RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Caratterizzazione stratigrafica, paleoambientale e geochimico-petrografica di eventi al passaggio Triassico-Giurassico nei margini passivi dell'area alpina e centro atlantica: un approccio integrato

Università di riferimento

Università degli Studi di TRIESTE - SCIENZE GEOLOGICHE, AMBIENTALI E MARINE - TRIESTE(TS)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Daniele MASETTI

Descrizione

I ricercatori componenti l'Unità di Trieste, D. Masetti (stratigrafia dei carbonati), M. Ponton (geologia strutturale) e R. Romano (biostratigrafia) sono attualmente coinvolti nella realizzazione del progetto CARG, Foglio 049 Gemona, come esperti di settore e come direttore di rilevamento. L'inserimento tra il personale extrauniversitario di F. Podda e S. Russo, attualmente operativi come rilevatori nell'ambito dello stesso Foglio Gemona, permetterà un ulteriore incremento delle sinergie esistenti tra i due progetti, soprattutto per quanto riguarda il lavoro di terreno nelle Prealpi Carniche. Le tematiche di ricerca previste dal progetto impongono fondamentali integrazioni con ricercatori provenienti da altri enti ed università. Andrea Cozzi, laureato a Trieste, Ph.D. in Geologia alla Johns Hopkins University (U.S.A.) ed attualmente ricercatore presso l'ETH di Zurigo, si occuperà dell'analisi di facies di dettaglio e della stratigrafia isotopica a ridosso delle superfici di annegamento. La presenza dell'Eni E&P nell'unità di ricerca di Trieste, garantita dal coinvolgimento di R. Fantoni (geologia regionale) e P. Ronchi (diagenesi dei carbonati), consentirà l'accesso ai dati di sottosuolo rappresentati dalla stratigrafia dei pozzi e dai profili sismici riguardanti la pianura Padana e Veneta e l'Adriatico settentrionale.

