APPUNTI DI GEOLOGIA REGIONALE a cura del Prof. Raimondo Catalano

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Nota

07 - GEOLOGIA DELLA SICILIA: UNA INTRODUZIONE

Il riconoscimento nella Sicilia centro-occidentale di un assetto strutturale profondo  caratterizzato  dalla sovrapposizione delle unità bacinali Imeresi e Sicane  su un substrato costituito da una pila di embrici di piattaforma carbonatica (Saccensi-Trapanesi e probabilmente Panormidi), a loro volta sovrascorse sull’attuale avampaese non deformato Ibleo-Pelagiano modifica radicalmente i precedenti schemi strutturali, i modelli paleogeografici più accettati e semplifica l’approccio metodologico allo studio della evoluzione della catena siciliana. Le indagini estese al settore orientale siciliano suggeriscono che le strutture prima indicate si continuano in questa regione con le stesse caratteristiche stratigrafiche e strutturali. Questa breve nota ha lo scopo di introdurre i fondamentali delle conoscenze acquisite più reecntemente per una maggiore comprensione delle problematiche geologiche sviluppate più a fondo nella descrizione degli stop e nei contributi specifici che si accompagnano alla Guida.

07.1 - INTRODUZIONE

Vengono qui illustrati i caratteri principali della struttura e della stratigrafia della Sicilia che sono stati resi noti dagli studi e le ricerche più recenti. La Sicilia occupa un settore del Mediterraneo centro-occidentale ed é un segmento del sistema alpino che si sviluppa lungo il limite di placca Africa-Europa. Questo segmento di catena collega le Maghrebidi africane con l’Appennino meridionale, attraverso il cuneo di accrezione della Calabria (Fig. 7.1). La catena ed il suo prolungamento sommerso occidentale e settentrionale si estendono dal blocco sardo attraverso la Sicilia, fino al settore ionico-pelagiano ed in parte sono affioranti nel Mar Tirreno centro-meridionale (Fig. 7.5)  Dopo la fase orogenica alpina paleogenica, i movimenti compressivi più importanti di questo settore del Mediterraneo sono legati alla rotazione antioraria del blocco Sardo-Corso, considerato da alcuni autori come un arco vulcanico. La rotazione, che si sviluppó dall'Oligocene superiore al Miocene inferiore, ha portato alla collisione del blocco Sardo-Corso con il margine continentale africano. La formazione della catena è dovuta alla subduzione verso Ovest della litosfera adriatica ed ionica sotto il blocco Sardo-Corso. Attualmente una subduzione verso ovest sarebbe indicata dall'esistenza di una zona di Benioff, localizzata ad Ovest della Calabria e dell'Appennino meridionale. Questo piano, immergente verso Nord, fino alla profonditá di 400 km, sarebbe in accordo con il vulcanismo calcalcalino delle Isole Eolie. La subduzione e la formazione della catena sarebbero contemporanee con le fasi distensive di tipo retro-arco presenti nel Mar Tirreno. La struttura dell’edificio tettonico affiorante in Sicilia è qui illustrata da profili geologici profondi che attraversano sia la Sicilia occidentale che quella orientale da nord a sud. Le sezioni geologiche integrano le recenti interpretazioni di parecchi profili sismici a riflessione (AGIP) con i dati stratigrafici, paleomagnetici e strutturali disponibili, e di quelli  reinterpretati provenienti da pozzi esplorativi. Le unità tettoniche descritte derivano in gran parte dalla deformazione di successioni carbonatiche, bacinali e di piattaforma carbonatica. Le unità litotettoniche risultanti sono presentate secondo la loro posizione geometrica, in sezioni N-S che attraversano l’attuale catena (Fig. 7.2, 7.3). La stratigrafia ed i domini di facies sono riassunti in uno schema generale (Fig. 7.7) che include la Sicilia occidentale ed orientale. La distribuzione delle principali unità litotettoniche ed i loro rapporti tettonici sono illustrati in una carta strutturale della Sicilia (Fig. 7.2, 7.3).     fig. 7.1 - Schema tettonico del Mediterraneo centrale 1) Corsica-Sardegna; 2) Arco Kabilo-Peloritano-Calabro; 3) Unità Appenninico-Maghrebidi e dell'avampaese deformato; 4) avampaese ed avampaese poco deformato; 5) aree in estensione; 6) vulcaniti plio-quaternarie   fig. 7.2 fig. 7.3     fig. 7.4 - Schema strutturale della Sicilia secondo Ogniben (1960) fig. 7.5 fig. 7.6     fig. 7.7

