RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

LA SEDIMENTAZIONE CLASTICA CENOZOICA DELLE CATENE CIRCUM-MEDITERRANEE: IMPLICAZIONI PER L'EVOLUZIONE PALEOGEOGRAFICA E PALEOTETTONICA

Università di riferimento

Università degli Studi di URBINO "Carlo BO" - Geologia - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Vincenzo Perrone

Descrizione

Il Bacino dei Flysch Maghrebidi (BFM), nelle convinzioni dei proponenti il progetto di ricerca, rappresentava il ramo meridionale
della Tetide occidentale, interposto tra la Microplacca Mesomediterranea ed il margine continentale africano (Guerrera et al.,
1993). A Nord-Est dell'area oceanica ionica è dimostrata la presenza di un altro ramo oceanico che separava la Microplacca
Mesomediterranea dal margine continentale adriatico (Oceano Lucano; Bonardi et al., 1993; 2001), e che può essere considerarato
la continuazione del BFM nei domini appenninici. A questo bacino vengono attribuite, in Appennino meridionale, le unità oceaniche
del confine calabro-lucano e del Cilento. Studi recenti lasciano prefigurare il riconoscimento di unità del bacino oceanico lucano
anche in Appennino settentrionale (Perrone et al., 1998; de Capoa et al., 2003).
L'attribuzione di unità oceaniche all'insieme BFM-Oceano Lucano si basa sui caratteri delle successioni stratigrafiche, che coprono
per intero l'intervallo Giurassico superiore-Miocene inferiore, e sono molto simili dall'Arco Betico-Rifano all'Appennino
settentrionale, nonchè su una deformazione, con vergenza africana o adriatica, di età Miocene inferiore (Guerrera et al., 2005).
Tutti questi dati ben si accordano con un bacino oceanico in posizione esterna rispetto a quello Nevadofilabride-Ligure-Piemontese.
Nelle successioni dell'insieme BFM-Oceano Lucano sono presenti due intervalli rappresentati da formazioni torbiditiche con età e
caratteri litologici diversi.
La formazione torbiditica inferiore, calcarea e calcareo-marnosa, a luoghi con una frazione silicoclastica più o meno abbondante, è
stata tradizionalmente considerata di età eocenica e si presenta interposta tra due formazioni in facies di "Argille Varicolori".
Litologicamente presenta caratteri alquanto diversi da settore a settore. Nell'Arco Betico-Rifano e al confine calabro-lucano essa è
formata da calcareniti grossolane, alternate a peliti violacee e verdastre, con livelli conglomeratici e una frazione più o meno
abbondante di detrito silicoclastico, e testimonia l'erosione di aree costituite da coperture calcaree alpine su basamenti
epimetamorfici ercinici. In altri settori (Maghrebidi Siciliane, confine calabro-lucano e Appennino Settentrionale), invece, la
formazione è costituita essenzialmente da calcisiltiti e calcilutiti biancastre, alternate a peliti marnose, di fatto prive di frazione
silicoclastica. Questi caratteri lasciano pensare ad un'origine intrabacinale del materiale carbonatico, con rimobilizzazione di silt e
fango calcareo di età prevalentemente eocenica e subordinatamente paleocenica e cretacica superiore.
La formazione torbiditica superiore, silicoclastica e vulcanoclastica, presenta solo a luoghi strati più o meno spessi e frequenti di
torbiditi carbonatiche. Ad essa è stata attribuita un'età compresa tra l'Oligocene superiore ed il Miocene inferiore. La posizione a
chiusura delle successioni stratigrafiche delle diverse unità e l'età testimoniano che essa rappresenta l'evoluzione ad avanfossa dei
bacini oceanici che precede la deformazione e la costruzione del prisma di accrezione oceanico.
L'unità di ricerca dell'Università di Urbino si propone, mediante studi biostratigrafici, sedimentologici e petrografici, di contribuire
alla risoluzione di numerosi problemi posti dai caratteri propri di queste formazioni torbiditiche nell'Arco Betico-Rifano ed in
Appennino settentrionale, definire con precisione la loro età, indagare il loro significato ed evoluzione, verificare alcune ipotesi di
lavoro particolarmente interessanti. I risultati potranno portare a importanti passi avanti nella ricostruzione della storia
tettono-sedimentaria delle unità del BFM-Oceano Lucano e dei sistemi orogenici dei quali esse fanno parte.
