RICERCA ITALIANA     

EREDITA' TARDO-PALEOZOICHE E MESOZOICHE NELLA STRUTTURAZIONE DELLA CATENA ALPINA

Università degli Studi di Pavia

Abstract

Il Programma di ricerca è finalizzato all'investigazione di strutture deposizionali e deformative di età pre-alpina (essenzialmente mesozoica ma anche più antica) che abbiano contribuito con la loro presenza a determinare la strutturazione dell'orogene alpino, particolarmente nei domini Delfinese, Brianzonese, Prepiemontese e Sudalpino orientale. In quest'ottica verranno evidenziati quegli eventi sia sedimentari (orizzonti carniolici, lacune di sedimentazione, hardgrounds) che tettonici (basculamenti di blocchi, discordanze, faglie sinsedimentarie) responsabili del percorso evolutivo e dell'attuale assetto geologico. Il confronto dei risultati ottenuti nei diversi settori investigati consentirà di ricostruire l'evoluzione cinematica sindeposizionale dei due opposti margini continentali. L'obiettivo complessivo finale consisterà inoltre nell'elaborazione di un modello per tutto il settore della catena, nel quale risultino coerentemente inseriti i modelli "parziali", messi a punto per ciascuno dei diversi gruppi di falde e settori dell'orogene. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Alberto LUALDI Università degli Studi di PAVIA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Come obiettivo del programma di ricerca, comune alle tre Unità operative locali, ci si propone di effettuare una revisione in chiave "moderna" della stratigrafia e della sedimentologia della successione triassico sup.-paleogenica sia di pertinenza paleo-europea che insubrica, attraverso le seguenti fasi principali:
- verifica dell'estensione e dei caratteri dei fenomeni associati all'emersione liassica. In particolare dallo studio dei sedimenti associati alla discontinuità, talora di granulometria conglomeratica, si prevede di ricavare informazioni sia sugli ambienti di sedimentazione associati alla discontinuità sia sul grado di intensità delle erosioni e delle lacune connesse al rifting e precedenti l'annegamento;
- controllo di dettaglio della stratigrafia del Triassico sup. e del Giurassico medio-sup. finalizzata ad affinare le conoscenze di carattere bio-cronostratigrafico, evidenziare le variazioni di facies e di spessore, ricercare indizi stratigrafici di tettonica sinsedimentaria (filoni sedimentari, appoggi anomali di sedimenti pelagici su paleoscarpate, ecc.);
- acquisizione dati e reinterpretazione sedimentologica della successione cretacica e soprattutto paleogenica alla luce dell'esistenza di una discontinuità di primaria importanza al passaggio Cretacico-Cenozoico nell'adiacente dominio Delfinese-Provenzale. In tal modo potranno essere chiarite le relazioni tra tettonica e sedimentazione nell'Eocene e formulate ipotesi sulla provenienza dei sedimenti arenacei e delle associazioni a foraminiferi bentonici di piattaforma.
L'obiettivo complessivo finale consisterà inoltre nell'elaborazione di un modello per tutto il settore della catena, nel quale risultino coerentemente inseriti i modelli "parziali", messi a punto per ciascuno dei diversi gruppi di falde e settori dell'orogene. Il modello presenterà la ricostruzione della struttura (che, per alcuni segmenti, sarà proposta in 3D) esistente sui due margini prima del Cretaceo medio-superiore, epoca in cui iniziarono le fasi di raccorciamento essenzialmente intraoceanico - preludio della tettogenesi alpina. La conoscenza di tale struttura potrà essere utilizzata per il confronto (e l'eventuale messa a punto) con modelli dell'evoluzione cinematica alpina. Essa consentirà di verificare se l'ubicazione e la geometria dei flats e ramps formanti i thrust che separano le attuali unità tettoniche abbiano seguito preesistenti livelli di scollamento o, con un meccanismo di inversione tettonica, faglie estensionali mesozoiche (o più antiche). Sarà anche possibile comprendere meglio fino a qual punto le dimensioni delle singole falde e la loro stratigrafia siano state condizionate dall'assetto pre-orogenico. <<<