L'evento di annegamento Sinemuriano nelle piattaforme carbonatiche del Sudalpino Orientale.
I primi risultati conseguiti dall'unità di Trieste nell'ambito del Progetto di Rilevanza Nazionale 2001 hanno confermato in pieno l'ipotesi di partenza che prevedeva la presenza di un'ampia lacuna stratigrafica, corrispondente a gran parte del Pliensbchiano, nella Piattaforma Friulana e su alcuni settori orientali della Piattaforma di Trento, dalla Valsugana al suo margine con il Bacino Bellunese (Romano et al., 2004). Gli studi in cui sarà articolata la ricerca prevedono:
- il controllo della reale estensione di questa superficie nell'ambito del settore più orientale della Piattaforma di Trento (Vallone Bellunese) e nella Piattaforma Friulana. In quest'ultimo caso si sfrutteranno le sinergie esistenti con il Carg Foglio Gemona;
- la realizzazione di un transetto E-W che colleghi tra loro gli ampi settori della Piattaforma Friulana caratterizzati dall'annegamento precoce dei Calcari Grigi ad altri (Selva di Ternova), nei quali la successione di piattaforma carbonatica sembra continua per tutto il Giurassico, allo scopo di chiarirne i reciproci rapporti;
- analisi di facies di grande dettaglio della successione a cavallo della superficie di annegamento cercando di chiarire la variazione tipologica della superficie di discordanza (rapporti tra le litologie del substrato di mare sottile e dei primi sedimenti che si sovrappongono a tale superficie);
- confronto tra le modalità di annegamento rilevate nel settore orientale della Piattaforma di Trento e quelle presenti nella Piattaforma Friulana;
-l'accesso ai dati di sottosuolo fornito dalla collaborazione con ricercatori Eni E&P permetterà di accertare l'eventuale prosecuzione della superficie di annegamento sinemuriana, e conseguente omissione del Lias medio e superiore, in tutto quel settore della Piattaforma di Trento presente al di sotto della pianura e se i cosiddetti Calcari Grigi segnalati dai pozzi ubicati nella pianura veneta siano effettivamente rappresentativi di tutto il Lias o solamente di una porzione di esso. Questa revisione della stratigrafia giurassica del sottosuolo veneto e padano permetterà di proporre un nuovo modello evolutivo del margine continentale giurassico Sudalpino sviluppato a partire da un suo settore, quello orientale, che è stato quasi sempre trascurato, sia per la scarsità di dati a disposizione che per la sua complessità. Un modello preliminare è stato presentato al congresso di Firenze (Fantoni et al., 2004);
- vista la scarsità, per non dire quasi assoluta mancanza, nel Sudalpino Orientale di dati sulla paleolatitudine nell'intervallo di tempo Triassico Superiore-Giurassico Inferiore, verrà effettato un progetto pilota, in collaborazione con l'unità di ricerca di Milano, con lo scopo di ottenere nelle successioni di piattaforma e bacinali un valore di paleolatitudine. Questo potrebbe fornire importanti indizi sulle variazioni paleoambientali che occorsero in questo intervallo di tempo, anche tenendo conto dei promettenti risultati riportati da Muttoni et al. (2005) su successioni analoghe del Bacino Lombardo;
- studio biostratigrafico integrato
Lo studio dell'evento di annegamento prima discusso richiede una datazione accurata sia del substrato che dei sedimenti sovrastanti. Il substrato è rappresentato ovunque dal Membro Inferiore dei Calcari Grigi il cui unico contenuto paleontologico utile a fini biostratigrafici è rappresentato da alghe dasicladali e foraminiferi bentonici. La conoscenza delle distribuzioni cronostratigrafiche di questi taxa in tale intervallo temporale (Lias inferiore-medio) è oggi abbastanza ben conosciuta (Barattolo & Romano, 2004). In questi ultimi anni, molti studi micropaleontologici sono stati finalizzati proprio alla calibrazione delle biozone comunemente utilizzate per l'interpretazione cronostratigrafica dei sistemi di piattaforma carbonatica di mare basso. L'ultima calibratura di tali biozone (ad alghe e foraminiferi) è stata effettuata nell'area bresciana (Botticino) dove in una sezione sono state rinvenute, al di sopra della superficie di annegamento della piattaforma della Corna, ricche faune ad ammoniti di età sinemuriana, a partire dalla zona a semicostatum ( ref ? ) . E' tuttavia auspicabile un ulteriore affinamento di tale calibratura biozonale da effettuare attraverso la campionatura sistematica di altre sezioni significative affioranti nella stessa area allo scopo di ricostruire le variazioni nelle associazioni micropaleontologiche e la registrazione dei bioeventi pre-sinemuriani.
Tale calibratura stratigrafica lascerà comunque insoluto il problema rappresentato dall'assenza di altri orizzonti marker utili a descrivere e suddividere l'intervallo anteriore alla zona a semicostatum. Questi marker potranno essere ricercati nel Membro Inferiore dei Calcari Grigi delle sezioni di Chizzola (Val d'Adige) e Monte Cengio (Altopiano d'Asiago). Queste sezioni, ubicate rispettivamente nel settore occidentale ed orientale della Piattaforma di Trento, sono caratterizzate da un alternanza ciclica di micriti e calcareniti subtidali e livelli marnosi verdastri. Studi preliminari condotti su tali sezioni hanno evidenziato la presenza in esse di un discreto contenuto a palinomorfi. Integrando le biozonazioni basate su taxa diversi (pollini nelle marne e foraminiferi ed alghe nei calcari) con la campionatura integrata delle due sezioni, si dovrebbe conseguire un affinamento della suddivisione biozonale dell'intervallo Hettangiano- Sinemuriano inferiore.
Le sinergie esistenti con il progetto CARG- foglio 49 Gemona permetteranno di estrapolare i risultati conseguiti nell'ambito della Piattaforma di Trento alla Piattaforma Friulana. In vasti settori quest'ultima piattaforma i Calcari Grigi sono talora caratterizzati dalla intercalazione di calcari selciferi bacinali (Formazione di Soverzene) che rappresentano episodi di annegamento, definitivi o temporanei e, in quest'ultimo caso, nuovamente ricoperti dalla progradazione delle facies di piattaforma. Nell'ambito del progetto CARG sono stati avviati studi preliminari per tentare di tarare cronostratigraficamente tali episodi attraverso campionature mirate allo studio del nannoplancton calcareo e dei radiolari abbondantemente presenti nel cortice dei noduli di selce. La prosecuzione di queste ricerche prevede lo studio sistematico di alcune sezioni stratigrafiche significative da questo punto di vista ( M. Verzegnis e Val Lavaruzza tra le altre), allo scopo di integrare i dati provenienti dallo studio paleontologico delle associazioni ad alghe e foraminiferi caratterizzanti il substrato (Calcari Grigi) con i dati cronostratigrafici forniti dal nannoplancton e dai radiolari provenienti dalle intercalazioni bacinali della Formazione di Soverzene. In questo modo si potrebbero ottenere due diverse tipologie di informazioni: la prima. squisitamente biostratigrafica, consistente nella taratura e conseguente ricalibratura tra due sistemi biozonali (piattaforma e pelagico); la seconda volta a chiarire quale fosse la registrazione bacinale degli eventi di annegamento della piattaforma dei Calcari Grigi del Friuli durante l'intervallo Hettangiano- Pliensbachiano.
In sintesi, lo studio biostratigrafico integrato delle sezioni di Botticino (Prealpi Bresciane), Monte Cengio e Chizzola (Prealpi Venete), Monte Verzegnis e Val Lavaruzza (Prealpi Friulane), dovrebbe portare alla definizione di un quadro biozonale ad alghe dasicladali e foraminiferi bentonici ben suddiviso al suo interno e calibrato biostratigraficamente (grazie all'integrazione con le biozone a palinomorfi per l'intervallo presinemuriano, e con quelle a nannoplancton e radiolari per l'intervallo postsinemuriano). Tale quadro sarà indispensabile per la datazione dei sedimenti liassiaci di piattaforma di mare sottile in situazioni in cui non è possibile ricorrere ad altre biozone, e permetterebbe inoltre di mettere in luce eventuali lacune esistenti tra il top della piattaforma e i sovrastanti sedimenti bacinali, altrimenti non diagnosticabili. Si cercherà inoltre di verificare la dipendenza della variabilità tassonomica algale in relazione alle variazioni paleoambientali, in modo da riconoscere ed eliminare le interferenze locali che possono alterare e/o mistificare le attribuzioni cronostratigrafiche.
Le competenze per tali studi sono tutte presenti nell'ambito delle unità partecipanti al progetto e in parte fornite dalla sinergia con il progetto CARG in cui i componenti dell'unità di Trieste sono impegnati.

