodotti di alterazione acida sia della roccia carbonatica
(gesso) sia delle argille (alunite, jarosite e caolinite). Questi minerali
sono strettamente legati alle fasi speleogenetiche della
grotta, essendo formati dall’interazione della roccia madre con
i vapori sulfurei provenienti dalla falda termale.
The Montecchio cave (254 T/GR, close to Saturnia, Grosseto province) opens at 320 m asl, in a small outcrop of Calcare Massiccio, close to the Albegna river. Although known since a long time, there are no speleogenetical studies on this very special cave. This cave, with a development of over 1700 m, is characterised by the presence of the thermal aquifer at a depth of 100 m below the entrance. The water has a temperature of over 30°C and high sulphate content. The cave can thus be considered an active hypogenic system. The cave hosts large gypsum deposits, starting from 40 m below the entrance. This gypsum derives from the reaction between sulphuric acid and the carbonate hostrock. This process, that occurs in the vadose (oxygen rich) environment, has created a set of typical morphologies such as replacement pockets and bubble trails. The lower part of the cave hosts calcite cave raft deposits over 1 m thick, evidence of standing, probably thermal, water pools in strongly evaporative areas related to strong air currents. Eleven samples of weathering products have been sampled and analysed at the X-ray diffractometer and investigated under SEM/EDAX. These mineralogical analyses have identified residual minerals (quartz, feldspar), some oxides and hydroxides (hematite, goethite and boehmite), but especially weathering products such as chlorite and illite. The products of acid weathering are particularly interesting, like those derived from calcite (gypsum) and from clays (alunite, jarosite and caolinite). These minerals are strictly related to the speleogenesis of the cave, having formed by the interaction between the host rock and the sulphuric vapors rising from the thermal aquifer.
The Montecchio cave (254 T/GR, close to Saturnia, Grosseto province) opens at 320 m asl, in a small outcrop of Calcare Massiccio, close to the Albegna river. Although known since a long time, there are no speleogenetical studies on this very special cave. This cave, with a development of over 1700 m, is characterised by the presence of the thermal aquifer at a depth of 100 m below the entrance. The water has a temperature of over 30°C and high sulphate content. The cave can thus be considered an active hypogenic system. The cave hosts large gypsum deposits, starting from 40 m below the entrance. This gypsum derives from the reaction between sulphuric acid and the carbonate hostrock. This process, that occurs in the vadose (oxygen rich) environment, has created a set of typical morphologies such as replacement pockets and bubble trails. The lower part of the cave hosts calcite cave raft deposits over 1 m thick, evidence of standing, probably thermal, water pools in strongly evaporative areas related to strong air currents. Eleven samples of weathering products have been sampled and analysed at the X-ray diffractometer and investigated under SEM/EDAX. These mineralogical analyses have identified residual minerals (quartz, feldspar), some oxides and hydroxides (hematite, goethite and boehmite), but especially weathering products such as chlorite and illite. The products of acid weathering are particularly interesting, like those derived from calcite (gypsum) and from clays (alunite, jarosite and caolinite). These minerals are strictly related to the speleogenesis of the cave, having formed by the interaction between the host rock and the sulphuric vapors rising from the thermal aquifer.
Description
Keywords
Speleogenesi, Minerali di grotta, Grotte ipogeniche, Idrotermalismo, Toscana Meridionale, Speleogenesis, Cave Minerals, Hypogenic Caves, Hydrothermalism, Southern Tuscan
Citation
Jo De Waele, Ermanno Galli, Leonardo Piccini, Antonio Rossi, "Descrizione morfologica e mineralogica della grotta ipogenica sulfurea di Montecchio (Grosseto, Toscana)" in: Franco Cucchi e Pino Guidi (a cura di), "Diffusione delle conoscenze: Atti del XXI Congresso Nazionale di Speleologia, Trieste, 2-5 giugno 2011", Trieste, EUT Edizioni Università di Trieste, 2013, pp. 380-386