07.1.1 - Studi Precedenti

Catalano & D'Argenio (1978, 1982), Catalano et al. (1989 a, con bibliografia), Roure et al. (1990), Lentini et al. (1995), Giunta (1993), Catalano et al. (1996), Monaco et al. (1996), Nigro & Renda (1999) hanno descritto la Sicilia occidentale e centrale come un cuneo embricato di scaglie tettoniche pellicolari costituite da rocce carbonatiche e silicoclastiche meso-cenozoiche.  Diversi autori (Broquet, 1970; Catalano & D'Argenio, 1978, 1982; Mascle, 1979; Catalano et al., 1989) concordano su un'etá Miocene inferiore dell'iniziale trasporto tettonico nella Sicilia centrale ed occidentale sulla base della datazione dei depositi sintettonici. La deformazione compressiva fu accompagnata dallo sviluppo di bacini di piggy-back coevi all’interno della catena (Catalano et al., 1989). Un'indagine strutturale (Oldow et al., 1990) associata  a studi paleomagnetici (Channell et al., 1990), ha confermato, che durante il Miocene sup.-Pliocene si erano prodotte rotazioni orarie a grande scala dei corpi di falda, accompagnate da una progressiva variazione della direzione del trasporto tettonico da quadranti orientali a quadranti meridionali. Lavori recenti (Catalano et al., 2000a; Catalano et al., 2002) hanno descritto la Sicilia occidentale sulla base dell’interpretazione di una fitta rete di linee sismiche. Studi effettuati nella Sicilia orientale hanno via via descritto una struttura formata dalla sovrapposizione di numerose scaglie tettoniche sull’avampaese ibleo (Ogniben 1960, Catalano & D'Argenio 1982, Ghisetti & Vezzani 1984, Bianchi et al., 1989, Grasso et al., 1991, Lentini et al., 1995, Lickorish et al., 1999). La struttura della catena orientale siciliana, già riconosciuta da Lentini (1983),è stata ulteriormente illustrata da una sezione profonda N-S (Bianchi et al., 1989) che va dai Monti Nebrodi, in Sicilia settentrionale all’avampaese Ibleo. Roure et al., (1990), usando gli stessi dati di Bianchi et al., (1989) costruiscono una sezione geologica differente attraverso la Sicilia orientale. Recentemente Bello et al., (2000), con l’ausilio di numerose sezioni sismiche, hanno illustrato un’assetto strutturale della Sicilia orientale che appare sostanzialmente modificato rispetto alle conoscenze precedenti.

07.1.2 - Stratigrafia E Domini Di Facies

L’analisi di facies regionale indica che le successioni che vanno dal Paleozoico-Mesozoico al Paleogene, riconosciute in Sicilia, rappresentano la copertura sedimentaria di distinti domini paleogeografici che si svilupparono nell’oceano tetideo e sul margine continentale africano prima della deformazione. Le successioni del Miocene-Pleistocene invece si depositarono durante la deformazione di questi domini. Le caratteristiche stratigrafiche dei differenti corpi rocciosi, esposti nella catena, sono qui brevemente riassunti per illustrare la carta sinottica di Fig.7.7 (Fig. 7.8-7.12). Fig.7.8   Fig. 7.9     fig. 7.10     fig. 7.11     fig. 7.12

07.1.2.1 - Le Unità della Tetide

Consistono di corpi rocciosi derivanti dal cosiddetto Dominio Sicilide (Ogniben, 1960). Le successioni sedimentarie caratterizzate da carbonati bacinali e calcilutiti sabbiose del Giurassico superiore- Oligocene (Unità Monte Soro e Argille variegate Auct.) includono anche successioni torbiditiche dell’Oligocene sup.-Miocene inf. (Flysch interni) scollati dal loro substrato. Il substrato originario (crosta oceanica?) non si conosce.

07.1.2.2 - Le Unità Africane

Le successioni sedimentarie (che adesso formano le prinicipali unità tettoniche) sono costituite da rocce silico-carbonatiche di mare profondo del Mesozoico- Miocene inferiore (localmente denominate Unità  Imerese e Sicana) e da rocce di piattaforma carbonatica meso-cenozoiche (PrePanormide, Panormide, Trapanese, Saccense e Ibleo-Pelagiana).

07.1.2.2a - Successioni carbonatiche bacinali Meso-Cenozoiche

La successione Imerese è costituita da calcari e radiolariti di mare profondo sottilmente stratificate del Triassico (Carnico)-Oligocene con intercalazioni di  corpi risedimentati di carbonati di piattaforma del Giurassico-Eocene. La successione carbonatica è localmente ricoperta in discordanza da depositi silico-clastici dell’Oligocene sup.-Miocene inf. (argilliti marnose, arenarie torbiditiche e quarzareniti). L’intervallo roccioso del Miocene inferiore, localmente conosciuto come Flysch Numidico, appare spesso scollato dal substrato. La successione Sicana è costituita da carbonati di mare profondo del Carnico-Miocene inferiore seguite da carbonati clastici e marne del Miocene medio. Depositi clastici e carbonatici di mare profondo del Permiano inferiore-Triassico medio, con olistoliti di carbonati di mare basso si crede possano rappresentare l’originario substrato della successione Sicana. Le successioni bacinali Imerese e Sicana hanno in comune la stessa litofacies alla base, che consiste di marne e calcari con selce del Triassico superiore (Fm. Mufara e Scillato). Nella successione Sicana mancano chiaramente i carbonati di mare basso risedimentati del Giurassico- Eocene e le successioni Numidiche dell’Oligocene sup.-Miocene inf., che sono le litologie tipiche della sequenza Imerese.

