RICERCA ITALIANA     

STUDI STRUTTURALI E STRATIGRAFICI SULLE UNITA' TETTONICHE INTERNE DELLE DINARIDI (SERBIA-MONTENEGRO), DELLE ELLENIDI (EPIRO-MACEDONIA OCCIDENTALE- TESSAGLIA) E DELL'ISOLA DI CRETA, CONFRONTO CON QUELLE DELLE ALBANIDI E DELLE ELLENIDI MERIDIONALI.

Università degli Studi di Firenze

Abstract

Il programma di ricerca nazionale prevede studi di geologia strutturale di geologia stratigrafica, biostratigrafia, petrologia, geochimica e, possibilmente paleomagnetismo lungo tre transetti nella catena dinarico-ellenica:
a)- In quello settentrionale (dinarico) l'U.O. di Firenze si occuperà del massiccio del Varda-Zlatibor, l'U.O. di Pisa di quello di Ibar-Kopaonik.
Saranno studiate le successioni di copertura nei massicci ofiolitici e le rocce peridotitiche, il mélange subofiolitico, le suole anfibolitiche ed i raporti tra le unità ofiolitiche e quelle della zona Drina-Ivanjica.
b)- In quello intermedio (ellenico) l’UO di Firenze si occuperà dei massicci ofiolitici del Pindos, Koziakas, Vourinos e Othrys, l’U.O. di Pisa delle unità vardariane della zona di Guevgueli e del Paikon. Sarà completata la raccolta dati petrologici e biostratigrafici sulle sequenze ofiolitiche sui mélange subofiolitici. Un riguardo speciale sarà dedicato alle unità del Paikon.
c)- In quello cretese lavorerà l’U.O. di Catania che studierà le unità tettoniche dei paleodomini oceanici (U. di Arvi, Vatos e Miamou) e quella attribuita al pelagoniano (U. di Asteroussia).

Gli obiettivi sono:
1- definizione del numero dei bacini ofiolitici.
2- ricostruzione della stratigrafia delle serie ofiolitiche;
3- acquisizione di dati strutturali per ricostruire l'evoluzione tettonica delle unità ofiolitiche;
4- classificazione delle litologie dei vari blocchi presenti nei Mélange subofiolitici;
5- stabilire i rapporti geometrici e strutturali tra le unità ofiolitiche e quelle pelagoniane;
6- comprensione dei rapporti tra cinematica regionale e processi geodinamici a grande scala.
Obiettivo finale della ricerca sarà di arrivare ad un modello evolutivo generale per le unità ofiolitiche della catena dinarico-ellenica
Il programma si articola su due anni.
Nel primo anno su tutti i settori sarà fatta una revisione della cartografia in scala 1:25.000 per la banca dati, dove confluiranno tutti i dati geologici e strutturali. Saranno fatte analisi mineralogico-petrologiche e geochimiche sulle ofioliti e biostratigrafiche sui campioni delle coperture.
Nelle Dinaridi verrà fatta un’escursione preliminare nei massicci ofiolitici. Saranno poi svolte missioni sullo Zlatibor e sul Kopaonik.
Nel transetto ellenico i lavori verteranno sulle serie ofiolitiche e sui mélange subofiolitici del Pindos,Koziakas ed Othrys e nel settore del Guevgueli.
Nel transetto cretese le ricerche interesseranno sia le unità ofiolitiche (Unità di Arvi, Vatos e Miamou) che l’unità pelagoniana di Asteroussia.
Alla fine del primo anno è prevista una escursione comune.
Tutti i dati verranno messi on-line attraverso una pagina web. E’ previsto un workshop, dove sarà presentato lo stato dell'arte del progetto.
Nel secondo anno, nel transetto settentrionale le ricerche si sposteranno, con le stesse modalità operative, nelle zone del Varda e di Ibar. Saranno anche svolti studi sul contatto tra le unità ofiolitiche di ambe le fasce ed il massiccio della Drina-Jivanica. Anche nel transetto ellenico si completerà la raccolta dei dati e si estenderà lo studio alle serie ofiolitiche del Pindos e del Vourinos. Uno studio sarà eseguito anche sul pelagoniano metamorfico a NW del del Vourinos e sui rapporti tra le unità ofiolitiche ed il mélange subofiolitico. Per la parte orientale saranno indagati anche i rapporti tra le unità di Guevgueli e del Paikon.
Un argomento comune sarà lo studio delle suole anfibolitiche.
Anche nel transetto cretese continueranno le attività già intraprese che saranno estese anche all’unità pelagoniana.
Alla fine del progetto saranno fatte sezioni geologiche dei tre transetti e di un modello evolutivo per le unità appartenenti alle Zone subpelagoniane, pelagoniane e vardariane della catena Dinarico-Ellenica.
I dati ottenuti verranno presentati e discussi nel workshop finale. I risultati saranno diffusi sulla pagina web del progetto e pubblicate su riviste internazionali. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Gianfranco Principi Università degli Studi di FIRENZE

