RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

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 di riferimento

Università degli Studi di FIRENZE - SCIENZE DELLA TERRA - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Gianfranco Principi

Descrizione

Il programma di ricerca nazionale prevede lo studio di tre transetti lungo la catena dinarico-ellenica: un transetto settentrionale (dinarico), tra la Bosnia-Erzegovina e la Serbia-Montenegro; un transetto intermedio (ellenico) tra l’Epiro e l’Axios; uno meridionale nell’Isola di Creta.
Con questo progetto L’U.O. di Firenze, in accordo con l’ U.O. di Pisa, si dedicherà allo studio della fascia ofiolitica occidentale affiorante nei primi due transetti e con l’U.O. di Catania la correlazione tra le unità subpelagoniane dell’Othrys e dell’Argolide (Grecia centrale e meridionale) con quelle analoghe nell’Isola di Creta.
Il primo transetto, dinarico, parte (ad ovest) dalle unità ofiolitiche del Massiccio di Varda-Zlatibor, Bosnia-Serbia) e arriva (ad est) a quelle della Zona interna vardariana (Massicci di Ibar e Kopaonika). Queste due zone ofiolitiche sono separate dalle unità continentali della Zona Drina-Ivanjica (Zona Korabi-Pelagoniana in Albania e Grecia).
Il secondo, ellenico, parte (ad ovest) dalla zona esterna subpelagoniana del Pindos e del Koziakas e, attraverso il massiccio del Vourinos e le unità intermedie del Vermion, di Paikon e dell’Almopias, arriva (ad est) a Gevgveli (Vardar-Axios).
Le U.O. di Pisa e di Firenze si divideranno il compito dello studio di questi due transetti:

a)- Nel primo l'U.O. di Firenze si occuperà del massiccio del Varda-Zlatibor, quella di Pisa di quello di Ibar-Kopaonika. Saranno inoltre effettuati confronti con le unità ofiolitiche affioranti in Albania (Mirdita).
Saranno studiate le successioni ofiolitiche appartenenti alla Dinaride Ophiolite Zone (DOZ) di Pamic et al. (2002) e le unità associate nei Massicci del Varda e dello Zlatibor.
Saranno effettuate ricerche di geologia strutturale, geologia stratigrafica, biostratigrafia, petrologia, geochimica e, possibilmente, paleomagnetismo.
Queste unità ofiolitiche esterne sono separate da quelle interne della zona del Vardar, cui appartengono i massicci ofiolitici di Ibar e Kapaonik dalle unità continentali della Zona Drina-Ivanjica, correlate con la Zona di Korabi-Pelagonia (Albania e Grecia).
Nei massicci ofiolitici di Varda e di Zlatibor, saranno le successioni vulcano sedimentarie e subordinatamente le rocce intrusive ed il nucleo peridotitico dei massicci. Particolare riguardo sarà posto per lo studio del Mélange subofiolitico (Dinaride Ophiolite Zone Mélange, DOZM, di Pamic et al., 2002) e alle suole anfibolitiche. Gli studi inoltre si estenderanno anche all'Unità Radiolaritica (di Pamic et al, 2002), corrispondente alla Diabas-Hornstein, alla soprastante Unità dei calcari e dolomie triassiche ed ai sedimenti clastici del Giura sup.-Creta sup. (Serie di Pogari di Jovanovic, 1959), che ricoprono in discordanza gli altri terreni. Se sarà possibile saranno verificati anche i rapporti geometrico-strutturali con le unità della zona Drina-Ivanjica.
Il quadro delle conoscenze su quest'area è però ancora molto incompleto:
- non c'è chiarezza sui rapporti esistenti tra il massiccio lherzolitico di Varda e quello Harzburgitico di Zlatibor.
- Le datazioni delle anfiboliti fatte con metodi K/Ar hanno bisogno di verifiche più attendibili.
- Le coperture sono ancora poco conosciute e non è molto chiaro il rapporto tra queste e la cosiddetta Formazione Radiolaritica.
- I rapporti tra il Massiccio dello Zlatibor e le successioni metamorfiche presenti al suo margine orientali e la genesi di queste ultime non sono chiari.
- I rapporti geometrico-strutturali con le unità della zona Drina-Ivanjica sono da verificare.