07.1.2.2b - Successioni di piattaforma carbonatica Meso-Cenozoiche

La successione PrePanormide, affiorante nella Sicilia occidentale è costituita da: a) calcari e dolomie di piattaforma carbonatica del Trias-Lias inferiore passanti verso l’alto a depositi giurassici di scarpata-bacino o di piattaforma pelagica; b) calcari torbiditici con selce del Cretaceo inf.-Eocene, seguiti in discordanza da calcari mmarnosi dell’Oligocene - Miocene inf., biocalcareniti glauconitiche con nummuliti, e quarzareniti “numidiche”. Calcari glauconitici di mare basso e marne del Miocene inf.-medio seguono verso l’alto.  La successione Panormide affiora nella Penisola di Capo San Vito, nei Monti di Palermo e nelle Madonie occidentali (Fig. 7.13, 7.14, 7.21, 7.22, 7.30-33). I depositi di piattaforma carbonatica, prevalentemente di scogliera nel Trias sup.-Lias inf. sono ricoperti in onlap da rocce di piattaforma pelagica giurassiche (Rosso Ammonitico) che sono seguiti da calcari di scogliera e di scarpata del Giurassico superiore-Oligocene inf. Calcari di piattaforma aperta del Miocene inf. (localmente conosciuti come “Mischio”) ricoprono in discordanza, a luoghi, il corpo carbonatico mesocenozoico. La successione Trapanese affiora nella Sicilia occidentale ed è stata attraversata da parecchi pozzi. Calcari e dolomie di piattaforma carbonatica del Trias sup.-Lias inf. sono seguiti da depositi di piattaforma pelagica del Giurassico-Oligocene inf. (Rosso Ammonitico con  diffusi dicchi basaltici, croste condensate manganesifere, calcari a calpionelle, marne ad aptici e Scaglia). Biocalcareniti risedimentate e arenarie glauconitiche di piattaforma aperta e costiere (Fm. Calcareniti di Corleone) dell’Oligocene sup.-Miocene inf. ricoprono in discordanza il substrato mesocenozoico. Le successioni di piattaforma carbonatica che affiorano nell’area di Monte Magaggiaro-Sciacca e sono sepolte nella Sicilia sud-occidentale (nei pozzi dell’area di Castelvetrano-Mazara) sono state descritte nel passato come appartenenti al Dominio Saccense (Catalano & D’Argenio, 1978). La successione Saccense è simile a quella Trapanese eccetto per i depositi di mare basso dell’Oligocene-Miocene inf., ivi rappresentati da depositi di rampa carbonatica. A Monte Genuardo (Figg. 7.3, 7.19), invece, affiora una successione unica. Qui i depositi peritidali del Trias superiore sono seguiti da carbonati di scarpata-bacino del Lias-Miocene inf. (Catalano & D’Argenio, 1982). fig. 7.13 – La Catena della Sicilia occidentale La struttura di Capo San Vito fig. 7.14 – La sezione la cui traccia è indicata sulla carta, mostra la sovrapposizione delle Unità Panormidi su quelle Trapanesi     Fig. 7.15 – Rapporti strutturali e stratigrafia delle coperture mio-plioceniche nell’estremità occidentale della Sicilia   fig. 7.16 – Caratteri dell’assetto strutturale nella Sicilia occidentale. La sezione geosismica (a) (vedi traccia sulla carta) e la relativa interpretazione bilanciata       Fig. 7.17 – La sezione geosismica (b) mostra bene le due fasi della deformazione (Miocene medio e Pliocene) Fig. 7.18 – Schema strutturale generale e carta delle Unità S.S. nella Sicilia centro-occidentale. Sono indicate le tracce delle sezioni geologiche mostrate.   Fig.7.19     Fig. 7.19bis     Fig. 7.20 – Particolare geosismico della sezione geologica che mostra l’assetto a duplex delle Unità Sicane     Fig. 7.21   Fig. 7.22

07.1.2.2c - Depositi del Serravalliano superiore - Pleistocene

Sia in Sicilia occidentale che orientale affiorano i depositi terrigeni serravalliano-tortoniani prevalentemente argillosi e marnosi, che ricoprono in paraconcordanza la porzione del Miocene inf. delle successioni Trapanese-Saccense e Sicana, o in discordanza le successioni deformate Panormide e Imerese e le falde del Flysch Numidico e le Sicilidi. Questa unità marnoso-sabbiosa è ricoperta in discordanza da conglomerati poligenici giallo-rossastri, arenarie argillose e marne (Fm Terravecchia, Tortoniano sup.- Messiniano inf.). Grandi corpi di calcari di scogliera corallina del Messiniano inferiore poggiano su un substrato sabbioso eroso della Fm. Terravecchia. Evaporiti messiniane giacciono su una superficie di erosione che taglia gli strati sottostanti. La successione evaporitica messiniana è prevalentemente erosa nelle aree settentrionali, affiora estesamente nelle aree meridionali ed orientali. Le evaporiti sono ricoperte in discordanza dalla ben nota Fm. Trubi che è caratterizzata da livelli alternati di marne e calcari. Uno spesso cuneo sedimentario di rocce prevalentemente clastico-carbonatiche ricopre i trubi sia in Sicilia occidentale che orientale. Argilliti sabbiose e carbonati di mare basso del Pliocene sup.-Pleistocene sup. ricoprone le aree occidentali ed orientali.