Obiettivo del Programma di Ricerca

Gli obiettivi di questa ricerca sono:

1- la definizione del numero e, specialmente per il transetto Cretese, le caratteristiche primarie delle litosfere oceaniche dei bacini ofiolitici coinvolti nella catena dinarico-ellenica;
2- la ricostruzione dell'originaria stratigrafia delle sequenze ofiolitiche, delle loro coperture sedimentarie, e delle successioni coeve di margine continentale;
3- l’acquisizione di sufficienti dati strutturali per ricostruire l'evoluzione strutturale e tettonica delle Unità Ofiolitiche dalle fasi tettoniche precoci fino alla messa in posto sul margine continentale della Placca Adria;
4- la classificazione delle litologie dei vari blocchi presenti nei Mélange subofiolitici, il riconoscimento dei loro rapporti reciproci, e l'eventuale identificazione delle aree delle unità di provenienza. Lo studio dei mélange e delle suole anfibolitiche presenti tra questo e le unità ofiolitiche permetterà di definire i processi di messa in posto precoce delle unità ofiolitiche.
5- la comprensione dei rapporti geometrici e strutturali tra le unità ofiolitiche e quelle pelagoniane nonché il loro posizionamento paleogeografico.
6- la comprensione dei rapporti tra cinematica regionale e processi geodinamici a grande scala al fine di produrre modelli strutturali delle aree investigate.

