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 PISA - SCIENZE DELLA TERRA - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Luca Pandolfi

Descrizione

Il programma di ricerca nazionale prevede lo studio di un transetto che all'altezza della Serbia prenda in esame le sequenze ofiolitiche appartenenti alle Unità Ofiolitiche Esterne (massicci di Varda e Zlatibor) e alle unità della Zona del Vardar (massicci di Ibar e Kopaonik) e le confronti con le unità ofiolitiche affioranti nei settori meridionali della catena (Albania e Grecia). Il programma dell'unità operativa di Pisa riguarderà ricerche di geologia e geologia strutturale sulle unità oceaniche e continentali appartenenti alla Zona del Vardar e affioranti nella parte meridionale della Repubblica di Serbia-Montenegro e nella Grecia settentrionale. In particolare verranno studiate due aree dove affiorano estesamente le unità tettoniche appartenenti alla Zona del Vardar: il massiccio di Kopaonik ed il massiccio di Ibar. Inoltre un ulteriore transetto verrà analizzato nella Grecia settentrionale all’altezza dei massicci di Paikon e del Guevgueli.
Una sezione geologica all'altezza della Serbia meridionale risulta particolarmente efficace ed interessante in quanto in questo settore le Unità Ofiolitiche Esterne sono separate dalle unità della Zona del Vardar in modo inequivocabile dalle unità continentali della Zona Drina-Ivanjica correlabili con la Zona di Korabi e la Zona Pelagoniana affioranti in Albania e Grecia rispettivamente. L'attenzione dell'unità operativa di Pisa verrà rivolta soprattutto all'Unità Ofiolitica, alla sottostante Unità del Melange Subofiolitico e alla sovrastante Unità del Flysch Cretaceo, anch'essa attribuita alla Zona del Vardar. Sono inoltre previste ricerche nell'unità metamorfica sottostante l'unità del Melange Subofiolitico e nota in letteratura come "Central Kopaonik Series" e nelle intrusioni magmatiche terziarie che caratterizzano questo settore (corpi granitoidi di Kopaonik e di Zeljin).
Il primo obiettivo di questa ricerca sarà la ricostruzione dell'originaria stratigrafia delle sequenze ofiolitiche e delle sue coperture sedimentarie. Altro obiettivo sarà la messa a punto di un modello che ricostruisca l'evoluzione strutturale e tettonica dell'Unità Ofiolitica che porta alla messa in posto delle unità oceaniche sulle unità continentali della Placca Adria. Per raggiungere questo obiettivo sarà particolarmente importante lo studio dell'Unità del Melange Subofiolitico in grado di fornire importanti vincoli per i processi di messa in posto precoce dell'Unità Ofiolitica, mentre per quello che riguarda l'evoluzione nelle fasi più recenti risulterà di fondamentale importanza lo studio strutturale delle unità del Flysch Cretaceo e della sottostante "Serie Metamorfica di Kopaonik". In particolare dovranno essere ricostruiti i rapporti geometrici fra queste unità ed analizzate le zone di taglio che le separano in modo da ricostruire la cinematica relativa alla messa in posto di queste unità ed una cronologia dei principali eventi deformativi. A questo scopo si rende necessaria la datazione dei principali corpi intrusivi e delle successioni torbiditiche presenti nell'area in modo da porre dei vincoli temporali a questa ricostruzione. Obiettivo finale della ricerca sarà quello di proporre, unitamente all'unità operativa di Firenze un modello evolutivo per le unità ofiolitiche della Zona del Vardar affioranti nella Serbia meridionale e in Grecia settentrionale e confrontare i risultati ottenuti in questo settore con i dati disponibili per le unità affioranti in Albania e Grecia meridionale. Il compito dell'unità operativa di Pisa per il primo anno sarà quello di effettuare dei rilevamenti geologici di dettaglio su aree selezionate e di raccogliere tutti i dati mesostrutturali relativi alla storia della deformazione legata ai processi di messa in posto delle ofioliti, mentre nel secondo anno verranno effettuate analisi di maggior dettaglio, con particolare attenzione allo studio dei processi di messa in posto delle unità ofiolitiche nella fase precoce, nelle successive fasi di obduzione legate agli eventi collisionali e nella fase tardiva di esumazione dell'edificio strutturale. Le risorse umane ed economiche del progetto verranno impiegate, nella prima fase, soprattutto nello studio del massiccio di Kopaonik dove le conoscenze geologiche di base ed i dati di letteratura sono più completi rispetto al massiccio di Ibar e del Guevgueli che verranno analizzati soprattutto nella seconda parte del progetto.

