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La ricerca dell'U.O. si articola in studi di carattare geologico-strutturale, tettonico e cinematico. ANALISI GEOLOGICO-STRUTTURALE Lo studio geologico-strutturale sistematico sul terreno sarà limitato all'Appennino umbro-marchigiano, con specifico riferimento ai caratteri strutturali (trend, tipologia ed entità del dislocamanto delle paleofaglie). Esso sarà basato: a) sull'analisi di facies dei depositi giurassici (in collaborazione con l'U.O. n. 4), con particolare attenzione alla valutazione degli spessori, alla distribuzione e all'analisi composizionale dei materiali risedimentati, in particolare di quelli grossolani(megabrecce), indicativi di attività di faglie sinsedimentarie e alla presenza di uncorformity; b) sul riconoscimento e la caratterizzazione geometrica e (ove possibile) cinematica delle paleofaglie; c) sul rilevamento e l'analisi dei filoni sedimentari che spesso accompagnano quest'ultime. Le aree selezionate per l'indagine sono ubicate nel gruppo dei Monti Sibillini (Marche meridionali) e nel complesso del M. San Vicino (Marche centrali). Esse sono state scelte per i seguenti motivi: i)l'U.O., per queste aree, dispone di rilevamenti geologici inediti, condotti dai proponenti nell'ambito del Progetto CARG Marche; ii) le strutture relative al rifting liassico, non mostrano significative riattivazioni durante la compressione neogenica, così che l'architettura di questo settore del margine passivo della Tetide risulta ben conservata [14]. Per le altre aree ricadenti nel Progetto e coperte dalle altre U.O., la nostra U.O fornirà il supporto strutturale necessario. La nostra U.O. si prefigge inoltre di realizzare, per tutta l'area del progetto, un data base che consentirà di redigere la cartografia georeferenziata delle paleostrutture con la loro caratterizzazione, utilizzando i dati esistenti e quelli inediti forniti dai componenti delle altre U.O. del Progetto, al fine di ricavare: a) i trend dominanti e i rigetti delle paleofaglie; b) le associazioni strutturali; c) le direzioni di estensione. L'età degli eventi distensivi verrà determinata comparando i dati stratigrafici con quelli strutturali. Per alcune aree, inoltre, si tenterà di stimare l'ampiezza degli originari domini, realizzando sezioni geologiche retrodeformate. ANALISI TETTONICA Al fine di determinare e correlare l'evoluzione tettonica dei rift, sia tra le aree oggetto di studio in questo progetto (Appennino settentrionale, meridionale e Sicilia) sia tra le aree già studiate(Margini atlantici ed Alpi Meridionali), la nostra U.O. si occuperà di raccogliere i dati prodotti da tutte le altre U.O. Tali dati consisteranno in particolare in curve di subsidenza che daranno utili indicazioni sulla storia termica e tettonica dei margini. Inoltre, dal confronto di tali curve con le curve sintetiche di subsidenza basate sul modello di Mckenzie [24] si otterranno i valori del fattore di assotigliamento crostale beta. Quest'ultimo dato, supportato dalla storia termo-barica delle rocce di basamento(U.O. n. 3), costituisce un valido strumento per l'interpretazione dei processi tettonici che hanno regolato la storia dei rift e la formazione dei bacini. A tali scopi ci si avvarrà dei più moderni software per la modellizzazione dei bacini disponbili sul mercato(Stretch 1.0, Baxter & Kusznir 1999; Felx-Decomp 1.0, Baxter & Kusznir 2000; www.badleys.co.uk). Infine, il fattore beta sarà impiegato, assieme ai risultati ottenuti dalla retrodeformazione di sezioni geologiche opportunamente scelte, per la stima dell'ampiezza del paleomargine. Ciò fornirà utili indicazioni sullo spessore e la natura del basamento delle coperture mesozoiche appenniniche. In questo contesto sarà analizzata con particolare attenzione la subsidenza delle piattaforme carbonatiche appenniniche che, meglio dei bacini, hanno registrato la storia del rift. Considerando infine la distribuzione delle vulcaniti e la distribuzione delle anomalie termiche sarà valutata l'applicabilità, per le aree studiate, del modello di Wernicke [41] e, in caso affermativo, saranno definite l'upper plate e la lower plate del rift. MODELLO CINEMATICO Il modello cinematico sarà elaborato utilizzando un pacchetto software per la modellizzazione paleotettonica, prodotto da uno dei componenti l'unità stessa (PCME ver. 4.0, Schettino, 1998). Tale software permette di determinare: i) Poli di rotazione tra singole coppie di placche, o di blocchi crostali rigidi, utilizzando isocrone comunque ottenute o slip vectors ricavati da dati strutturali; ii) Campi di velocità