Obiettivo finale della ricerca sarà quello di proporre, attraverso una sintesi comparativa tra i dati dei transetti studiati e quelli disponibili sulle unità affioranti in Albania e Grecia meridionale, un modello evolutivo generale per le unità ofiolitiche della catena orogenica dinarico-ellenica <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Le sequenze ofiolitiche, formate in ambiente di dorsale oceanica (MOR) o di soprasubduzione (SSZ), (Crawford et al., 1981; Beccaluva et al., 1983; Pearce and Parkinson, 1993, cum bibl.), vengono deformate durante i processi di subduzione, obduzione e di collisione continentale.
Per la ricostruire l'evoluzione della litosfera oceanica, fino alla consunzione, è importante conoscerne le caratteristiche petrologiche e strutturali e i dati cronologici (biostratigrafici e radiometrici). L'evoluzione delle ofioliti negli orogeni è indispensabile per ricostruire le fasi precoci dell'orogenesi, determinanti per la successiva evoluzione collisionale e post collisionale della catena.
Nella catena Dinarico-Ellenica le ofioliti costituiscono grandi unità tettoniche in due allineamenti:
a- occidentale (Subpelagoniano, o Zona delle ofioliti Esterne) che comprende unità oceaniche di tipo MOR e SSZ (Jones e Robertson, 1991; Beccaluva et al., 1994; Robertson e Karamata, 1994; Bortolotti et al., 1996, 2002a, 2004a; Robertson e Shallo, 2000; Pamic et al., 2002), di Bania (Croazia), Varda-Zlatibor (Serbia), Mirdita (Albania), Pindo-Vourinos, Othrys, Eubea, Argolis e Creta (Grecia).
b- orientale (Zona Vardar) che comprende le rocce ofiolitiche (MOR per Robertson e Karamata, 1994 e Trubelja et al., 1995; SSZ per Pamic et al., 2002 e Marroni et al., 2004) e di margine continentale di Districa (Croazia), Ibar/Kopaonik (Serbia), Guevgueli (Macedonia-Grecia), Penisola Calcidica (Grecia), e prosegue più a nord nei Monti Apuseni, Buck, Meliata e Pienini Occidentali (Bortolotti et al., 2002b, 2004a, Bortolotti e Principi, 2005 cum bibl.).
Dopo le fasi anisiche di rifting segue l'apertura oceanica ladinico-carnica con magmi tipo MOR su basamento lherzolitico (Robertson and Karamata, 1994; Robertson and Shallo, 2000; Bortolotti et al, 2002a, 2003; Pamic et al., 2002, Bortolotti e Principi, 2005 cum bibl.).
La convergenza tra Eurasia e Adria inizia tra Giura inferiore e Giura medio (Dimitrijevic e Dimitrijevic, 1973; Robertson e Karamata, 1994; Pamic et al., 1998, 2002; Dimitrijevic, 2001; Bortolotti et al., 2002a, 2004a, 2004b; Bortolotti e Principi, 2005 cum bibl.) con la formazione di bacini oceanici di soprasubduzione e basamenti harzburgitici.
La catena Dinarico-Ellenica inizia a svilupparsi nel Giura medio, in seguito alla convergenza tra Eurasia e Adria, che determina la scomparsa dell’oceano tra loro interposto. Se fra le placche Eurasia e Adria esistessero uno o più oceani è questione aperta (Bortolotti et al., 2002a, 2004a; Bortolotti e Principi 2005, cum bibl.).
L'età del serraggio varia tra Giura superiore-Creta inferiore (Bortolotti et al., 1996, 2002a, 2004a) e Cretaceo superiore-Terziario (Pamic et al., 1998, 2002; Robertson and Shallo, 2000).
Le fasi collisionali continentali, con deformazioni W-vergenti e magmatismo orogenico, sono perlopiù terziarie.
Circa la geodinamica orogenica varie sono le ipotesi: un salto di subduzione (Robertson e Shallo 2000; Smith e Rassios 2003) prima immergente ad ovest e poi ad est; due subduzioni scalate nel tempo ed immergenti ad est (Pamic et al., 2002); una immergente ad ovest (Shallo e Dilek, 2003, Beccaluva et al., 2004); una continua immergente est (Bortolotti et al., 2003, 2004a). Queste differenti opinioni derivano dalla carenza di un organico quadro di studi strutturali, specie sulle unità più interne. Di recente le unità
ofiolitiche della fascia occidentale (Mirdita, Pindos, Vourinos, Othrys, Argolide e, in minor misura, quelle della fascia orientale (Guevgueli, Macedonia, Grecia; Monti Apuseni, Romania) sono state studiate dai ricercatori italiani delle UO di questo progetto, e i risultati pubblicati su riviste internazionali (Bortolotti et al., 1971, 1996, 2002a, 2002b, 2003, 2004b, 2005a, 2005b; Rassios et al., 1983; Chiari et al. 1994, 1996, 2002, 2003, 2004; Beccaluva et al., 1994; Marcucci et al., 1994; Bakalli et al., 1995; Aiello, 1996; Carosi et al., 1996a, 1996b; Kodra et al., 1996; Gardin et al., 1996; Marcucci e Prela, 1996; Carras et al., 2004; Cortesogno et al., 1998;. Marroni et al., 2004; Aiello et al., 2005; Zelic et al., 2005).
