G e o c r o n o l o g i a e P a l e o m a g n e t i s m o d e l V u l c a n o 

R o c c a m o n f i n a (***) 

(Geochronology and paleomagnetism of Roccamonfina Volcano) 

M . C O R T I L I ( * ) - 1ST. R O B E R T I ( * ) - E . S C A N D O N E ( * * ) 

R i c e v u t o il 15 Aprile 1975 

R i a s s u n t o . — è s t a t o eseguito u n d e t t a g l i a t o s t u d i o geocronologico, 
col m e t o d o K - A r , e p a l e o m a g n e t i c o sulle rocce p i ù a n t i c h e a f f i o r a n t i del 
v u l c a n o di R o c c a m o n f i n a . I p r i m i episodi v u l c a n i c i sono r a g g r u p p a t i in-
t o r n o a 1 M.A., m e n t r e l ' a t t i v i t à p r i n c i p a l e si è a v u t a t r a 0.4 e 0.5 M.A. 
Il secondo ciclo di a t t i v i t à inizia a 0.25 M.A., dopo la f o r m a z i o n e di u n a 
c a l d e r a . I d a t i p a l e o m a g n e t i c i i n d i c a n o u n episodio a p o l a r i t à n o r m a l e a 
1.10 + 0.05 M.A.; l ' e s i s t e n z a di u n t a l e e v e n t o e r a s t a t a s u g g e r i t a d a W a t -
kins (14) nel 1968. Non si h a n n o p r o v e di altri e v e n t i m a g n e t i c i in rocce 
pili giovani. 

S U M M A R Y . — A detailed K - A r a n d p a l e o m a g n e t i c s t u d y w a s m a d e 
on t h e oldest o u t c r o p p i n g l a v a s of t h e R o c c a m o n f i n a volcano. 

T h e v e r y first episodes of volcanism were c o n c e n t r a t e d a t a r o u n d 
1 M.Y., w h e r e a s m o s t of t h e a c t i v i t y occurred b e t w e e n 0.4 a n d 0.5 M . Y . 
A f t e r t h e f o r m a t i o n of a c a l d e r a a second cycle of volcanism s t a r t e d a t 
0.25 M . Y . T h e p a l e o m a g n e t i c m e a s u r e m e n t s i n d i c a t e an episode of n o r m a l 
p o l a r i t y a t 1.10 + 0.05 M.Yr. T h e occurrence of t h i s episode w a s suggested 
b y W a t k i n s (14) in 1968. T h e r e is no evidence of o t h e r m a g n e t i c e v e n t s 
on y o u n g e r r o c k s . 

(*) i s t i t u t o di Geologia e Geofisica d e l l ' U n i v e r s i t à , L a r g o S. Mar-
cellino 10 - N a p o l i . 

(**) Osservatorio V e s u v i a n o - E r c o l a n o (Napoli). 
(***) Rie,crea e f f e t t u a t a con i c o n t r i b u t i finanziari del C N R c o n t r a t t o 

n . 73.000289.05 e c o n t r i b u t o n . 74.00031.05. 



1 3 0 m . c o r t i n i - x . r o b e r t i - i i . s c a n d o n e 

I N T R O D U Z I O N E 

Il vulcano Roccamonfina è compreso tra le valli dei fiumi Gari-
<iliano e Volturno ed è circondato dai rilievi carbonatici mesozoici 
della piattaforma campano-lucana. Appartiene al vulcanismo alcalino 
potassico dell'Italia centro-meridionale. È un vulcano strato con due 
principali cicli di attività: il primo ciclo è caratterizzato da prodotti 
sottosaturi a leucite (tefriti, fonoliti, basaniti); il secondo ciclo, iniziato 
dopo la formazione di una caldera terminale, ha dato principalmente 
trachiti, latiti, trachibasalti. Mentre l'attività del primo ciclo è stata 
prevalentemente effusiva, in quella del secondo le piroclastiti predo-
minano sulle cupole e le colate laviche. Gli ultimi prodotti del Rocca-
monfina sono ricoperti dalla ignimbrite campana. 