PRIMO ANNO

Settore di Kopaonik:
E’ prevista nel primo anno la raccolta dei lavori e delle carte geologiche esistenti in stretta collaborazione con il personale serbo dell'unità operativa. A seguito di questa fase preliminare verranno identificate alcune aree chiave dove l'unità di personale a contratto effettuerà una revisione della cartografia in scala 1:25.000 (circa 2 mesi uomo) in modo da produrre una carta geologico/strutturale dei settori chiave finalizzata alla creazione di una banca dati dove confluiranno tutti i dati geologici e strutturali. Questa banca dati permetterà di identificare i settori più significativi in cui verranno eseguiti rilevamenti geologici di dettaglio in scala 1:10.000 (circa 3 mesi uomo, personale a contratto). È previsto il rilevamento di circa 30 km2 a questa scala. Le carte geologiche prodotte e le relative sezioni geologiche, saranno informatizzate alla scala 1:25.000 (2 mesi uomo, personale a contratto) e rese disponibili alla comunità scientifica attraverso pubblicazione sul web. Durante il rilevamento verranno individuate le zone chiave per la ricostruzione della stratigrafia della sequenza ofiolitica e di eventuali coperture sedimentarie. Nel caso fosse necessario è prevista la possibilità di effettuare analisi geochimiche a pagamento per la caratterizzazione della sequenza ofiolitica Nel caso venissero riconosciute coperture sedimentarie della sequenza ofiolitica è previsto il loro studio e la loro datazione in collaborazione con L'unità operativa di Firenze. In questa fase saranno raccolti i dati relativi a tutti gli elementi strutturali al fine di ricostruire il quadro strutturale a scala della carta geologica. Particolare attenzione sarà riservata alla cinematica delle zone di taglio che separano le diverse unità tettoniche. I dati saranno elaborati per identificare i trends strutturali degli elementi più significativi. Questo permetterà di identificare settori omogenei in cui analizzare le deformazioni alle differenti unità studiate (2 mesi uomo, personale a contratto). In ogni unità tettonica verranno effettuate stazioni mesostrutturali analizzando affioramenti particolarmente significativi al fine di ricostruire L’evoluzione strutturale. Si prevede di analizzare almeno 20 affioramenti per unità tettonica e verranno prelevati almeno 50 campioni orientati per studi microstrutturali. In particolare l'analisi microstrutturale verrà utilizzata per meglio definire gli eventi deformativi riconoscibili sul terreno e per determinare i sensi di taglio dei principali contatti tettonici. Durante il primo anno verranno inoltre raccolti campioni per la caratterizzazione geochimica e geocronologica del corpo intrusivo principale affiorante nel massiccio di Kopaonik. Le analisi geochimiche e le datazioni radiometriche verranno effettuate in collaborazione con l'Istituto IGG-CNR di Pisa (circa 2 mesi uomo)

Settore di Ibar
Per quanto riguarda quest'area, nel primo anno, é prevista la raccolta di tutti i lavori esistenti. In questa fase verrà redatta una carta alla scala 1:25.000 dai dati di rilevamento esistenti che verrà utilizzata durante la prima fase di lavoro sul terreno. Sono inoltre previsti 3 mesi uomo di lavoro sul terreno per l'identificazione in questo settore delle aree più significative da studiare in dettaglio durante il secondo anno e per la revisione dei rilevamenti alla scala 1:25000. Durante il lavoro di terreno saranno raccolti dati relativi a tutti gli elementi strutturali con particolare attenzione agli indicatori cinematici delle zone di taglio al fine di ricostruire, anche se in fase preliminare, il quadro strutturale di questo settore e confrontarlo con quello dell'area di Kopaonik.