07.2 - IL COMPLESSO COLLISIONALE DELLA SICILIA

Tre elementi caratterizzano il complesso “collisionale” della Sicilia e le adiacenti aree sommerse (Fig. 7.6).

07.2.1 - L’Avampaese

L'avampaese affiora in Sicilia sud-orientale (altopiano Ibleo) e continua verso sud nell'offshore del Canale di Sicilia e verso est nel Mar Ionio (Figg. 7.1 – 7.3). La copertura sedimentaria autoctona, che ricopre un basamento cristallino africano, consiste di circa 7 km di carbonati di piattaforma e di scarpata-bacino del Trias-Lias, di carbonati pelagici del Giurassico-Eocene e di depositi clastici di piattaforma aperta del Terziario (Fig. 7.4, 7.7 e Patacca et al., 1979; Lentini, 1983; Bianchi et al., 1989; Antonelli et al., 1991). Profili sismici e dati di sottosuolo evidenziano la presenza di una transizione laterale di facies tra il dominio ibleo e quello trapanese-saccense nella Sicilia occidentale (Antonelli et al., 1991).Verso il settore ionico l’avampaese preserva i caratteri di un antico sistema orientato NNW-SSE di margine continentale passivo-piana abissale oceanica (Catalano et al., 2000b; Catalano et al., 2001).

07.2.2 - L’Avanfossa

L'avanfossa, allineata in senso WNW-ESE (Figg. 7.5, 7.6, 7.19 bis), è una stretta depressione debolmente deformata (Bacino di Gela), parzialmente sepolta al di sotto della terminazione frontale del segmento esterno della catena (Sistema di Gela). Essa si estende dall’altopiano  Ibleo in terra fino all'offshore meridionale della Sicilia. La depressione si è formata a partire dal Pliocene superiore come suggerito dalle analisi biostratigrafiche, ed è collegata alla flessurazione dell'avampaese dovuta al carico litostatico delle unità sovrascorse. L'avanfossa é riempita da calcari marnosi pelagici e da argilliti sabbiose del Pliocene -Pleistocene che ricoprono in discordanza le successioni evaporitiche messiniane.

07.2.3 - La Catena

In Sicilia affiora una catena complessa di unità embricate, localmente spessa più di 15 km, costituita (dall’interno verso l’esterno) da un elemento “Europeo” (Unità Peloritane), un elemento Tetideo (Unità Sicilidi) ed un elemento Africano (Unità Appenninico-Maghrebidi). Ne viene qui illustrato l’assetto strutturale prendendo in considerazione le caratteristiche dei tre principali settori geografici della Sicilia lungo i quali la catena si sviluppa.

07.2.3.1 - Sicilia Occidentale

L’edificio tettonico mostra, dal basso: - un cuneo spesso 7-8 km di scaglie di piattaforma carbonatica mesocenozoica (Unità Panormidi, Trapanese-Saccensi); - un complesso spesso da 1 a 3 km di rocce carbonati che e clastiche di bacino del Giurassico sup.- Miocene medio (Unità PrePanormidi) che sovrascorrono le Unità Trapanesi; - successioni del Tortoniano sup.-Pleistocene medio che riempiono bacini sintettonici. Il cuneo tettonico di piattaforma carbonatica consiste di unità embricate immergenti verso nord e organizzate in ampie antiformi (Figg. 7.16-7.17). Il cuneo si estende verso la Sicilia sud-occidentale e culmina nell’affioramento di Montagna Grande (nei pressi di Calatafimi). Qui i due corpi carbonatici sovrapposti sono spessi più di 8 km (7.16-7.17). Retroscorrimenti NW-vergenti si aprono sulla struttura principale di Montagna Grande. L’intero corpo si immerge sotto il cuneo tettonico Panormide della Penisola di San Vito (Fig. 7.3). L’età della imbricazione dei differenti alloctoni è circoscritta all’intervallo Miocene inferiore-medio. Lo scollamento delle coperture cretaceo-mioceniche o oligo-mioceniche si è probabilmente verificato prima o durante l’imbricazione delle unità carbonatiche mesozoiche più interne (Prepanormide e Panormide). Le strutture precedentemente formatesi come l’avampaese del tempo (Unità Trapanesi-Saccensi) vengono successivamente e progressivamente deformate o riattivate della tettonica transpressiva durante il Pliocene-Pleistocene inferiore con grandi strutture di fuori sequenza e raddoppi sia nei carbonati che nelle coperture post tortoniane.