L'inizio dell'attività del Roccamonfina non è chiaramente deter-
minata su basi stratigrafiche (C. Bergomi et al., 1969) (2). I terreni sedi-
mentari più giovani affioranti sotto le vulcaniti sono del Miocene su-
periore, ma è chiaro che la maggior parte dell'attività vulcanica si è 
sviluppata durante il quaternario. 

Le uniche età assolute pubblicate in precedenza (P. Gasparini e 
J . A. S. Adams, 1969) (8) danno un'età di 1.26-1.07 M.A. su una leuci-
tite nella zona di S. Maria di Mortola e un'età di 0.46 M.A. su una 
tefrite leucitica nella zona di S. Carlo. È stata inoltre determinata 
un'età di 0.368 M.A. da J . F . Evernden e G. H. Curtis (1965) (7) su una 
lava del versante orientale della caldera. 

I n base a questi dati si poteva ritenere che l'attività vulcanica 
del primo ciclo del Roccamonfina fosse stata più o meno continua fra 
circa 1.0 M.A. e 0.4 M.A., e per tale ragione a d a t t a a determinare accu-
ratamente il passaggio di polarità magnetica f r a le epoche di Brunhes 
e Matuyama (0.69 M.A.). È in tale prospettiva che è stato iniziato 
questo lavoro. Come si vedrà dai dati geocronologici risulta invece che 
l'attività del primo ciclo del Roccamonfina si è concentrata principal-
mente fra 0.56 e 0.4 M.A., e solo alcuni episodi hanno u n ' e t à intorno a 
1 M.A. 

G E O C R O N O L O G I A 

Le datazioni sono state effettuate con il metodo K-Ar. L'40Ar rad 
è stato misurato mediante spettrometria di massa con la tecnica della 



g e o c r o n o l o g i a e p a l e o m a g n e t i s m o d e l v u l c a n o r o c c a m o n f i n a 1 3 1 

diluizione isotopica, il K è stato misurato mediante assorbimento 
atomico. Le strumentazioni, la tecnica e le costanti usate per i calcoli 
sono descritti in dettaglio in L. Civetta et al. (1971)(3). 

Le analisi geocronologiche sono state effettuate sui campioni che 
all'esame microscopico apparivano più freschi, quando possibile è 
s t a t a separata la leucite. 

La misura della composizione isotopica dell'Ai- è stata eseguita 
in duplicato per alcuni campioni, principalmente rocce intere, quando 
la percentuale di 40Ar rad era bassa. 

L'ubicazione dei campioni e la loro petrografia sono riportati in 
Tabella 1. Tutti i campioni si riferiscono al I ciclo di attività, eccetto 
RMP 31 il quale appartiene all'attività iniziale del I I ciclo (campione 
11. 8 pag. 280 di M. R. Ghiara et al. (1973)(9) gentilmente fornito dal 

T a b e l l a 1 

C a m p i o n e U b i c a z i o n e Tipo p e t r o g r á f i c o 

R M P 9 k m 20.7, SS 430 T e f r i t e leucitica 
R M P 11 k m 15.9, SS 430 (sotto la c a v a ) L e u c i t i t c 
R M P 12 k m 18.5, SS 430 T e f r i t e leucitica 
R M P 15 k m 18.2, SS 430 T e f r i t e l e u c i t i c a 
R M P 17 c a v a t r a i k m 10-18, SS 430 L e u c i t i t e 
R M P 18 S t r a d a Li Paoli-Corigliano, 200 m dopo il 

p a e s e di Li P a o l i - Stessa località della 
l a v a di S. Carlo, di G a s p a r i n i e A d a m s 
( 1909)(8) 

T e f r i t e leucitica 

R M P 19 km 18.0, SS 430 L e u c i t i t e 
R M P 22 L o c a l i t à p o n t e dei G r o t t o n i , sulla s t r a d a 

Sessa A u r u n c a - G r o t t o n i 
F o n o l i t e l e u c i t i c a 

R M P 23 S t r a d a R o c c a m o n f i n a - S i p i c c i a n o , v e r s a n t e 
W di Collo Alto - L o c a l i t à n . 48, t a v . I 
di B e r g o m i e t al. (1969) 