Settore del Guevgueli
Durante il primo anno verranno raccolti tutti i dati di letteratura disponibili sull’unità ofiolitica e sul massiccio granitoide ad essa associato. Allo stesso tempo veranno analizzati i prodotti cartografici disponibili in letteratura, in modo da indentificare i settori chiave dove concentrare l’attività di terreno nell’anno seguente. Le carte geologiche disponibili verranno digitallizate e unitamente ai dati raccolti dalla letteratura andranno a formare un data base geologico.

Tutti dati relativi al progetto: staff, bibliografia, pubblicazioni, attività di ricerca, prodotti della ricerca, verranno resi disponibili on-line attraverso la creazione di una pagina web che sarà gestita dall’unità operativa di Pisa sul server del Dipartimento di Scienze della Terra dell'università di Pisa. Alla fine del primo anno è prevista una escursione in comune dalle due unità operative di Pisa e Firenze compreso il personale serbo che partecipa al progetto, per permettere ai partecipanti di conoscere lo stato della ricerca nei due settori di Varda/Zlatibor ed Ibar/Kopaonik. Inoltre, sempre alla fine del primo anno è previsto un workshop operativo, dove le due unità presenteranno lo stato dell'arte del progetto e dove verrà organizzata l'attività di ricerca per il secondo anno di progetto. E' prevista la pubblicazione dei contributi al Workshop sulla pagina web del progetto e sulla rivista "Ofioliti".

SECONDO ANNO
Settore di Kopaonik
Per questo settore il secondo anno sarà completamente dedicato all'esecuzione di analisi di dettaglio nelle aree chiave messe in evidenza durante il primo anno di lavoro. Particolare attenzione, in questa fase, verrà rivolta all'Unità del Melange Subofiolitico e ai suoi rapporti con la sovrastante Unità ofiolitica. La comprensione dell'origine di questa unità risulta di fondamentale importanza per capire i meccanismi e tempi di messain posto dell'Unità Ofiolitica. È prevista una fase di lavoro di dettaglio sul terreno (2 mesi uomo, unità a contratto) con rilevamenti geologici di estremo dettaglio (1:5000 / 1:2000) della zona di contatto fra questa unità e l'Unità Ofiolitica. La zona di contatto dovrebbe essere caratterizzata dalla presenza di una suola anfibolitica parzialmente conservata, così come accade nei settori più meridionali della catena. Lo studio della suola anfibolitica è di fondamentale importanza per ricostruire le fasi di messa in posto precoce della falda ofiolitica. In questo caso verranno raccolti campioni orientati sulla suola anfibolitica (almeno 20 campioni) su cui saranno effettuate analisi petrografiche di dettaglio al microscopio ottico e alla microsonda in modo da poter ricostruire sensi di taglio e le condizioni termo-bariche in cui la suola metamorfica si è sviluppata. Sono inoltre previste analisi di tipo radiometrico su alcuni campioni per determinare l'età dell'evento anfibolitico. Inoltre sempre nelle zone di contatto fra le due unità verranno studiate le zone di taglio più "fredde" in modo da poter caratterizzare le fasi di messa in posto tardive dell'Unità Ofiolitica. Sempre nell'Unità del Melange Subofiolitico sono previsti studi stratigrafici e petrografici di dettaglio delle sequenze torbiditiche ("Jurassic Chert Fm." degli autori Serbi) che caratterizzano questa unità tettonica. In collaborazione con l'istituto IGG-CNR di Pisa verranno studiate le associazioni a Nannofossili di questi depositi in modo da determinarne l'età (1 o 2 mesi uomo) e verrà effettuato uno studio di provenienza della frazione arenitica (2 mesi uomo). Uno studio analogo verrà effettuato sulla sequenza torbiditica dell'unità tettonica del Flysch Cretaceo sovrastante l'Unità Ofiolitica in modo da ottenere, anche per questa successione, una età ed uno studio di provenienza di questi depositi. Questi dati, unitamente all'età delle manifestazioni magmatiche, dovrebbero fornire importanti vincoli all'evoluzione strutturale di questo settore di catena.