Risultati parziali attesi

I principali risultati attesi, relativamente ai settori studiati, sono quelli previsti negli obiettivi del programma, precedentemente descritti, e possono essere così riassunti:
- ricostruzione dell'evoluzione tettonico-sedimentaria dei domini del Brianzonese ligure e del Delfinese-Provenzale nell'intervallo cronologico compreso tra il Trias sup. e l'Eocene e del Mesozoico del Sudalpino orientale, con produzione di documenti cartografici originali in settori chiave;
- confronto tra le differenti evoluzioni dei domini studiati ed interpretazione in termini di relazioni paleogeografiche nelle fasi mesozoiche di strutturazione dei margini continentali passivi e, per il dominio Delfinese, nelle fasi di impostazione dell'avanfossa;
- verifica della validità dell'approccio multidisciplinare allo studio di successioni sedimentarie coinvolte in catene orogeniche e interessate da deformazione polifasica.

A tali risultati, in prospettiva, può essere aggiunto il confronto tra gli stili deformativi alpini caratteristici di ciascuno dei domini esaminati, allo scopo di valutare, per ognuno di essi, come la loro attuazione sia stata condizionata dalle eredità strutturali e stratigrafiche precedenti.

Per quanto riguarda l'articolazione temporale del programma non verranno identificate fasi distinte di avanzamento; si prevede tuttavia di concentrare nel I anno l'attività di rilevamento geologico, analisi strutturale e misurazione delle sezioni stratigrafiche; il II anno sarà invece dedicato soprattutto alle elaborazioni cartografiche e dei dati strutturali e agli approfondimenti in laboratorio (petrografia, micropaleontologia, eventualmente geochimica) e a controlli e verifiche sul terreno. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La ricostruzione della paleogeografia di una determinata area, attraverso lo studio di dettaglio delle successioni sedimentarie, rappresenta un tassello fondamentale in una ricerca che si propone di indagare gli elementi che ne hanno condizionato la struttura geologica attuale.
Nelle ricostruzioni recenti della catena alpina è stato posto un particolare accento alla identificazione dei processi deformativi legati alle fasi di subduzione e di esumazione, con un progresso notevole delle conoscenze dei fenomeni e della ricostruzione delle geometrie.
Lo stesso grado di approfondimento non è stato applicato, sovente per oggettive difficoltà, alla definizione e comprensione delle fasi di formazione ed evoluzione dei bacini sedimentari entro cui si sono deposte le successioni di copertura coinvolte in seguito nelle fasi orogenetiche alpine.
Alcune indiscutibili strutturazioni "antiche" - mesozoiche, se non tardo-paleozoiche - come la presenza di lineamenti tettonici maggiori sindeposizionali, precoci distacchi da aree-madri, zone di ridotta o nulla sedimentazione, aree a vocazione emersiva, debbano necessariamente aver in qualche modo guidato la successiva costituzione dell'edificio geologico alpino.
La complessa evoluzione tettonica sinsedimentaria del margine passivo paleoeuropeo ha condizionato e determinato una strutturazione caratterizzata da importanti variazioni litostratigrafiche laterali a tutte le scale; essa costituisce un'importante eredità per la formazione della catena alpina. Più in particolare si possono individuare sia eredità paleotettoniche che condizionano ripetutamente facies e geometrie deposizionali, sia eredità stratigrafiche che condizionano i comportamenti reologici e quindi gli stili deformativi. Il tentativo di riconoscere e discriminare tali eredità in settori di catena può essere intrapreso soltanto in zone che soddisfino alcuni requisiti fondamentali:
- presenza di successioni stratigrafiche non monotone caratterizzate da rapide variazioni di facies e di spessore sia in senso verticale che laterale ;
- distribuzione su un areale relativamente contenuto, e tale da permettere indagini di dettaglio nei tempi previsti dalla realizzazione del progetto, di successioni sedimentarie in gran parte condensate corrispondenti ad un intervallo di tempo ampio. Ciò permette la registrazione di una vasta gamma di fenomeni di interazione tra tettonica e sedimentazione in successioni stratigrafiche di spessore limitato.
- il grado metamorfico deve essere tale da non obliterare le caratteristiche salienti dei sedimenti in modo da permettere l'utilizzo dei metodi di analisi di facies e il riconoscimento delle associazioni paleontologiche a fini bio-cronostratigrafici;
- il grado di conoscenza delle deformazioni duttili e fragili alpine deve essere tale da poter sottrarre i loro effetti al fine di ricostruire in modo attendibile le originarie geometrie dei corpi sedimentari.