T e f r i t e leucitica 

R M P 23' S t r a d a Sessa A u r u n c a - G r o t t o n i , 1 k m d o p o 
la l o c a l i t à P o n t e dei G r o t t o n i 

T e f r i t e leucitica 

R M P 24 Stessa località di R M P 23, m a a valle 
della s t r a d a 

F o n o l i t e leucitica 

R M P 30 C a v a a b b a n d o n a t a , k m 13.8, SS 430 L e u c i t i t e 
R M P 31 S t r a d a R o c c a m o n f i n a - C a i a n e l l o , f r a T a v o l a 

e C a m p a g n o l a 
P o m i c i t r a c h i t i c h e 

2 





g e o c r o n o l o g i a e p a l e o m a g n e t i s m o d e l v u l c a n o r o c c a m o n f i n a 1 3 3 

prof. L. Lirer). T u t t i i campioni sono stati prelevati sul versante occi-
dentale del vulcano che è quello meglio conservato. 

I risultati ottenuti sono riportati nella Tabella 2, insieme a quelli 
già citati da J . F . Evernden e G. H. Curtis (7) e da P . Gasparini e J . A. S. 
Adams (8). Gli errori riportati sulla determinazione del K si riferiscono 
allo scarto massimo tra le 3 aliquote usate per la misura; l'errore ri-
portato per l'Ar (a), è calcolato con la formula di A. Cox e G. B. 
Dalrymple (1967)(n) quando è s t a t a eseguita una sola misura di Ar. 
Per le misure in duplicato è lo scarto fra i risultati delle due determi-
nazioni. La riproducibilità delle misure è sempre migliore dell'errore 
calcolato con la formula di A. Cox e G. B. Dalrymple (6). Le basse 
percentuali di 40Ar rad, ottenute per alcuni campioni di roccia intera 
sono dovute ad alta contaminazione di Ar atmosferico contenuto nella 
roccia. 

I campioni RMP I l e RMP 17 sono stati raccolti nella stessa cava 
da cui proviene il campione RM 1 di Santa Maria di Mortola analizzato 
da P. Gasparini e J . A. S. Adams (8). La media pesata dei risultati, 
calcolata assegnando ad ogni misura un peso proporzionale alla con-
centrazione di 40Ar rad, dà un'età di 1.20 ± 0.08 M.A. 

P A L E O M A G N E T I S M O 

T u t t i i campioni analizzati hanno polarità normale e sono stati 
prelevati dagli stessi affioramenti dai quali provengono i campioni da-
tati. Misure di stabilità magnetica sono state effettuate su un campione 
pilota per ogni formazione por mezzo di smagnetizzazione con campi 
magnetici alternati (Fig. 1). Il campione RMP 16 è stato smagnetiz-
zato termicamente presso l ' I n s t i t u t für Angewandte Geophysik di 
München. Per t u t t i i campioni sono state misurate le temperature di 
Curie (Fig. 2). T u t t i i campioni sono privi di rilevanti componenti 
secondarie. 

La magnetizzazione rimanente naturale è di origine termorima-
nente ed è attribuibile alla presenza ili titanomagnetite. I risultati 
di polarità per i campioni più giovani sono in accordo con la scala 
temporale delle epoche di polarità magnetica (A. Cox, 1969(5); D. F . 
Stacey, 1969)(13). I l campione RMP 30 (età 0.34 ± 0.03) cadrebbe nella 
zona V a polarità inversa ipotizzata da D. F . Stacey sulla base di 
dati non pubblicati. Tale campione, anche se ha un'inclinazione ma-
gnetica più bassa rispetto a quella degli altri campioni, ha t u t t a v i a 



1 3 4 m . c o r t i n i - n . r o b e r t i - r . s c a n d o n e 

una polarità normale. Si può quindi ipotizzare ohe la zona V, piuttosto 
che un'evento di polarità magnetica, rappresenti invece una larga 
escursione del campo magnetico (M. W. Me Elhinny, 1973)(10). I cam-
pioni più vecchi cadono invece nell'intervallo di età attorno all'evento 
di Jaramillo. 

Fig. 1 - C u i v a di s m a g n e t i z z a z i o n e con c a m p i m a g n e t i c i 
a l t e r n a t i del c a m p i o n e K M P 17. 