Da questi studi (Bortolotti et al., 2004; Bortolotti e Principi 2005, cum bibl.) è emerso che nelle unità occidentali, dalle Albanidi (Mirdita) alle Ellenidi (Pindos-Vourinos, Koziakas, Othris, Argolis) vi è omogeneità nella distribuzione areale e nella posizione strutturale delle ofioliti (MORB e SSZ), e coincidenza nel timing dell’apertura e della chiusura dei bacini ofiolitici.
In particolare:
1- La presenza di un mélange subofiolitico, con blocchi ofiolitici e di margine continentale, sulle unità di margine continentale (Adria);
2- La presenza di ofioliti MORB triassiche interposte tra il mélange subofiolitico e le unità ofiolitiche,
3- La presenza di suole anfibolitiche del Giura medio alla base delle unità ofiolitiche che, mancando il metamorfismo orogenico nelle ofioliti, testimonia una obduzione “calda”.
4- La presenza di depositi neritici e pelagici carbonatici o silicoclastici discordanti sulle unità ofiolitiche, a partire dal Cretaceo inferiore.
Mancano studi di dettaglio sulle ofioliti dinariche e cretesi.
Le ricerche saranno quindi indirizzate prevalentemente su queste aree. Si procederà allo studio di tre transetti, due nelle nuove aree, dinarica e cretese, e uno intermedio (ellenico) a ricucitura delle zone già parzialmente note.
A- Transetto dinarico. In questo settore i massicci ofiolitici sono poco studiati (Bortolotti et al., 1971; Dimitrijevic e Dimitrijevic, 1973; Pamic, 1982, 1983; Pamic e Desmond, 1989; Robertson e Karamata, 1994; Dimitrijevic, 1997, 2001; Pamic et al., 2002; Marroni et al., 2004, Zelic et al., 2005).
Il transetto riguarderà le unità ofiolitiche della Zona occidentale (subpelagoniana) (Massicci di Varda e Zlatibor) e, passando dall’unità pelagoniana della Zona Drina-Ivanjica, arriverà alle unità della Zona orientale del Vardar (Massicci di Ibar e Kopaonik).
Al di sotto dei Massicci Ofiolitici si trova un mélange subofiolitico con elementi di margine continentale e ofioliti, formatosi tra il Giura superiore e il Cretaceo inferiore. (Pamic et al., 2002).
Suole anfibolitiche del Giura medio-inferiore sono presenti al di sotto delle ultramafiti (Pamic et al., 2002).
I massicci ofiolitici ultramafici del Varda (lherzoliti e cumuliti) - Zlatibor (harzburgiti) fanno parte della Dinaride Ophiolite Zone (Pamic, 1983; Pamic e Desmond, 1989), continuazione verso nord della Zona Subpelagoniana
Al margine W del Varda, in isolati lembi ad E dello Zlatibor affiorano le coperture vulcano sedimentarie (Radiolarite Formation di Pamic et al., 2002) di età Trias medio superiore-Creta inferiore (Pamic, 1982).
Queste unità sovrascorrono ad W le successioni di margine continentale della zona Budva.
Ad E le unità subpelagoniane sono sovrascorse dalle unità di margine continentale della zona Drina-Ivanjica (Pelagoniano).
Queste sono a loro volta sovrascorse dalla unità della Zona del Vardar, caratterizzata da una pila di unità tettoniche oceaniche (Massicci di Ibar e di Kopaonik) e continentali.
Queste unità sono a loro volta sovrascorse da una unità torbiditica di età Cretacica (paraflysch of the Central Vardar Subzone, Dimitrijevic, 2001)
Il contatto con le unità ad affinità Euroasiatica del Massiccio Serbo-Macedone avviene con l'interposizione di una serie di scaglie tettoniche con ofioliti attribuite sempre alla Zona del Vardar (Internal Vardar Subzone, Dimitrijevic, 1997).
L’unità ofiolitica, poco o non metamorfica, è formata quasi solo da peridotiti harzburgitiche serpentinizzate intruse da piccoli corpi gabbrici e da filoni boninitici (Marroni et al. 2004 cum bibl.) e ricoperta da rare colate basaltiche.
Le ofioliti per Robertson and Karamata (1994) e Trubelja et al. (1995), sono di tipo MOR, per Pamic et al. (2002) e Marroni et al. (2004)di tipo SSZ.
In letteratura non è descritta la presenza di una copertura sedimentaria. Questa unità tettonica sovrascorre l'unità del Mèlange Subofiolitico costituita da scaglie discontinue e poco spesse di complessi clastici grossolani con blocchi di ofioliti e torbiditi di età ignota.
Il Mèlange Subofiolitico sovrascorre il complesso metamorfico "Central Kopaonik Series" costituito da anfiboliti, filliti e marmi del Trias superiore (Sudar, 1986). Questo è intruso da un complesso magmatico (granodioriti di Kopaonik e Zeljin e dalle Vulcaniti di Ibar) dell'Oligocene inf.. Questo insieme di unità tettoniche è noto come “External Vardar Subzone” (Dimitrijevic, 2001).
I rapporti fra queste unità tettoniche e la loro evoluzione strutturale sono praticamente sconosciuti, così come la ricostruzione della stratigrafia dell'unità ofiolitica, la presenza di una serie copertura e di suole anfibolitiche.