Le porzioni della catena alpina che soddisfano tali requisiti all'interno delle aree geografiche di ricerca delle unità di Pavia e di Torino, possono essere individuate nelle Alpi Marittime, e in particolare nei domini Brianzonese Ligure e Delfinese Provenzale dove peraltro tale approccio non è stato finora adottato in modo sistematico.

Il Brianzonese Ligure presenta una successione che va dal Permiano all'Eocene, poggiante su crosta continentale (Brizio et al., 1983; Vanossi et al.,1984; Lualdi, 1994; Dallagiovanna et al., 1995). In particolare, l'intervallo dal Triassico all'Eocene è costituito dal basso verso l'alto da successioni carbonatiche di piattaforma di tipo bahamiano seguite da una importante lacuna stratigrafica di durata progressivamente maggiore procedendo dall'esterno verso l'interno del dominio. Nel settore esterno la lacuna è estesa a tutto il Giurassico inferiore e interpretata come il risultato di una prolungata emersione. Qui la sedimentazione riprende nel Giurassico medio dapprima con facies carbonatiche di piattaforma esterna seguite (Malm-Neocomiano) da calcari pelagici localmente in facies di Rosso Ammonitico. Dopo un'altra più o meno ampia lacuna di sedimentazione (o condensazione in livelli di hardground), segue la deposizione di sedimenti di tipo emipelagico del Cretacico superiore che sembrano fare passaggio graduale a sedimenti emipelagici eocenici con intercalati corpi canalizzati a macroforaminiferi risedimentati. Alla base della successione eocenica le sottostanti formazioni si presentano articolate da fasi distensive tardocretaciche in un assetto ad alti e bassi strutturali (Michard & Martinotti, 2002). Questa successione evidenzia quindi diverse fasi di riorganizzazione strutturale cui corrispondono importanti modificazioni geometriche del bacino sedimentario osservabili in una zona geograficamente ristretta e con condizioni di affioramento tali da poter applicare sistematicamente indagini geologico-strutturali e stratigrafiche. Sono disponibili conoscenze generali sulla struttura alpina del settore brianzonese (vedi ad es., Brizio et al.,1983, Cabella et al., 1988;Seno, 1992) che saranno utilizzate sia per una retrodeformazione approssimata, ma sufficiente per le ricostruzioni stratigrafiche sulle quali si intende indagare, sia per identificare i luoghi sui quali compiere analisi più dettagliate.
Il Dominio Delfinese Provenzale comprende - a tetto del basamento e della sua copertura permiana - sia le successioni mesozoiche sia quelle deposte nell'avanfossa formatasi nell'Eocene e successivamente (Oligocene sup.), incorporate in catena. Esso è caratterizzato da una successione giurassico-cretacica piuttosto condensata depositata in un settore di alto strutturale. Questa successione presenta parecchie similarità con quella del Dominio Brianzonese ligure (emersione Lias medio-sup., depositi di mare aperto poco profondo del Dogger, Malm con facies variabili da mare poco profondo a scarpata, presenza di hard ground nei calcari pelagici del Cretacico inf., sedimentazione emipelagica nel Cretacico superiore (Sturani, 1962; Lanteaume, 1990).
Nel Dominio Delfinese Provenzale l'eredità mesozoica sull'impostazione dell'assetto strutturale alpino può essere studiata su ampie sezioni naturali (plurichilometriche) relativamente continue, non deformate da tettonica plicativa polifasica, ma da pieghe e sovrascorrimenti più facilmente restaurabili rispetto a quanto possibile nel Brianzonese Ligure.