Fig. 2 - C u r v a t e r m o m a g n e t i c a per la d e t e r m i n a z i o n e della t e m p e r a t u r a 
di Curie del c a m p i o n e R M P 15. Le frecce i n d i c a n o il ciclo di r i s c a l d a m e n t o 

e quello di r a f f r e d d a m e n t o . 



g e o c r o n o l o g i a e p a l e o m a g n e t i s m o d e l v u l c a n o r o c c a m o n f i n a 137 

T a b e l l a 3 

C a m p i o n e N D ( O) I(O) E « 9 5 ( ° ) II (Oe) 

E M P 9 3 1 6 5 7 3 4 2 1 2 0 0 
R M P 1 2 4 3 5 8 5 2 3 4 9 5 6 0 0 

R M P 1 5 4 2 6 4 5 6 8 1 4 1 2 0 0 

E M P 1 6 4 2 0 6 4 2 6 5 5 6 0 0 

E M P 1 7 4 3 0 6 1 1 2 3 8 6 0 0 

E M P 1 8 7 3 4 7 5 5 1 3 8 5 M R N 

R M P 1 9 3 3 3 7 6 4 2 2 6 8 2 0 0 

R M P 3 0 4 7 2 5 1 4 5 0 3 M R N 

N = n u m e r o di c a m p i o n i a n a l i z z a t i 
D = declinazione 
I = inclinazione 
K = p a r a m e t r o di precisione di Fislier 
a05 = c i r c o n f e r e n z a con il 9 5 % di confidenza 
II = v a l o r e massimo del c a m p o m a g n e t i c o a l t e r n a t o in Oersted u s a t o p e r 

s m a g n e t i z z a r e i c a m p i o n i p i l o t a 

Mentre l'età del campione E M P 19 coincide perfettamente con 
quella dell'inizio dell'evento, l'età dei campioni della colata al km 16.2 
della strada del Garigliano, è leggermente più alta (1.20 ± 0.08 M.A.) 
di quella che segna la fine dell'evento di Jaramillo 0.93 ± 0.03 (N". D. 
Opdyke, 1969) (12). 

C O N C L U S I O N I 

L'istogramma in fig. 3 mostra che l'attività del I ciclo del Roc-
camonfina è caratterizzata da una fase t r a 1.2 e 0.9 M.A. e da un pe-
riodo più intenso intorno a 0.5 - 0.4 M.A. I prodotti più giovani 
datati per il primo ciclo danno un'età di 0.34 i 0.03 M.A. per il cam-
pione E M P 30 ed un'età di 0.368 ± 0.02 M.A. per il campione datato 
da J . P . Evernden e G. H. Curtis (7). 

Dopo la formazione della caldera terminale si ha una ripresa del-
l'attività d a t a t a a 0.25 ± 0.04 M.A. sulle pomici trachitiche (cam-
pione E M P 31). 



1 3 0 m . c o r t i n i - n . r o b e r t i - r . s c a n d o n e 

Nella zona presa in esame (versante occidentale della caldera), 
non sono stati ritrovati campioni nell'intervallo di età del passaggio 
tra le epoche di polarità magnetica di Brunhes e Matuyama 
(0.69 M.A.). 

N 
6 

4 

0 0.5 1 1.5 M A 

Fig. 3 - I s t o g r a m m a delle e t à disponibili per il 
v u l c a n o di R o c c a m o n f i n a . 

La polarità magnetica dei campioni delle lave al km 16.2 di età 
1.20 i 0.08 M.A., è discordante con la scala di polarità magnetica 
attualmente adottata. 

Si possono formulare due ipotesi per spiegare questa discordanza: 
o l'evento di Jaramillo ha una d u r a t a maggiore di quella determinata 
precedentemente sui sedimenti oceanici (ma questo sembra poco pro-
babile dato l'alto numero di campioni esaminati), oppure la magne-
tizzazione normale di tale lava può essere attribuita ad un episodio 
di breve durata successivo all'evento di Jaramillo. 