Le variazioni degli isotopi stabili del Carbonio attraverso gli eventi di annegamento sinemuriani ed al limite T/J
- Lo studio isotopico delle successioni di annegamento si concentrerà particolarmente sugli isotopi stabili del Carbonio, che verranno utilizzati per ottenere dei profili di 13Ccarb e, specialmente nelle successioni bacinali, di 13Corg per definire una eventuale perturbazione del ciclo del Carbonio in coincidenza con l'evento di annegamento. La natura della superficie di discontinuità (emersione subaerea o superficie di annegamento?) verrà studiata tramite petrografia di dettaglio, microscopia a catodolominescenza e i singoli componenti carbonatici verranno campionati alla scala dei 20-30 micron per ottenere valori degli isotopi stabili del Carbonio e dell'Ossigeno. Gli isotopi dello Stronzio verranno analizzati solo sul materiale che avrà passato con successo lo screening per l'alterazione diagenetica. Il rapporto 87Sr/86Sr servirà sia per correlare le successioni studiate con altre biostratigraficamente ben tarate, sia per capire eventuali cambiamenti paleoambientali durante gli annegamenti delle piattaforme.
- La stratigrafia isotopica del limite T/J puo' considerarsi una valida alternativa alla mancanza di associazioni fossilifere significative. Come mostrato da Galli et al. (2005), in corrispondenza del limite T/J si riscontra uno shift negativo del 13Ccarb e del 13Corg. Questa variazione negativa raggiunge valori vicini a -2‰ e, se combinata con la stratigrafia isotopica disponibile per l'intervallo Norico-Retico (Gawlick & Böhn, 2000; Muttoni et al., 2004) e per il Giurassico (Jenkins et al., 2002), diventa un marker ad altissima risoluzione stratigrafica (le sezioni stratigrafiche dove il limite T/J corrisponde allo shift isotopico negativo sono state tarate con ammoniti, conodonti, foraminiferi bentonici, pollini, magnetostratigrafia). In questo modo è possibile confrontare lo sviluppo verticale della facies sedimentarie tra successioni coeve di piattaforma e di bacino, valutando gli effetti dell'estinzione di massa al limite T/J sulla ‘carbonate factory' e stabilendo una cronologia relativa degli eventi di annegamento. Sarà possibile anche distinguere annegamenti che coincidono con il limite T/J, e quindi posso essere messi in relazione causa/effetto con l'estinzione di massa di fine Triassico (meccanismi globali), e quelli che lo precedono o seguono. Questi ultimi troverebbero la loro spiegazione in meccanismi locali, tipo aumento repentino della subsidenza per attivazione di faglie dirette, come suggerita da Carulli et al. (1998, 2003), oppure variazioni ambientali (salinità, circolazione delle acque, nitrenti, etc). Da ultimo, questo approccio geochimico ha il potenziale di posizionare il limite T/J in successioni dove l'analisi di facies e la biostratigrafia non hanno avuto successo. In questo modo uno degli annosi problemi come quello dell'età della Dolomia Principale potrebbe venire finalmente risolto.
- Laddove sarà possibile documentare uno shift negativo del 13Ccarb e 13Corg, si procederà ad un ulteriore campionamento per analizzare gli isotopi stabili del Boro (11B). Questi, essendo sensibili alle variazioni di pH dell'acqua, potrebbero dare ulteriori indicazioni sulle supposte variazioni della pCO2 nell'atmosfera che sarebbero avvenute in corrispondenza del limite T/J e, possibilmente, anche in corrispondenza dell'annegamento sinemuriano delle piattaforme liassiche del Sudalpino Orientale.