A) Torbiditi Carbonatiche. Per quel che riguarda le torbiditi carbonatiche il primo fatto che salta all'occhio è il loro carattere di
"evento" nel senso che esse, in un intervallo temporale nel quale non si hanno elementi che testimonino un'attività tettonica più o
meno intensa, sostituiscono improvvisamente nel bacino la sedimentazione pelagica. In altre parole una sedimentazione torbiditica
carbonatica, in precedenza episodica e testimoniata da pochi strati di calcari allodapici intercalati alle peliti, diviene così abbondante da annullare del tutto la sedimentazione pelagica. Con la stessa rapidità con la quale diviene dominante la
sedimentazione torbiditica si riduce bruscamente, o annulla del tutto, riportando nel bacino condizioni di sedimentazione molto
simili a quelle precedenti la sua comparsa.
L'ipotesi di lavoro è che questa sedimentazione torbiditica sia dovuta ad un pronunciato low-stand del livello marino, in seguito al
quale alcune aree a sedimentazione carbonatica sarebbero emerse e sarebbero state soggette ad erosione.
Nell'Arco Betico-Rifano e in alcune aree dell'Appennino Meridionale, l'erosione di coperture carbonatiche alpine, e anche dei loro
basamenti epimetamorfici, avrebbe alimentato le torbiditi carbonatiche a peliti violacee più o meno ricche di detrito silicoclastico,
talora conglomeratiche, delle Unità di Algeciras, Beni Ider, Frido e Nord-calabrese. In questo caso il materiale detritico sarebbe di
provenienza interna, dal margine meridionale della Microplacca Mesomediterranea, sul quele erano posizionate alcune zone
paleogeografiche (Malaguide, Ghomaride, Stilo, Sila) caratterizzate da coperture calcaree e basamenti filladico-metarenitici.
Per quel che riguarda le torbiditi calcisiltitiche e calcilutitiche, presenti nelle Maghrebidi Siciliane, in Appennino meridionale e in
Appennino settentrionale, si può invece pensare ad un'alimentazione da piattaforme e rampe carbonatiche in posizione esterna,
poste cioè sui margini africano e adriatico, o infraoceaniche. In questo caso l'abbassamento del livello marino avrebbe portato alla
rimobilizzazione e rideposizione a mezzo di nuvole di torbida di enormi quantità di fango carbonatico, d'età prevalentemente
eocenica e subordinatamente paleocenica-cretacica, per qualche ragione non litificato e rimasto allo stato di sedimento. Sembra
significativo in proposito il fatto che torbiditi con questi caratteri siano sconosciute nell'Arco di Gibilterra, laddove non si ha notizia
di piattaforme carbonatiche poste in posizione esterna, sul margine africano. Al contrario tali torbiditi sono presenti nelle
Maghrebidi Siciliane (F. di Polizzi) ed in Appennino meridionale (F. di Monte Sant'Arcangelo), settori nei quali sono conosciute
piattaforme carbonatiche, poste sui margini africano e adriatico, guarda caso caratterizzate da lacune che coprono proprio
l'intervallo Maastrichtiano-Paleogene.
Ancora più intrigante è il problema dell'alimentazione delle torbiditi carbonatiche dell'Appennino settentrionale (F. di Monte
Morello e F. dei Calcari di Groppo di Vescovo) per l'assenza di aree di piattaforma in affioramento e l'impossibilità, per diversi
motivi, di ammettere un'alimentazione dalla piattaforma dinarica o da quella abruzzese. Resta la possibilità dell'esistenza di
piattaforme al momento sepolte sotto i sedimenti recenti della pianura padana, tra l'altro ritrovate in pozzi profondi (Piattaforma di
Bagnolo, caratterizzata da terreni del Giurassico-Cretacico Inferiore; Bosellini et al., 1981).
