La Solfatara di Pozzuoli, la miniera dei minerali flegrei.

di Massimo Russo

Nelle aree vulcaniche attive o quiescenti sono presenti emanazioni gassose: fumarole di alta (da 300° ad oltre 650°C), media (da 300° a 100°C) o bassa temperatura (inferiore o uguale a 100°C). In corrispondenza del punto di fuoriuscita, le fumarole spesso depositano fasi solide, che possono essere sublimati o incrostazioni. Schematicamente, i sublimati derivano dal passaggio dalla fase gassosa a quella solida (usando una terminologia ancora più specifica per questo fenomeno si dovrebbe utilizzare il termine brinati e non sublimati, che rappresenta il processo opposto, da solido a gas), mentre i secondi si formano per l’interazione dei fluidi gassosi con la roccia incassante. In entrambi i fenomeni la temperatura gioca un ruolo importante.

Nella provincia di Napoli, nel campo vulcanico dei Campi Flegrei, un complesso di centri eruttivi che si sono formati all’interno di due caldere, c’è la Solfatara di Pozzuoli (figura 1), un vulcano prodotto da attività esplosiva, dalla forma leggermente ellittica (con assi lunghi circa 770 e 580 metri), che si è formato circa 4300 anni fa. I depositi vulcanici della Solfatara consistono in prodotti piroclastici che hanno una distribuzione areale inferiore a un chilometro quadrato e uno spessore massimo di circa 15 metri nei pressi del cratere. L’eruzione divelse in parte la sottostante cupola lavica del Monte Olibano, perforando la roccia trachitica di cui è costituita e rigettandola sotto forma di blocchi (breccia freatomagmatica); sovrapposti alla breccia si depositarono livelli di prodotti da surge piroclastico. La Solfatara rappresenta un unicum nei Campi Flegrei essendo considerato un maar.

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Figura 1 – Panoramica del cratere della Solfatara di Pozzuoli (foto Massimo Russo)

L’area della Solfatara è caratterizzata da numerose fumarole con temperatura inferiore o uguale a 100°C e altre di media temperatura, che arrivano  a 164°C. I gas esalati sono di tipo idrotermale e sono costituiti da una miscela composta, in ordine decrescente di concentrazione, da vapor acqueo (H2O), anidride carbonica (CO2), idrogeno solforato (H2S), azoto (N2), idrogeno (H2), metano (CH4), elio (He), monossido di carbonio (CO), argon (Ar) e ossigeno (O2). I valori medi di concentrazione dei gas principali sono i seguenti: H2O pari a circa l’82%; CO2 pari a circa il 17.5%; H2S pari a circa lo 0.13%. La concentrazione di questi gas non è costante nel tempo a causa di periodici apporti di fluidi magmatici, più caldi e più ossidanti, nel sistema idrotermale.

Normalmente nei vulcani attivi i gas esalati sono di tipo “magmatico”, caratterizzati dalla presenza, oltre che delle specie già citate precedentemente, di anidride solforosa (SO2), acido cloridrico (HCl) e acido fluoridrico (HF), come ad esempio alla Fossa di Vulcano, all’ Etna e al Vesuvio fino agli anni ’60. Nel caso della Solfatara la presenza di un sistema idrotermale fa si che le specie citate condensino in esso e quindi non raggiungono la superficie in forma gassosa.

Fin dal I-II secolo avanti Cristo la Solfatara è stata utilizzata per l’estrazione di minerali, in particolare zolfo. Verso la fine del 1600 l’attività di miniera si intensificò e si arrivò ad estrarre annualmente circa 300 quintali di zolfo, 60 di allume e 2 di cloruro di ammonio; verso la fine del 1700 vi lavoravano circa 300 operai. I minerali della Solfatara che, nel corso dei secoli, sono stati rinvenuti e descritti da numerosi Autori, sono tutti legati all’attività fumarolica di un vulcanismo recente.

I principali minerali sublimati sono il clorammonio, il realgar, la dimorfina, l’alacránite, la sassolite e lo zolfo. Oltre a questi, la maggior parte dei minerali presenti sono costituiti da incrostazioni che si formano per l’alterazione dei prodotti vulcanici originari. Questi si formano grazie all’azione dell’acido solforico (prodotto dalla reazione fra idrogeno solforato e ossigeno atmosferico) sulle rocce, con la deposizione di alunite, opale e solfati idrati. In questo ambiente, caratterizzato da una temperatura inferiore ai 200°C, tra i minerali di alterazione abbondano i solfati, (allume potassico, gesso, pickeringite, alotrichite, metavoltina, voltaite, coquimbite, ed altri), e tra tutti i minerali prevale lo zolfo che tappezza tutte le fumarole a 100°C.

La principale fumarola della Solfatara e tra quelle più anticamente conosciute è la Bocca Grande (figura 2), la cui temperatura si è mostrata piuttosto costante nel tempo, intorno ai 160°C. I minerali che si rinvengono presso questa fumarola sono essenzialmente sublimati. I più noti sono il realgar, il clorammonio e la dimorfina, quest’ultimo rinvenuto per la prima volta al mondo da Arcangelo Scacchi nel 1849 e mai più ritrovato se non verso la fine del 2013 in uno scavo presso la fumarola.

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Figura 2 – Fumarola Bocca Grande con il cumulo di pietre messe dal venditore di minerali che nel giro di pochi giorni si ricoprivano di microcristalli di realgar (foto Massimo Russo)
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Figura 3 – Area fumarolizzata con evidenti coperture di zolfo e solfati idrati (foto Massimo Russo)

La Solfatara di Pozzuoli è nota nel mondo scientifico e collezionistico per alcune specie minerali come lo zolfo, che si rinviene in tutte le fumarole con temperatura intorno ai 100°C sparse per l’area craterica (figure 4 e 5). Nella Bocca Grande, quella di più alta temperatura, sono localizzati sia il realgar (figura 6) sia il clorammonio (figura 7).

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Figura 4 – Zolfo (sulphur – S) cristallizzato su una fumarola, gli aghi anche di 7-8 cm sono costituiti dalla sovrapposizione di cristalli bipiramidali rombici (foto Laila Petra Baccolo)
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Figura 5 – Zolfo, cristallo “tramoggiato” in cui le facce esterne si sviluppano più velocemente della parte centrale dovuto ad un elevato flusso di gas (foto Massimo Russo)
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Figura 6 – Realgar (AsS), si presenta in cristallini rosso rubino alla fumarola Bocca Grande e microcristallino alla Bocca Nuova (foto Roberto Appiani)
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Figura 7 Clorammonio (salammoniac – NH4Cl) – si presenta in cristallini cubici, cubottaedrici, o più complessi) incolori alla fumarola Bocca Grande e Bocca Nuova (foto Massimo Russo)

Nell’area della Solfatara di Pozzuoli e in quella esterna dei Pisciarelli di Agnano e di Antiniana sono state rinvenute oltre 60 specie, ma la ricerca non si ferma e riserverà sicuramente ulteriori informazioni.

Bibliografia essenziale
Russo, M., Campostrini, I., Demartin, F. (2017): I minerali di origine fumarolica dei Campi Flegrei: Solfatara di Pozzuoli (Napoli) e dintorni. MICRO (numero monografico) dell’Associazione Micro-mineralogica Italiana, 15, 122-192. ISSN 1724-7438. https://bit.ly/2Mbbbnj. https://www.earth-prints.org/handle/2122/10674.