N. D. Watkins (1968)(14) aveva suggerito l'esistenza di episodi mol-
to brevi a polarità normale nell'epoca di Matuyama, alle età di 0.82 e 
.1.07 M.A. Tali episodi potrebbero essere misurati sui sedimenti ocea-
nici solo in presenza di velocità di sedimentazione assai elevata. 

Non è possibile dire con certezza se l'evento trovato sulle lave 
al km 16.2 coincide con quello ipotizzato da N. D. Watkins (14), op-
pure si t r a t t i di un altro evento. 

Nel calcolo dell'età media di 1.20 i 0.08 M.A., il peso maggiore 
è stato attribuito all'età ottenuta sulla fase leucitica da P. Gasparini 
e J . A. S. Adams (1909)(8). Questa età è più elevata, al di fuori dei limiti 
degli errori analitici, delle età ottenute sulle corrispondenti rocce intere. 
Ciò potrebbe essere dovuto alla presenza di un leggero eccesso di 40Ar 
nella fase analizzata, fn effetti essa ha una concentrazione in Iv di 



g e o c r o n o l o g i a e p a l e o m a g n e t i s m o d e l v u l c a n o r o c c a m o n f i n a 1 3 7 

circa 11%, che fa sospettare la presenza di una notevole frazione di 
plagioclasi, nei quali sono frequentemente state osservate concentra-
zioni di 40Ar estraneo, dell'ordine di IO12 moli/gr. 

Non considerando il dato relativo alla fase leucitica, l'età media 
diviene 1.10 i 0.05 M.A., praticamente coincidente con l'età del-
l'evento data da N. D. Watkins (1968) (14). 

È infine da notare che l'attività principale del primo ciclo del 
Roccamonfina si colloca nell'intervallo fra 0.1 e 0.7 M.A., periodo che 
sembra sia stato di massima attività per t u t t a la fascia vulcanica 
alcalina tirrenica. 

I n f a t t i , oltre al Roccamonfina, in questo periodo erano attivi il 
Vulture (M. Cortini, 1975) (4) e i vulcani del Lazio (P. Basilone e 
L. Civetta, 1975; M. Nicoletti, 1969) (i-"). 

R I N G R A Z I A M E N T I 

Ringraziamo il prof. Maino e i dott. Bergomi e Manganelli per 
l'aiuto prestato nella raccolta di alcuni campioni e il prof. Lirer per 
aver fornito il campione di pomici trachitiche che data l'inizio del se-
condo ciclo dell'attività del Roccamonfina. 

B I B L I O G R A F I A 

( J ) B a s i l o n e P . e L . C i v e t t a , 1 9 7 5 D a t a z i o n e K-Ar dell'attività vulcanica 
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p p . 1 7 5 - 1 7 9 . 

( 2 ) B e r g o m i C . , V . C a t e n a c c i , G . C e s t a r i , M . M a n f r e d i n i , V . M a n g a n e l l i , 

1969. — Note illustrative della carta geologica d'Italia, F . 171, C a s e r t a . 
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Geof. », 2, 1, p p . 45-46. 

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(°) C o x A . , e G. B . D a l r t m p l e , 1 9 6 7 . - Statistical analysis of geomagnetic 

reversal data and the precision of the potassium-argon dating method. 
« J . G e o p l i y s . R e s . » , 7 2 , p p . 2 6 0 3 - 2 6 1 4 . 



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( 8 ) G a s p a r i n i P . E J . A . S . A d a m s , 1 9 0 9 . - K-Ar dating of Italian Plio-
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( 9 ) G u i a r a M. R . , L . L i r e r e D . S t a n z i o n e , 1973. - Contributo alla conoscenza 
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( 1 0 ) M c E l i i i n n y M . W . , 1 9 7 3 . - Paleomagnetìsm and plate tectonics. C a m b r i d g e 
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( n ) X i c o i . e t t i M., 1969. - Datazioni argon potassio di alcune vulcaniti delle 
regioni vulcaniche cimino, e vicana. « P e r i o d . Min. », 38, p p . 2-20. 

( 1 2 ) O p d y k e N . D . , 1969. - The Jaramillo event as detected in oceanic cores. 
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S. K . R u n c o r n e d i t o r , Wiley I n t e r s c i e n c e , p p . 549-552. 

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