07.2.3.2 - Sicilia Centro Occidentale

L’area esaminata si estende dai Monti di Palermo alla regione di Sciacca. E’ il vecchio Western Sicily Bridge lungo il quale il profilo geologico di Catalano et al. (1978) illustrava un cuneo tettonico in cui le unità di piattaforma carbonatica si alternano a quelle di bacino. Questo schema strutturale mai contraddetto dai lavori successivi (Roure et al., 1990; Lentini et al., 1994), appare fortemente modificato dalle indagini più recenti (Catalano et al., 1998) che permettono di riconoscere un settore di catena costituito da una pila di unità di piattaforma carbonatica (Trapanese-Saccense) spessa almeno 10 km cui si sovrappongono nel settore settentrionale le Unità Imeresi imbricate e deformate e nel settore meridionale le Unità Sicane (Catalano et al., 1978). Tra le dorsali di M. Kumeta e Rocca Busambra i profili sismici rivelano per la prima volta la presenza di un corpo riflettente attribuibile a depositi bacinali (Catalano et al., 1998) che si sovrappone sulle unità carbonatiche di piattaforma. L’orizzonte sepolto trova continuità in affioramento con depositi marnocalcarei cretaceo-oligocenici affioranti rispettivamente a sud della dorsale di M. Kumeta e a nord di Rocca Busambra. La continuità fisica tra i cunei tettonici dei terreni Imerese e Sicano è sepolta in questo basso strutturale. Non esiste comunque alcun controllo stratigrafico diretto che possa offrire informazioni sui rapporti originari tra i due domini; sfugge il rapporto geometrico tra le differenti unità bacinali anche a causa della tettonica post-miocenica che ha complicato i rapporti strutturali. L’intero edificio tettonico è formato dai seguenti livelli strutturali separati da discontinuità sub-orizzontali a grande scala (Figg. 7.16-7.17). - il livello inferiore è un cuneo tettonico spesso da 8 a 9 km di unità embricate costituite da una successione rocciosa spessa più di 3 km di piattaforma carbonatica dei domini Panormide, Trapanese e Saccense. Il sistema embricato di piattaforma carbonatica con vergenza Sud si sviluppa dalla costa Tirrenica alla latitudine di Sciacca. - il livello strutturale intermedio consiste di un insieme di rampe spesse 2-3 km ca. costituite da carbonati bacinali imeresi e sicani. Tali unità sovrascorrono, lungo un livello di scollamento debolmente immergente a nord, sulle unità embricate di piattaforma carbonatica. Le scaglie tettoniche Imeresi NE-immergenti, con associate pieghe assimetriche sud vergenti, affiorano nella regione meridionale ed orientale dei Monti di Palermo, dove sovrascorrono sulle Unità Panormidi (Catalano & Di Maggio, 1996) e sulle Unità Trapanesi. Le unità embricate Sicane si trovano a sud dell’allineamento Rocca Busambra-Maranfusa e si estendono fino al limite meridionale dei monti Sicani nella regione di Ribera (Fig. 7.3). Il corpo sicano è sepolto nella Sicilia centro-orientale sotto il cuneo di accrezione neogenico-pleistocenico di Gela e continua verso est dove affiora nell’area di Judica-Scalpello (Sicilia sud-orientale). - il livello superiore è rappresentato da 1) depositi molassici miocenici, evaporiti messiniane e calcari del Pliocene inf. (Trubi) che appaiono piegati, fagliati e scollati dal loro substrato; 2) depositi clastico-carbonatici del Pliocene medio-Pleistocene inf. che colmano ampie depressioni sintettoniche; 3) la falda di Gela (parte frontale della catena) sovrapposta sia sulle Unità Sicane che Saccensi nella parte meridionale della Sicilia (Fig.7.19 bis).

07.2.3.3 - Sicilia centro-orientale.

In questa regione compresa tra Termini Imerese ed Eraclea sulla costa meridionale siciliana, le strutture di piattaforma carbonatica affioranti ad occidente (area di Monte Kumeta-Busambra) scompaiono bruscamente (Fig. 7.23) sostituite in superficie da estesi lembi del Flysch Numidico e dai corpi paleozoico-triassici (Fm. Mufara e Fm. Lercara Auct.). Nuovi dati di sottosuolo confermano invece la presenza delle Unità di piattaforma carbonatica al di sotto della grande antiforme sud-est vergente di embrici di terreni imeresi (affiorante nell’area di Termini Imerese). Miuccio et al. (1988) hanno riconosciuto infatti nel Pozzo Cerda 2 terreni di piattaforma carbonatica e di scogliera assegnate al dominio di facies trapanese. I terreni paleozoico-triassici costituiscono una coltre molto più estesa di quanto finora noto occupando, tanto in affioramento quanto nel sottosuolo, la regione tra i Monti di Termini Imerese e le Madonie e spingendosi  a sud dell’allineamento Castronovo-Valledolmo (Fig. 7.23). Appaiono generalmente ricoperti tettonicamente da cunei deformati del Flysch Numidico ma le vicissitudini successive hanno prodotto dislocazioni interne ai due corpi ed inversioni rispetto alla sovrapposizione originaria. Le coltri triassico-paleozoiche si sovrappongono alle Unità Sicane nell’area di Lercara (Pozzo Roccapalumba). Queste ultime riaffiorano nella regione di Castronuovo-Cammarata e si immergono verso sud ed est al di sotto della Falda di Gela.  L’assetto strutturale è ancora quello di un cuneo di unità di piattaforma carbonatica  su cui poggiano nell’ordine dal basso: a) unità bacinali mesozoico-paleogeniche (Imeresi a nord e Sicane a Sud); b) cunei tettonici oligo-miocenici del Flysch Numidico e coltri di terreni permiano-triassici. I caratteri strutturali di superficie (grandi antiformi nei terreni sovrastanti, retroscorrimenti e pieghe) sono indotti dalla deformazione post-tortoniana delle sottostanti unità di piattaforma carbonatica.   Fig. 7.23

07.2.3.4 - Sicilia Orientale.