relativi o assoluti e la loro evoluzione; iii) Associazioni strutturali compatibili con la cinematica prevista dal modello di rotazioni. L'evoluzione paleotettonica dell'area centro-mediterranea è fortemente condizionata dai movimenti relativi delle placche atlantiche (Africa, Europa, Iberia). La posizione relativa di queste placche dal Lias medio (200 m. a.) al Bathoniano è determinata dai dati paleomagnetici [35], mentre dal Bathoniano in poi le anomalie magnetiche dell'Atlantico forniscono una accurata descrizione del moto tra Africa ed Europa [16]. Per i movimenti precedenti il Lias medio i dati paleomagnetici sono insufficiente o mancanti; i dati geologici, però, se letti ed interpretati in maniera corretta, possono costituire una fonte d'informazione utile per determinare i movimenti relativi tra coppie di placche. In tale contesto dovrà essere chiarito innanzitutto il nesso tra il rifting dell'Atlantico centrale e quello mediterraneo che ha condotto alla formazione di crosta oceanica nel bacino di Pindos e Ligure-Piemontese. A tale scopo le carte di sintesi delle paleofaglie, redatte per i margini passivi del puzzle delle placche atlantiche e delle microplacche mediterranee, costituiranno la fonte principale dei dati. Successivamente, da un attento esame dei risultati della geohistory analysis e dalle variazioni di direzioni di estensione, saranno ricavati gli intervalli temporali per i quali calcolare le rotazioni finite tra le placche. Utilzzando gli slip vector relativi ai suddetti intervalli si otterranno i poli di rotazione. Il fattore beta infine potrà essere utilizzato alla stregua delle velocità lineari per minimizzare l'errore nella determinazione dei poli. Nel contesto dinamico del Mediterraneo, un problema particolarmente importante è rappresentato della placca adriatica la cui posizione, al momento dell'apertura del bacino Ligure-Piemontese, non può essere vincolata da anomalie magnetiche essendo stata subdotta la crosta oceanica dei bacini Pindos e Ligure-Piemontese. Per determinare detta posizione si dovrà ricorrere ancora una volta ai dati geologici e strutturali. Pertanto, una volta ricostruita la posizione relativa delle principali placche e del blocco Sardo-Corso(ben vincolato da dati paleomagnetici), si procederà, a sistemare la placca adriatica in una posizione compatibile con la forma dei margini restaurati e i dati geologici (distribuzione delle facies e delle faune continentali, paleostrutture, slip vector, curve di subsidenza), ottenendo così la posizione relativa con le altre placche al limite Bajociano – Bathoniano (inizio del drifting). Anche per la placca adriatica, come per le placche atlantiche, i poli di rotazione che ne descrivono il moto relativo tra il Bajociano e il Trias medio saranno determinati usando gli slip-vector ricavati dai dati geologici-strutturali. Il modello cinematico così ricavato permetterà di costruire carte paleogeografiche per i momenti rappresentativi del rifting. Dette carte consentiranno di visualizzare le variazioni di estensione dei rift nello spazio e nel tempo, nonchè le modalità stesse dell'estensione, legate a eventuali cambiamenti di poli di rotazione o delle velocità angolari, quindi alla storia dei rift mesozoici. PIANO DI LAVORO Allo scopo di ottenere risultati concreti nei tempi previsti dal progetto, la ricerca sarà organizzata nelle seguenti fasi: a) riesame critico dei dati finora esistenti nel quadro delle finalità del progetto; b) compilazione di una carta delle paleostrutture di alcune aree chiave dell'Appennino umbro-marchiagiano da realizzare in collaborazione con l'U.O. n. 4; c) assemblaggio e interpretazione di tutti i dati prodotti dalle altre U.O.; d) correlazioni cronologiche degli eventi distensivi; e) geohistory analysis delle principali sezioni stratigrafiche; f) determinazioni del fattore beta e stima (ove possibile) della originaria larghezza dei paleomargini; g) verifica di applicabilità del modello di Wernicke [41]; h) correlazioni degli eventi tra l'area studiata, quella delle Alpi meridionali, dei margini atlantici del nord America e marocchini e dell'Atlas. i) compilazione di una carta di sintesi georeferenziata delle paleostrutture del rifting dell'intera area della Pangea centrale al fine di vincolare il modello cinematico. l) elaborazione del modello cinematico e paleogeografico dei rift. I punti c), d), e), f), g) e h) saranno espletati in stretta collaborazione con le U.O. che hanno prodotto i dati. L'elaborazione del modello cinematico, infine, necessiterà del continuo supporto dei ricercatori di tutte le U.O.