b)- Nel secondo transetto l’UO di Firenze si occuperà dei massicci ofiolitici della zona subpelagoniana (Pindos, Koziakas, Vourinos e Othrys)e delle unità sulle quali queste poggiano (Pelagoniano metamorfico e Unità del Pindos).
I massicci ofiolitici del Pindos, del Koziakas e dell’Othrys poggiano ad W sopra la zona Pindica, composta da una serie di sottounità tettoniche con vergenza occidentale formate da successioni continentali mesozoico-terziarie attribuite al margine Apulo. Al di sotto dei massicci ofiolitici c’è un mèlange di spessore variabile formato da materiale ofiolitico poligenico e materiale di margine continentale (da NW a SE Avdella, Koziakas e Agoriani Mèlange), del tutto simili a quelli ella Mirdita (Rubik Mèlange, della Erzegovina (DOZM) e dell’Argolide (Potami Mèlange). Al di sopra vi sono vari cunei ofiolitici dei quali quelli più occidentali (e soggiacenti) sono formati da ultramafiti lherzolitico-harzburgitiche e da rocce effusive con affinità MORB o mista (vedi Bortolotti et al. 2004a cum bibl.), mentre quelli più occidentali, compreso il Massiccio del Vourinos, hanno una marcata affinità IAT. Alla base sono presenti uno o più livelli di suole anfibolitiche di età medio giurassica. Al di sopra di queste localmente vi sono depositi mesozoici discordanti, in genere terrigeni e, al di sopra di tutto, con una vistosa discordanza, i depositi terrigeni terziari postorogenici del Solco Mesoellenico. Il Vourinos verso W/N-W e l’Othrys verso E/N-E poggiano sopra il Pelagoniano metamorfico.
Per quanto queste aree siano state più intensamente studiate (Bortolotti et al 2004b, cum bibl., Pomonis et al., 2005, Jones et al., 1992; Jones & Robertson, 1992; Ross & Zimmerman, 1996, Rassios & Smith, 2000) di quelle della zona Dinarica, tuttavia tali studi non sono ancora sufficienti per definire e comprendere l’assetto strutturale e la storia evolutiva degli orogeni dinarico-ellenici. In particolare:
-Acquisire un corredo omogeneo di dati strutturali dei vari massicci ofiolitici e stabilire sicure correlazioni e cronologie degli eventi tettonici.
-studiare i rapporti tra le unità ofiolitiche e le unità sottostanti, in particolare col Pelagoniano metamorfico della Macedonia Centrale.
-Acquisire dati sulle fasi orogeniche precoci (Giura-Creta inf.) e sulle direzioni di trasporto delle unità ofiolitiche.
-Completare il quadro delle conoscenze biostratigrafiche e petrologiche delle unità interessate allo studio, specialmente nel Koziakas e Othrys.

c)- Nel terzo transetto, la collaborazione con l’U.O. di Catania si concretizzerà con escursioni comuni e con confronti di dati, sia con quelli già acquisiti sull’Argolide (Bortolotti et al., 2003) sia con quelli che saranno acquisiti con questo programma.

L'obiettivo della ricerca è la definizione della stratigrafia e dei parametri strutturali delle unità ofiolitiche, e delle unità associate.
Un altro importante obiettivo è dato dallo studio dei Mèlange subofiolitici, in particolare la classificazione delle litologie dei vari blocchi presenti, 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 stabilire i vincoli per definire i processi di messa in posto precoce dell' Unità Ofiolitica.
Questi studi dovranno portare ad un modello che definisca gli assetti stratigrafici e ricostruisca l'evoluzione strutturale dell'Unità Ofiolitica durante le fasi di convergenza che hanno portato alla loro attuale messa in posto sopra la Placca Adriatica.
Un contributo sostanziale al raggiungimento di questi obiettivi, sarà fornito anche dalla biostratigrafia, in particolare dalla biostratigrafia a radiolari e a nannoplancton.
Se la qualità dei campioni lo permetterà, un apporto non secondario sarà fornito dal paleomagnetismo. Le analisi verranno effettuate da Aiello e Hagstrum presso il laboratorio del U.S. Geological Survey di Menlo Park in California. Questi dati si aggiungeranno a quelli ricavati dalle analisi paleomagnetiche di radiolariti ofiolitiche e non nelle Ellenidi meridionali (Aiello et al, 2005) e attualmente in fase di sottomissione per la stampa.
L'obiettivo finale della ricerca sarà quello di arrivare alla definizione, unitamente all'U.O. di Pisa, di un modello evolutivo per le unità ofiolitiche subpelagoniane (esterne) e per quelle della Zona del Vardar (interne), nonché dei rapporti tra le Unità ofiolitiche e quelle pelagoniane.