Il Settore compreso tra i Nebrodi e la regione Iblea. L’ipotesi che l’assetto strutturale riconosciuto nel settore occidentale siciliano dovesse proseguire nella Sicilia orientale (Catalano e D’Argenio, 1978) e che le unità di piattaforma carbonatica costituenti l’elemento più significativo della catena fossero presenti anche più a nord della costa settentrionale siciliana (Catalano et al., 1993) trova conferma nel lavoro di Bello et al. (2000).  Si possono distinguere tre livelli strutturali principali nella catena della Sicilia orientale, sovrapposta, secondo i dati magnetometrici e gravimetrici, su un basamento cristallino non deformato immergente verso nord. Tale basamento è profondo 15 km ca. sotto il margine tirrenico e 7 km sotto l’avampaese ibleo (Fig. 7.25, 7.26). a) il livello inferiore della catena è costituito da rampe sud-vergenti spesse 3-4 km, prevalentemente di piattaforma carbonatica mesocenozoica (Unità Panormide-Trapanese e Iblea p.p.) che sovrascorrono sull’avampaese ibleo. b) il livello intermedio consiste di un complesso di sottili scaglie tettoniche di carbonati bacinali mesocenozoici (Unità Imeresi a nord e Sicane a sud) poggiante sulla piattaforma carbonatica deformata. Le unità bacinali, sepolte sotto un cuneo spesso 4 km di Unità Sicilidi e Numidiche, affiorano in superficie solo nella dorsale di Monte Judica e Scalpello, dove le unità imbricate Sicane sovrascorrono l’avampaese Ibleo-Pelagiano (Fig. 7.3). c) il livello strutturale superiore è un cuneo tettonico costituito da unità Sicilidi e Numidiche e dalla falda di Gela, ricoperto dai bacini sintettonici plio-pleistocenici. Le Unità Sicilidi sembrano essersi messe in posto durante il Miocene inf. sul tetto delle unità più esterne. Il cuneo Sicilide raggiunge spessori maggiori nella Sicilia nord-orientale (Fig. 7.3), dove è preservato in una ampia depressione della catena (Bianchi et al., 1989). Nell’estremità nord-orientale della Sicilia la falda sicilide è sovrascorsa dalle Unità cristalline Peloritane (Fig. 7.3). La Falda di Gela (Grasso et al., 1991) sovrascorre i suoi sedimenti marini di avampaese del Pliocene superiore (Fig. 7.19 bis). Il suo fronte sommerso si assottiglia nell’offshore della Sicilia meridionale. Il cuneo alloctono è costituito da unità Sicilidi del Creatceo-Eocene, Flysch Numidico  miocenico e rocce clastiche, evaporitiche e carbonatico-marnose del Miocene inf.-Pleistocene inf. piegate e fagliate. La formazione della Falda di Gela cominciò nel Pliocene medio e fu attiva fino al Pleistocene medio, come provato dai depositi di 0.8 Ma coinvolti nella deformazione. Le unità più alte nella pila tettonica sono i terreni del Flysch Numidico apparentemente scollati dal substrato imerese. Questi corpi terrigeni si continuano verso sud ispessendosi notevolmente in un cuneo che coinvolge, in ripetute imbricazioni, anche i terreni sicilidi e le coperture mioceniche e plioceniche,  indicando nel Pliocene inferiore-medio l’età di messa in posto dell’intero corpo che nelle regioni più meridionali è conosciuto come Falda di Gela. La deformazione interna della piattaforma carbonatica e la sua forte embricazione è certamente posteriore al Tortoniano inferiore (età della sovrapposizione delle unità meso-cenozoiche bacinali) e può essere riferita al Pliocene-Pleistocene inferiore. Le culminazioni delle unità di piattaforma carbonatica mostrano i loro effetti in superficie dove i terreni di copertura (Unità Imeresi, cunei del Flysch Numidico, depositi mio-pliocenici) appaiono dislocati lungo fronti apparentemente rettilinei tra le Madonie ed i Nebrodi (interpretati come linee trascorrenti (Ghisetti e Vezzani, 1984) o piani di taglio ad alto angolo transpressivi (Oldow et al., 1990). Sul dorso delle unità deformate o in deformazione prendono posto i depositi del Pliocene superiore – Pleistocene inferiore che hanno riempito bacini di piggy back l.s. debolmente deformati successivamente. Il tetto del cuneo di unità carbonatiche si mantiene ad una profondità compresa tra 1500 e 3000 m nella regione Madonie orientali – Nebrodi e poi si immerge nettamente verso est scomparendo al di sotto delle coperture imeresi e numidiche spesse almeno 5000 m, confermando il motivo strutturale di depressioni e culminazioni delle strutture che si alternano in senso est-ovest per tutta la Sicilia.   Fig. 7.24 e 7.25   Fig. 7.26     Fig. 7.27     Fig. 7.28       Fig. 7.29   Fig. 7.30