Settore di Ibar
Il lavoro effettuato durante il primo anno in questo settore dovrebbe evidenziare le aree più significative da indagare in dettaglio durante il secondo anno di lavoro. Verranno identificate delle stazioni strutturali significative per le diverse unità tettoniche affioranti e si prevede di analizzare almeno 10 affioramenti per unità tettonica dove verranno prelevati almeno 30 campioni orientati per studi microstrutturali. In particolare l'analisi microstrutturale verrà utilizzata per meglio definire gli eventi deformativi riconoscibili sul terreno e per determinare i sensi di taglio dei principali contatti tettonici (2 mesi uomo, personale a contratto). Le carte geologiche e le relative sezioni geologiche prodotte saranno informatizzate alla scala 1:25.000 e rese disponibili alla comunità scientifica attraverso pubblicazione sul web. Durante il lavoro di terreno verranno individuate le zone chiave per la ricostruzione della stratigrafia della sequenza ofiolitica e di eventuali coperture sedimentarie. I dati saranno confrontati con quelli ottenuti nel settore di Kopaonik e verrà valutata la necessità di effettuare analisi di dettaglio anche in questo settore, analogamente a quanto fatto nel settore di Kopaonik, nelle unità Ofiolitica, del Melange Subofiolitico e del Flysch Cretaceo.

Settore del Guevgueli
Durante la prima metà del secondo anno di lavoro è programmata l’attività di terreno (circa 2 mesi uomo). Carte geologiche dettagliate alle scale 1:10.000 e 1:25.000 verranno rilevate nelle aree chiave identificate in precedenza.
Il lavoro di terreno verrà principalmente dedicato alla ricostruzione delle sequenze ofiolitiche, caratterizzando la loro stratigrafia e le loro caratteristiche petrografiche e geochimiche. Inoltre è prevista l’analisi mesostrutturale di questa unità insieme alla raccolta e lo studio di campioni orientati. Queste analisi saranno mirate principalmente alla caratterizzazione delle deformazioni associate alle fasi di accrezione oceanica e alle successive fasi di messa in posto sui margini continentali. Il lavoro di terreno sarà inoltre finalizzato alla definizione dei rapporti fra la Sequenza Ofiolitica medio-Giurassica, i Granitoidi tardo Giurassici ed il Complesso Migmatitico. Infine i rapporti fra massicci del Guevgueli e del Paikon verranno investigati anch’essi attraverso la raccolta di dati strutturali.

La seconda parte del secondo anno sarà inoltre dedicata alla elaborazione finale dei dati raccolti ed al confronto con le conoscenze precedentemente acquisite dai partecipanti al Progetto. A questo scopo è prevista una escursione congiunta delle due unità operative di Pisa e Firenze nelle aree più meridionali della catena (Albania e Grecia) allo scopo di rivedere, sulla base delle nuove conoscenze acquisite durante il progetto, le aree chiave di questi settori. Alla fine del progetto è prevista la preparazione di una sezione geologica ed un modello evolutivo per le unità appartenenti alla Zona del Vardar affiorante nei massicci di Ibar, Kopaonik e Guevgueli. Questo modello verrà integrato con quello proposto dall'unità operativa di Firenze per le Unità Ofiolitiche Esterne dei massicci di Varda e Zlatibor in modo da ricostruire una sezione completa della unità ofiolitiche della catena Dinarico-Ellenica e verrà proposto un modello evolutivo comprensivo delle due fascie ofiolitiche. I dati ottenuti e i relativi modelli saranno confrontati con i dati a disposizione per le unità ofiolitiche di Albania e Grecia. I dati ottenuti e la loro interpretazione verranno presentati e discussi nel workshop finale aperto a tutta la comunità scientifica. I risultati saranno diffusi, oltre che sulla pagina web del progetto, mediante comunicazioni a congressi internazionali e pubblicazioni su riviste internazionali.