L'ipotesi di lavoro prospettata, che rende ragione dell'improvvisa origine e della successiva scomparsa delle formazioni torbiditiche
carbonatiche, comporta la necessità che queste formazioni siano sostanzialmente coeve. Tenendo conto di quanto si conosce sulle
variazioni del livello marino nel Terziario, si può pensare che tali formazioni torbiditiche siano da mettere in relazione con il
low-stand che caratterizza l'Oligocene, che, fra l'altro, rappresenta il più pronunciato abbassamento del livello medio marino
durante tutto il Cenozoico. Circa l'età di tali torbiditi carbonatiche è da rilevare che esse sono state considerate di età eocenica ma
che in anni molto recenti in esse sono stati riconosciuti livelli età oligocenica sia in Apennino settentrionale (Perrone et al., 1998)
sia nell'Arco Betico-Rifano (Di Staso, in stampa). Una revisione biostratigrafica di queste formazioni a questo punto diviene
indispensabile per verificare se non si tratti di torbiditi di età oligocenica fatte a spese di materiale prevalentemente eocenico e
subordinatamente cretacico-paleocenico.
B) Torbiditi silicoclastiche e vulcanoclastiche. Per quel che riguarda le torbiditi silicoclastiche e vulcanoclastiche con significato di
depositi di avanfossa dell'Arco Betico-Rifano e dell'Appennino settentrionale, i problemi ad esse connessi, riguardano:
- l'età della base di queste formazioni e, di conseguenza, l'età dell'inizio della deformazione nei domini più interni betico-rifani e
nord-appenninici che fornivano sedimenti silicoclastici ai bacini di avanfossa, verificando fra l'altro l'esistenza di diacronismi più
volte prospettati per la base di tali formazioni;
- l'età dei livelli più alti delle formazioni silicoclastiche e di conseguenza l'età della deformazione del BFM e dell'Oceano Lucano e
dell'incorporazione dei loro terreni nei cunei di accrezione oceanica;
- l'evoluzione delle mode detritiche a scala bacinale e regionale, al fine di individuare la natura e l'evoluzione nel tempo delle aree
di alimentazione del detrito silicoclastico e contribuire, così, alle ricostruzioni paleogeografiche e paleotettoniche;
- l'età e la posizione degli apparati vulcanici che alimentavano, con detrito prevalentemente andesitico, le torbiditi vulcanoclastiche
dalla Sicilia, al confine calabro-lucano, all'Appennino settentrionale. Giova ricordare che il riferimento ai prodotti vulcanici
calcalcalini, di età Oligocene superiore-Miocene inferiore, della Sardegna è stato messo in discussione sulla base di numerosi
elementi da de Capoa et al. (2002);
- i modelli generali relativi alle complesse relazioni tra sedimentazione clastica e storia paleotettonica dei sistemi orogenetici.
E' il caso di ricordare che nell'Arco Betico-Rifano alle formazioni torbiditiche silicoclastiche viene generalmente attribuita un'età
Oligocene superiore-Miocene inferiore, ma che le datazioni esistenti sono ancora molto poche - ed alcune anche alquanto vecchie -
e che tali età non sono unanimamente condivise al punto che in lavori anche recentissimi vengono riproposte età dell'Oligocene
inferiore o addirittura dell'Eocene (Jolivet & Faccenna, 2000; Chalouan & Michard, 2004) e, conseguentemente, viene proposta
un'età della deformazione del BFM e della collisione continentale tra Microplacca Mesomediterranea e Margine Africano molto più
antica del Miocene.
Problemi ancora più complessi e importanti sono aperti in Appennino settentrionale riguardo alle formazioni silicoclastiche (F.
delle Arenarie di Ponte Bratica; F. delle Arenarie di Passo del Carnaio) e vulcanoclastiche (F. delle Arenarie di Petrignacola; F.
delle Arenarie di Monte Senario) che poggiano al di sopra dei terreni in facies di "Argille e Varicolori" e di "Argille e Calcari"
dell'Unità della Calvana e dell'Unità di Canetolo. In questo sono da verificare attentamente sia l'età delle formazioni torbiditiche
silico- e vulcanoclastiche sia i rapporti di continuità o di discordanza angolare esistenti tra tali formazioni e le formazioni argillose
sottostanti.
Questi problemi si sono rivelati di grande complessità se si considera che nonostante il gran numero di studi eseguiti vengono
ancora proposte età comprese tra l'Eocene e l'Oligocene per le Arenarie di Monte Senario ed età tra l'Oligocene ed il Miocene per
le Arenarie di Petrignacola. Allo stesso modo non è stato ancora definitivamente accertato se la discordanza, che in molti
descrivono alla base delle formazioni torbiditiche, sia realmente da mettere in relazione ad una fase tettonica, che ha deformato i
terreni delle Unità della Calvana e di Canetolo prima della deposizione delle torbiditi silico- e vulcanoclastiche, oppure se essa non
debba essere interpretata come una disarmonia legata all'intensa deformazione tettonica ed alle forti differenze nelle caratteristiche
meccaniche delle formazioni a contatto.