ARTICOLAZIONE DEL PROGRAMMA
Il programma è articolato su due anni.


PRIMO ANNO
-Transetto Dinarico-
Verrà effettuata una ricognizione preliminare nell'area del Massiccio dello Zlatibor (Serbia sud-occidentale) ed in quello di Varda (Repubblica di Bosnia-Erzegovina) per una visione globale dell'area e delle sue caratteristiche geologico-strutturali e per individuare le zone chiave per le successive ricerche.
Sulla base della letteratura e degli elementi emersi durante la ricognizione, sarà effettuata una missione dedicata essenzialmente al Massiccio dello Zlatibor, con rilevamenti geologici di dettaglio, raccolta di dati stratigrafici e mesostrutturali e campionature delle ofioliti e delle coperture, delle litologie del mélange e delle unità sovrastanti. In particolare:
- Sarà effettuata, in collaborazione con il personale serbo dell’UO di Firenze e Pisa, una ricerca dei lavori e delle carte geologiche esistenti. Successivamente, con colleghi serbi e bosniaci verrà organizzata l'escursione preliminare nei due Massicci ofiolitici.
- Sia per il Massiccio dello Zlatibor che per quello del Varda saranno compilate cartografie geologico/strutturali alla scala 1:25.000. Per il momento l'entità di questi rilevamenti non è quantificabile.
-In base a queste esperienze verranno quindi programmate ed effettuate ricercche di dettaglio concentrate, nel Massiccio dello Zlatibor (Serbia).
-Alla fine del primo anno è prevista una escursione in comune delle due unità operative di Firenze e Pisa (compreso il personale serbo che partecipa al progetto e quello bosniaco) per permettere ai partecipanti di conoscere lo stato della ricerca nei due settori di Varda-Zlatibor ed Ibar-Kopaonik
- Per il massiccio del Varda il primo anno saranno effettuate ricognizioni preliminari e preparate le cartografie per l'attività del secondo anno.

-Transetto Ellenico
Nel primo anno le ricerche verteranno sul mèlange subofiolitico del Pindos e del Koziakas e sull’acquisizioni di dati strutturali. Analogamente all’altro transetto saranno effettuati rilevamenti geologici di dettaglio, raccolti dati stratigrafici e mesostrutturali ed effettuate campionature delle ofioliti, delle coperture e delle litologie del mélange. In particolare:
- Dopo una nuova ricognizione bibliografica e cartografica. Saranno individuate le zone chiave per rilevamenti di dettaglio e per il rilevamento dei dati strutturali, stratigrafici e paleomagnetici.
- In questa fase i lavori si concentreranno sui mèlange subofiolitici del Pindos, del Koziakas e dell’Othrys e sulle successioni ofiolitiche in queste due ultime aree.
Saranno effettuate analisi minero-petrologiche e geochimiche sulle ofioliti e biostratigrafiche sui campioni delle coperture eseguite da personale dell' IGG-CNR di Firenze e Pisa incluso nel team del progetto. In particolare nelle varie formazioni verranno studiate sia le associazioni a Radiolari (Chiari) che a Nannofossili (Catanzariti).
Le analisi mesostrutturali (assi di pieghe, piani assiali, foliazioni, etc.) per stazioni riguarderanno tutte le formazioni. Nelle zone di taglio che separano le unità tettoniche e nei livelli anfibolitici saranno raccolti dati sulla cinematica e, su queste ultime, si faranno nuove datazioni radiometriche in collaborazione con l'Istituto IGG-CNR di Pisa.
I dati saranno elaborati mediante programmi di calcolo per identificare i trends strutturali. Saranno presi campioni sia di basalti che di coperture per il paleomagnetismo.
Tutti i dati relativi al progetto verranno resi disponibili on-line attraverso la creazione di una pagina web sul server del Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Pisa. Inoltre, è previsto un workshop, dove le due unità presenteranno lo stato dell'arte del progetto e dove verrà decisa l'attività di ricerca per il secondo anno. E' prevista la pubblicazione dei contributi al Workshop sulla pagina web e sulla rivista "Ofioliti".