07.3 - EVOLUZIONE TETTONICA COMPARATA

La storia tettonica della catena siciliana è quella di  una migrazione essenzialmente continua verso l’avampaese, accompagnata da deformazione di tipo duplex e da una rotazione oraria delle falde. In seguito alla collisione (subduzione?) del Miocene inferiore del blocco sardo con il margine africano, l’evoluzione del sistema catena-avanfossa iniziò nell’Oligocene sup. con l’imbricazione interna delle Unità Calabre (Peloritani) già deformate e la loro sovrapposizione sul dominio sicilide. Riflettendo la direzione di trasporto, i bacini di avampaese, in cui si depositavano i Flysch dell’Oligocene sup.-Miocene inf, migrarono progressivamente verso est. La deformazione raggiunse dapprima i domini bacinali con crosta oceanica o continentale assottigliata, con lo scollamento dei terreni sicilidi e dei Flysch del Miocene inf., che si misero in posto verso SE, su domini più esterni, formando le unità strutturalmente più elevate della catena. Il loro trasporto è compreso tra il Langhiano e il Tortoniano inferiore, come dimostrato dalle argille sabbiose del Miocene medio, che sigillano il complesso delle falde numidiche e sicilidi già deformate (Fig. 7.36). Questa prima fase di deformazione coinvolse, durante il Miocene inferiore e medio, le unità carbonatiche bacinali (Imeresi-Sicane) con geometrie di duplex e grande trasporto tettonico (Fig. 7.36). I livelli di scollamento preferenziali furono alla base delle rocce clastiche e carbonatiche permiane, delle marne e dolomie del Trias superiore e delle rocce pelagico-carbonatiche e silico-clastiche torbiditiche del Terziario inferiore. I sovrascorrimenti profondi scollarono e deformarono le sottostanti successioni rocciose  sepolte di piattaforma carbonatica (Fig. 7.36) formando culminazioni assiali e strutture di antiformal stack. L’ispessimento in profondità del substrato di piattaforma carbonatica implicò una reimbricazione ed un raccorciamento interno nella sovrastante pila tettonica di carbonati bacinali, ed anche nei livelli strutturali più alti compensando la loro progressiva deformazione  (Fig. 7.36). La maggior parte dei sovrascorrimenti che coinvolsero i corpi di piattaforma carbonatica si formarono durante il Miocene superiore-Pleistocene inferiore. Questa datazione è supportata dall’età dei depositi sintettonici che riempiono i bacini di tipo thrust-top sulla catena in deformazione, e dal coinvolgimento tettonico dei sovrastanti depositi clastici del Pliocene-Pleistocene inf. durante la deformazione tardiva. Faglie ad alto angolo riconosciute sul terreno indicano che il sovrascorrimento fu accompagnato da movimenti laterali legati ad una transpressione destra che accompagnava le rotazioni orarie del Miocene sup.-Pleistocene inf. Nei settori settentrionali  della catena (zone di hinterland) il substrato già deformato fu eroso e fagliato dopo il Messiniano con faglie normali listriche e di crescita (Agate et al., 1993). L'evento distensivo determinò l'apertura di semigraben che furono progressivamente riempiti da cunei sedimentari clastici. Successivamente i semigraben furono sottoposti ad un'inversione strutturale nell'intervallo compreso tra 2.5 Ma e 1.4  Ma. Gli ultimi 500 mila anni sono stati interessati da una forte tettonica verticale di carattere distensivo.       Fig. 7.31     Fig. 7.32     Fig. 7.33   Fig. 7.34 - Sezioni attraverso la Sicilia.     Fig. 7.35       Fig. 7.36   Fig. 7.37 -– Paleogeografia della Sicilia. In particolare sono evidenziati i bacini flyschoidi. Fig.38 - Modello della tettonica a zolle dell’evoluzione dell’orogenesi Siciliana (e Nord Africa) (Wezel, 1970). L’autore cerca qui di spiegare l’evoluzione dell’orogenesi siciliana in termini di tettonica delle zolle mostrando esempi di due tipici modelli attualistici, Atlantico e Pacifico. a = crosta continentale; b = crosta oceanica. La sezione inferiore mostra una fase dell’espansione oceanica (spreading) durante il Cretaceo inferiore. Grazie a questo spreading, si sono depositati i differenti “sedimenti oceanici” che ora appaiono incorporati in unità tettoniche sovrapposte. Sono qui indicati come diacroni e sedimentati in differenti parti del bacino oceanico: 1 = rocce vulcaniche basiche sottomarine e radiolariti; 2 = calcari pelagici; 3 = calcari detritici (microbrecce calcaree con strati più o meno gradati); 4 = argilliti silicee e radiolariti. Il flysch di Monte Soro è considerato come un deposito tra zolle di rialzo continentale. La sezione in alto (Miocene inf.) mostra la progressiva chiusura del bacino oceanico grazie alla subduzione, lungo un piano di Benioff, che porterà, nel Miocene medio, alla collisione continentale. Fig. 7.39