Un'età Oligocene superiore-Miocene inferiore delle formazioni torbiditiche e rapporti di continuità tra queste e le sottostanti
formazioni argillose permetterebbero di affermare che le successioni dell'Unità della Calvana e dell'Unità di Canetolo sono del tutto
simili a quelle dell'Oceano Lucano, in Appennino meridionale, e del BFM dalla Sicilia all'Arco di Gibilterra, al punto da rendere
molto difficile non ammettere la continuazione della Microplacca Mesomediterranea e del ramo oceanico esterno anche in
Appennino settentrionale, con le conseguenze paleogeografiche e paleotettoniche messe in evidenza nel programma generale.
I componenti dell'Unità di Ricerca dell'Università di Urbino nell'ambito del programma proposto opereranno prevalentemente nell'Arco di Gibilterra e in Appennino settentrionale e, solo relativamente alla formazione torbiditica carbonatica inferiore,
caratterizzata da litologie calcaree e calcareo-marnose, anche in Appennino meridionale e nelle Maghrebidi Siciliane.
Scendendo in maggiori dettagli, lo studio delle torbiditi carbonatiche comporterà:
- il lavoro sul terreno e le campionature di tutte le formazioni torbiditiche carbonatiche (F. di Tarifa nella Cordigliera Betica e nel
Rif; F. di Polizzi nelle Maghrebidi Siciliane; F. di Monte Sant'Arcangelo in Appennino meridionale, F. di Monte Morello e F. dei
Calcari di Groppo di Vescovo in Appennino settentrionale);
- le analisi petrografiche in sezione sottile delle litologie caratteristiche delle formazioni sopra citate. Su questo argomento è iniziata
da parte della Dott.ssa Sonia Perrotta una tesi di dottorato presso l'Università di Urbino, di durata triennale, e si prevede fra l'altro
di portare avanti il lavoro chiedendo la collaborazione di alcuni dei massimi esperti in materia, quali i ricercatori della scuola
dell'Università di Durham;
- le analisi biostratigrafiche di dettaglio delle stesse formazioni. Queste analisi verranno portate avanti in stretta collaborazione con
i ricercatori dell'unità di Napoli, utilizzando il nannoplancton calcareo e i dinocisti, e attivando un contratto per complessivi 12 mesi
con un dottore di ricerca esperto in nannoplancton calcareo e dinocisti.
Per quel che riguarda le torbiditi silico- e vulcanoclastiche verranno eseguiti:
- lo studio sul terreno e le campionature, in Appennino settentrionale, delle sezioni più rappresentative delle Formazioni delle
Arenarie di Ponte Bratica, Passo del Carnaio, Petrignacola e Monte Senario. Particolare attenzione verrà prestata all'analisi dei
rapporti tra le Arenarie di Ponte Bratica, Passo del Carnaio e Monte Senario e le sottostanti formazioni in facies di "Argille
Varicolori", al fine di verificare la natura del contatto, l'eventuale presenza di una discordanza angolare e, quindi, l'esistenza o
meno di una fase tettonica precedente la deposizione delle formazioni torbiditiche silico- e vulcanoclastiche;
- lo studio, in collaborazione con l'Unità dell'Università della Calabria, dei caratteri petrografici di tali formazioni ed il confronto
con quelli delle formazioni che negli altri sistemi orogenici Alpini circum-Mediterranei sembrano occupare la stessa posizione
stratigrafica;
- lo studio biostratigrafico delle formazioni citate e, nell'Arco di Gibilterra, delle Formazioni del Flysch di Algeciras e del Flysch di
Beni Ider, nonché delle "successioni miste" dell'Unità di Bolonia e dell'Unità di Tala Lakraa. Anche in questo caso lo studio sarà
condotto in collaborazione con l'Unità di Napoli.
I compenenti l'Unità di Ricerca dell'Università di Urbino, infine, forniranno un'appropriata collaborazione ai colleghi delle altre
unità di ricerca, in particolare per quel che riguarda lavoro di terreno e campionature nell'Arco Betico-Rifano, e svolgeranno il
lavoro di coordinamento generale del progetto.