B- Transetto ellenico. Il transetto interesserà la fascia ofiolitica occidentale tra l’Epiro e la Macedonia, e la fascia orientale tra Vermion e Vardar.
I massicci ofiolitici subpelagoniani Pindos - Vourinos, Koziakas e Othrys sormontano le unità della Zona Pindica e il Pelagoniano metamorfico della Macedonia occidentale (margine dell’Adria). Ad est queste sono sormontate dalle unità Vermion, Paikon ed Almopias a loro volta sovrascorse da quelle ofiolitiche della fascia interna vardariana (Guevgueli).
Le ofioliti del Pindos hanno alla base il Mélange di Avdella, molto simile a quello dinarico e al Mélange di Rubik (Albania). Al di sopra vi sono le unità ofiolitiche Aspropotamos (MORB ed SSZ, Saccani et al. 2004, cum bibl.; Jones and Robertson, 1991; Capedri et al. 1982) e Dramala, composta solo di ofioliti di SSZ (Saccani et al. 2004 cum bibl.; Jones and Robertson, 1991). Tra le unità ofiolitiche ed il mélange vi sono suole anfibolitiche (Jones and Robertson, 1991) di età giurassica.
L’unità ofiolitica Dramala è correlabile con quella del Vourinos (Ross and Zimmermann, 1996; Bortolotti et al., 2004a, cum bibl.) Situazioni analoghe si ritrovano nel Koziakas (Saccani et al., 2003) e nell’Othrys (Capedri et al., 1985; Photiades et al., 2003; Bortolotti et al, 2005b).
Nel Vourinos l’Unità Ofiolitica (SSZ) giace sotto una successione del Giura medio-sup/cretaceo. Al di sopra delle unità ofiolitiche vi sono sedimenti cretacei in uncoformity, carbonatici e terrigeni, che nel Pindos-Vourinos e nel Koziakas sono sormontati in discordanza stratigrafica o sostituiti dai sedimenti terziari del Solco Mesoellenico.
Nel massiccio di Guevgueli la Zona del Vardar è delimitata ad W dalle unità pelagoniane e ad E da quelle Serbo-Macedoni. In particolare è costituita, da E ad W, dall'Unità Ofiolitica di Guevgueli che sovrascorre sul Massiccio del Paikon (Brown and Robertson, 2004). L'unità di Guevgueli è costituita da una sequenza ofiolitica del Giurassico medio intrusa da un complesso granitoide del tardo Giurassico (Bébien et al., 1987). Entrambi i complessi sono associati ad un complesso migmatitico (Bébien et al., 1986).
Il massiccio del Paikon è localizzato nella parte centrale della zona Vardar affiorante nel N della Grecia. In questo settore il bacino oceanico Triassico si apre fra il Massiccio Serbo-Macedone (MSM) a NE e la zona Pelagoniana a SW. Il Massiccio (MSM) è costituito da un’unità tettono-stratigrafica di età compresa fra il Giurassico ed il Terziario inferiore (Brown and Robertson, 2003). Il Massiccio è formato dal Gruppo vulcanico Giurassico del Paikon costituito da due unità magmatiche di tipo "island-arc". L’arco per Brown and Robertson (2004) si sviluppava lungo il margine SW del Massiccio Serbo-Macedone in risposta alla subduzione verso NE dell'oceano di Almopias. Evidenze indirette di questa subduzione sono date dall'apertura di bacini di retroarco nel Giura Medio-Sup. come quello delle ofioliti del Guevgueli che si trovano a NE del Paikon. Le ofioliti del Guevgueli sono ancora poco studiate e poco chiari sono i rapporti con il complesso migmatitico ed il loro setting geodinamico. Infine i rapporti strutturali fra Massiccio di Paikon e ofioliti del Guevgueli sono poco conosciuti e rappresentano un altro problema aperto nella geologia di quest'area.
C- Transetto cretese. A Creta è esposto un segmento della catena ellenica (Bonneau, 1984; Hall et al., 1984). I paleodomini delle Ellenidi, sono riconoscibili anche nel settore cretese. L’unità più bassa, costituita da carbonati di margine continentale (Hall et al., 1984; Bonneau, 1984) del dominio ionico, è ha un metamorfismo di HP/LT (Jolivet et al., 1996) ed è considerata un core complex esumato nel Miocene (Fassoulas et al., 1994; Jolivet et al., 1996; Fassoulas, 1999; 2001). Al di sopra affiora l’unità carbonatica di piattaforma Tripolitza Nappe) con basamento Permo-Triassico (Phyllite-Quartzite Nappe) (Creutzburg and Seidel, 1975; Bonneau and Karakitsios, 1979; Bonneau, 1984; Hall et al., 1984).
L’elemento sommitale dell’orogene è costituito da una serie di falde costituite da ofioliti, da torbiditi,da carbonatici e da elementi di basamento cristallino. Le unità ofiolitiche (Arvi, Vatos e Miamou), in parte segnate da metamorfismo di HP/LT derivano dalla deformazione di paleodomini oceanici d’età giurassica e cretacea (Vardar?, Pindos-Arvi) mentre le unità cristalline (Asterussia) da elementi del paleomargine continentale corrispondente alle zone pelagoniane (Bonneau, 1972; 1984; Seidel et al. 1981; Bonneau and Lys, 1978; Robert and Bonneau, 1982; Hall et al., 1984; Robertson 2002). Il riconoscimento di queste grandi unità tettonostratigrafiche, nonché la correlazione con i rispettivi paleodomini, rimane comunque controverso soprattutto per le unità oceaniche. Quest’ultime mostrano infatti età, composizione e posizione strutturale variabile all’interno dell’edificio a falde risultando ancora oggi di difficile interpretazione nel quadro evolutivo di questo settore delle catene perimediterranee (Robertson 2002).
La struttura dell'orogene cretese è caratterizzata da due principali livelli strutturali separati da una zona di taglio, formatasi durante le fasi collisionali, che ha portato le unità tetidee ed europea su quelle del paleomargine continentale africano. Questi rapporti sono stati profondamente modificati durante il Neogene dalla tettonica estensionale (McKenzie, 1978; Angelier et al., 1982; Meulenkamp et al., 1994; Ring et al., 2001), che ha permesso l’esumazione delle porzioni più profonde dell’orogene e la formazione dei bacini mio-pliocenici che caratterizzano l’isola (Meulenkamp et al., 1994; Ten Veen and Postma, 1999; Fassoulas, 2001; Ten Veen and Kleinspehn, 2003)