07.4 - PALEOGEOGRAFIA MESOZOICA

La ricostruzione palinspastica dell’attuale edificio strutturale suggerisce una paleogeografia crostale della Sicilia durante il Mesozoico caratterizzata dalla presenza di un’ampia piattaforma carbonatica (rappresentata dai domini Panormide, Trapanese, Saccense ed Ibleo) che si sviluppava sulla crosta continentale africana bordata da un’ampia area bacinale (dove si sviluppavano i domini Sicilide, Imerese e Sicano, Fig. 7.41). Eventi di rifting localmente coinvolsero l’ampio dominio di mare basso a partire dal Trias sup. Le principali strutture distensive sembrano interessare il tetto della piattaforma carbonatica Triassico-Liassica con la formazione di margini e bacini (piattaforma carbonatica pelagica). Depositi silicoclastici e carbonatici di mare profondo del Permiano-Trias inferiore indicano la presenza in Sicilia di un bacino profondo (Catalano et al., 1991 con bibliografia) che era in comunicazione, verso oriente, con i principali domini Tetidei permiani. Il collegamento doveva passare attraverso l’attuale Mar Ionio, che separava l’Apulia dal Gondwana Africano fino al Trias inf. (Fig. 7.41). Durante il Giurassico l’area siciliana fu interessata da profonde modificazioni della paleogeografia e variazioni laterali di facies in risposta alla tettonica distensiva, con direzione nord, legata ai movimenti trascorrenti sinistri tra Africa ed Europa  (Dewey et al., 1989). Il piegamento ed il fagliamento del multistrato pre-Eocene medio, l’esistenza di megabrecce carbonatiche, troncature profonde e gap regionali al limite Cretaceo-Eocene (Catalano & D'Argenio 1982) correlate da alcune strutture mostrate dalla sismica a riflessione nell’offshore siciliano (Antonelli et al., 1991) suggeriscono che i semigraben e le strutture bacinali del Mesozoico inf.  sono state spesso invertite in  strutture positive. Questi eventi potrebbero essere inquadrati nei movimenti relativi destri dell’Africa rispetto all’Europa durante il Cretaceo-Paleocene (Dercourt et al., 1986). Nuovi dati recenti dall’adiacente regione Ionica-Pelagiana (Catalano et al., 2000b; Catalano et al., 2001) sono particolarmente importanti per comprendere la storia di quest’area nel Mesozoico inf. L’attuale posizione dell’Oceano Ionico con trend SE-NW e la paleogeografia Mesozoica della Sicilia e dell’Appennino meridionale suggeriscono che la crosta oceanica poteva continuare verso WNW (Fig. 7.42), come già illustrato da Catalano et al. (2001). Tale regione potrebbe essere stata il luogo dei depositi più interni (Sicilidi) per primi sovrascorsi sul margine continentale Africano (Fig. 7.42).     Fig. 7.40         Fig. 7.41     Fig. 7.42     Fig. 7.43     Fig. 7.44       Fig. 7.45 e  Fig. 7.46       Fig. 7.47       Fig. 7.48     Fig. 7.49     Fig. 7.50     Fig. 7.51 – Schema della convergenza Africa-Europa dall’Arco Calabro-Peloritano verso l’avampaese africano.

07.5 - CONCLUSIONI

La struttura della Sicilia consiste di un cuneo di accrezione carbonatico, principalmente costituito da unità carbonatiche bacinali mesocenozoiche, sovrapposto su un cuneo tettonico spesso 8 km di piattaforma carbonatica, che è a sua volta scollato da un basamento cristallino non deformato. Sia la geometria delle imbricazioni che la deformazione interna delle unità originarie suggeriscono un’evoluzione tettonica dovuta ad una combinazione di underplating e rotazioni delle unità tettoniche verso l’avampaese Pelagiano. La cronologia della deformazione è compresa tra il Miocene inf. ed il Pleistocene inf.-medio. Il progressivo scollamento delle unità carbonatiche bacinali mesocenozoiche più interne ed il loro trasporto sulle unità esterne avvenne durante il Miocene inf.-sup. Lo scollamento della piattaforma carbonatica dal suo basamento ed il suo raddoppio, così come la reimbricazione ed il raccorciamento delle sovrastanti scaglie tettoniche bacinali si ebbero durante il Miocene sup.-Pleistocene inf.-medio. Questi eventi sembrano legati alla tettonica transpressiva accompagnata da rotazioni orarie delle unità tettoniche. La ricostruzione palinspastica del cuneo tettonico suggerisce che i domini originari Imerese e Sicano stavano in una posizione paleogeografica più interna rispetto alla piattaforma carbonatica durante il Triassico-Giurassico. Questa ricostruzione è in accordo con il modello di una piattaforma carbonatica triassica interessata da rifting , attaccata al cratone africano, ed irregolarmente bordata da un ampio dominio bacinale.

07.6 - BIBLIOGRAFIA GENERALE

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