Gamma-ray spectroscopy determination of radioactive elements in late- Hercynian plutonic rocks of Val Biandino and Val Trompia (Lombardy, Italy)

The results from natural gamma radiation measurements in main plutonic rocks outcropping in Val Biandino (VB) and Val Trompia (VT), pertaining to the central sector of the South Alpine domain, are presented and compared with data on Valle del Cervo pluton. The measurements were performed with the aid of a high-resolution gammaray spectroscopic system using HPGe detector. The aim is to contribute to the establishing of a baseline map of environmental radioactivity levels. In the VB samples the granite activities of 235U and 238U are only slightly higher than 232Th specific activity, while the opposite occurs in more basic rocks; moreover, U and Th contents are in agreement with the levels of rocks of calc-alkaline affinity and Hercynian age. In VT rock types the activities of 238U are in the range 48-74 Bq kg-1 and the granite shows the lowest value of activity. The 232Th activities are quite similar for granite and granodiorite. Samples coming from Torgola fluorite mine, hosted in the graniticgranodioritic rocks, show U and Th activities that do not exceed 80 and 70 Bq kg-1 respectively. The U and Th specific activities of VT rocks are not completely explained by the magmatic character of the pluton; in fact, in the granite the U activity is lower than the Th one. This opposite trend could be due to the effects of a large-scale hydrothermal system coeval with upper Palaeozoic plutono-volcanic activity and tectonism.

Vengono riportati i risultati delle misure della radiazione gamma, ottenuti per la prima volta, sui principali litotipi costituenti i plutoni tardo-ercinici affioranti in Val Biandino e in Val Trompia (Val Torgola e Val Navazze). Le misure sono confrontate con quelle ottenute con lo stesso metodo sulle rocce della Valle del Cervo. La tecnica usata per l’analisi è la spettrometria gamma ad alta risoluzione, con rivelatore a semiconduttore HPGe, che risulta particolarmente valida, sia perché non richiede specifiche procedure per la preparazione dei campioni, sia per l’elevata risoluzione energetica. Lo scopo del lavoro è quello di contribuire alla costruzione di una mappa della radioattività, relativamente a rocce ignee che, in diversa misura, vengono a contatto con l’uomo e le sue attività (materiale per edilizia o ornamentale, rocce incassanti mineralizzazioni all’interno di miniere). Tra i campioni della Val Biandino, le rocce acide (graniti e apliti) mostrano attività specifiche di 235U e 238U solo debolmente più basse rispetto a quella di 232Th, mentre opposta tendenza si osserva nel itotipi basici (quarzodioriti e gabbrodioriti); inoltre, le concentrazioni di U e Th sono in accordo con quelle di rocce a tendenza calcalcalina e di età ercinica. Nelle rocce della Val Trompia (graniti e granodioriti), le attività di 238U rientrano nell’intervallo compreso tra 48-74 Bq kg-1 , ma il granito presenta il più basso valore dell’attività contrariamente alla norma; per le attività di 232Th non si osservano differenze tra le due litologie. In particolare, nei campioni che provengono dalla miniera di fluorite di Torgola, si sono misurate attività comprese tra 70 e 80 Bq kg-1. Le attività specifiche di U e Th nelle rocce della Val Trompia non vengono spiegate completamente dalla composizione del magma, in particolare, la minore attività di U rispetto a quella di Th nel granito. Si può ipotizzare che il comportamento dei due elementi possa essere il risultato degli effetti dell’azione di fluidi, legati a un sistema idrotermale a grande scala, che ha agito durante le fasi finali dell’attività magmatico-tettonica permiana, producendo anche la diffusa tormalinizzazione osservata in quest’area.