Molti i problemi ancora aperti:
1- L’attendibilità delle datazioni K/Ar delle anfiboliti;
2- La composizione ed i meccanismi di formazione dei mélange subofiolitici.
3- Il quadro delle fasi deformative, con particolare riguardo a quelle del Giura-superiore/Creta inferiore-Eocene
4- Il numero e la collocazione paleogeografica dei bacini delle ofioliti subpelagoniane e vardariane.
5- I rapporti geometrici e strutturali tra le unità ofiolitiche subpelagoniane e le successioni pelagoniane.
6- Le correlazioni tra le successioni pelagoniane e quelle apule tra il Trias medio ed il Creta inferiore.
7- I rapporti geometrico-strutturali delle ofioliti subpelagoniane e Vardariane, con le unità della zona Drina-Ivanjica.
8- I rapporti tra Massiccio dello Zlatibor e le successioni metamorfiche presenti al suo margine orientali e la genesi di queste ultime.
9- Le correlazioni tra unità ofiolitiche cretesi ed elleniche.
10- L’età e l’attribuzione del metamorfismo HP-BT di alcune ofioliti cretesi.

Il colmamento di queste lacune costituisce l’obiettivo del progetto: se i risultati saranno pari alle aspettative, si potrà dare un notevole contributo alla comprensione del’evoluzione della catena Dinarico-Ellenica. <<<