SECONDO ANNO
-Transetto Dinarico-
Le ricerche si sposteranno, con modalità operative analoghe, nella zona del Massiccio di Varda. La prima parte del secondo anno sarà dedicata alla campionatura di dettaglio ed ai rilevamenti strutturali alla mesoscala, analoghi a quelli già descritti per il Massiccio dello Zlatibor. In quest'area sono presenti affioramenti più estesi di coperture vulcano-sedimentarie sia del complesso ofiolitico di Varda che della "Formazione Radiolaritica" (Diabas-Hornstein Fm) e pertanto l'attenzione sarà posta principalmente su queste litologie. Sarà studiato il sottostante Mélange sub-ofiolitico. Particolarmente sul contatto tra questo mélange e l'unità ofiolitica saranno accentuate le osservazioni. Nel settore Zlatibor le indagini proseguiranno per approfondimenti di problematiche emerse durante la prima campagna. Saranno anche svolte ricognizioni sul contatto tra le unità ofiolitiche e il massiccio della Drina-Jivanica (Pelagoniano).

-Transetto ellenico- Nella prima parte dell’anno si completerà la raccolta dei dati impostata nel primo anno e si estenderà lo studio strutturale e stratigrafico di dettaglio alle successioni ofiolitiche del Pindos e del Vourinos. Uno studio particolare sarà fatto sul pelagoniano metamorfico prospiciente al Massiccio del Vourinos e, se sarà possibile alle successioni di margine continentale della zona pindica.
Per ambedue i transetti saranno effettuate analisi strutturali alla mesoscala e campionature delle suole metamorfiche, con campioni orientati. Saranno effettuate, in collaborazione con la U.O. di Pisa, anche analisi petrografiche di dettaglio, al microscopio ottico e alla microsonda, ricostruire i sensi di taglio e le condizioni termo-bariche in cui la suola metamorfica si è sviluppata. Sono previste analisi di tipo radiometrico su alcuni campioni per determinare l'età dell'evento anfibolitico. In collaborazione tra colleghi dell’Università di Firenze (Marcucci) e dell'IGG-CNR di Firenze e Pisa verranno studiate sia le associazioni a Radiolari (Chiari) che a Nannofossili (Catanzariti) delle varie formazioni oggetto di studio. Le analisi paleomagnetiche saranno svolte da Aiello e Hagstrum (USA). Eventuali nuove analisi petrologiche saranno effettuate da personale dell’U.O. di Firenze (Petrone e Perini) con la collaborazione esterna del Prof. Saccani (Ferrara). Lo studio delle successioni di margine continentale sarà guidato dal Prof. Fazzuoli.
Nella seconda parte dell’anno verrà effettuata l'elaborazione finale dei dati raccolti, che sarà messa a confronto con le conoscenze precedentemente acquisite. Sono previste escursioni congiunte delle U.O. di Pisa, Firenze e Catania, sia nelle aree in studio che nella Mirdita (Albania), in Argolide e a Creta allo scopo di rivedere, sulla base delle nuove conoscenze acquisite durante il progetto, le aree chiave di questi settori.
La preparazione di sezioni geologiche attraverso le unità appartenenti alla Zona Ofiolitica Esterna affiorante nei massicci di Varna e Zlatibor, Pindos-Koziakas Vourinos e Othrys nonchè l'elaborazione di un modello evolutivo costituiranno la fase finale del progetto. Questo modello verrà integrato con quello proposto dall'U.O. di Pisa per le Unità Ofiolitiche Interne (Vardar) dei massicci di Ibar e Kopaonik e Vardar-Axios. In tal modo sarà possibile ricostruire una sezione completa attraverso le unità ofiolitiche della catena Dinarico-Ellenica e verrà proposto un modello evolutivo comprensivo delle due fasce ofiolitiche. Con la U.O di Catania si faranno correlazioni tra il subpelagoniano della Grecia meridionale e le unità simili nell’orogene cretese.
Nel workshop finale, verrà presentato e discusso l'insieme dei dati ottenuti e la loro interpretazione. Tali risultati saranno diffusi, oltre che sulla pagina web del progetto, mediante comunicazioni a congressi internazionali e pubblicazioni su riviste internazionali.