Sulla base delle esperienze acquisite in passato (v. bibliografia), l'unità di Padova vanta competenze di natura stratigrafica, sedimentologica, ciclostratigrafica, biostratigrafica e paleontologica (alghe calcaree, foraminiferi, coralli, ammonoidi, conodonti, palinomorfi e impronte di tetrapodi), acquisite essenzialmente nello studio del Triassico e del Giurassico inferiore del Sudalpino e del Giurassico della Sardegna, competenze che, ovviamente, vengono messe a disposizione delle altre unità che partecipano al progetto.
Durante il Triassico medio-superiore il Sudalpino orientale era caratterizzato da estese piattaforme carbonatiche separate da bacini. Durante il Carnico inferiore i bacini vennero colmati sia per la progradazione delle piattaforme carbonatiche, sia per apporto terrigeno. Nel Carnico superiore un importante evento terrigeno ("Schilfsandstein" dell'Europa centrale), causato da un cambiamento climatico in senso umido (Simms and Ruffel, 1989; Simms et al., 1995) verosimilmente globale, lasciò le sue tracce in buona parte dell'Europa. Nel Sudalpino esso è testimoniato nella Formazione di Dürrenstein (Dolomiti) ed unità equivalenti in Carnia ed Alpi Giulie (Formazione di Conzen e di Tor). Tale evento influenzò notevolmente le geometrie delle piattaforme che, da orlate, divennero ampi banchi carbonatici e, di conseguenza, potrebbero avere influenzato l'assetto paleogeografico. Successivamente, condizioni aride sono testimoniate dai depositi terrigeni ed evaporitici della Formazione di Raibl (Carnico superiore) e dalla piattaforma peritidale della Dolomia Principale (Carnico superiore-Norico). Nel Norico medio entro la Dolomia Principale si formarono bacini anossici intrapiattaforma a testimonianza delle prime fasi tettoniche estensionali che porteranno all'apertura dell'Oceano Ligure e dell'Atlantico centrale. In ogni caso, fin quasi alla fine del Giurassico inferiore il Sudalpino orientale fu ancora occupato, nel complesso, da una piattaforma carbonatica di mare basso. Subito dopo, per effetto di una forte accelerazione della subsidenza, il Sudalpino divenne quasi completamente un dominio pelagico.
I contributi più recenti dell'unità di Padova sono quelli relativi alla stratigrafia e alla paleogeografia del Triassico superiore del Tarvisiano e della Carnia, in parte pubblicati o in corso di elaborazione (De Zanche et al. 2000; Gianolla et al. 2003). Dal punto di vista paleogeografico le ricerche hanno messo in evidenza l'esistenza di un margine orientale della piattaforma della Dolomia Principale che si affacciava sul Bacino Sloveno, progradando verso NNE in territorio sloveno. E' stato inoltre individuato un nuovo ramo del Bacino Sloveno, al quale verrà dato il nome di Bacino di Tarvisio, esteso dai dintorni di Bled (Slovenia) fino almeno al Cadore orientale, solco che venne colmato nel corso del Tuvalico e della parte iniziale del Norico.
E' stata pure chiarita la differenza tra i bacini intrapiattaforma della Dolomia Principale, originatisi per effetto di un incremento della tettonica estensionale (come ad esempio il Bacino di Forni), apertisi nel Norico medio (Roghi et al., 1997 , Carulli et al., 1998) e il Bacino di Tarvisio che ha invece età tuvalica superiore (Zone a Subbullatus e ad Anatropites) e norica basale (Zona a Jandianus). <<<