APPUNTI DI GEOLOGIA REGIONALE a cura del Prof. Raimondo Catalano Download PDF |
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Nota
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11.2 - ANATOMIA DI UN MARGINE CONTINENTALE DELLA TETIDE |
Nei margini continentali distali, al di là dell'influenza della piattaforma carbonatica di tipo Bahamas, la sommersione del margine sempre più deperito (?) portò alla deposizione di sequenze pelagiche, la cui facies era principalmente determinata dalla sommersione, ed inoltre una persistente fagliazione sinsedimentaria, che aumentava ulterioremente la profondità dell'acqua ed i cambiamenti di ambiente di ampio oceano.La profondità dell'acqua in aumento si riflette anche nelle sequenze pelagiche che ricoprono plateau non-vulcanici e seamounts. (Plateau di Trento; Sicilia occidentale, Appennino Umbro) che furono sommersi soltanto durante la loro evoluzione successiva, Lias sup. al Giura medio .Nelle aree bacinali (e.g. Bacino Lombardo) la profondità alla fine dell'apertura (Lias medio-sup.) era dell'ordine di 1000 metri (Winterer and Bosellini,1981) , e dal Lias medio al Giura medio la topografia creata dall'apertura fu quasi livellata da depositi di bacino, emipelagici e di correnti di gravità. Comunque, locali lacune stratigrafiche, limitate aree di facies pelagica condensata e più superficiale e sedimenti pelagici ridepositati suggeriscono il persistere di una morfologia marina addolcita nel bacino durante il Giura ed il Cretaceo inferiore. In molti dei bacini in distruzione? lungo i margini continentali della Tetide (Zona subbetica della Cordigliera Betica, Alpi meridionali, falde Austro-Alpine, Appennini le Ellenidi Ioniche) il modello globale delle: facies carbonatiche osservate nei sedimenti pelagici, suggerisce un graduale affondamento durante il Giura, culminante finalmente con la sommersione del margine distale sotto la profondità di compensazione della calcite. Sedimenti di bacino di syn-rift degradano attraverso i calcariemipelagici e le marne in calcari marnosi rosso-nodulari con impronte interne di fragmoconi di cefalopodi originariamente aragonitici (Facies marnosa del Rosso Ammonitico di età Lias medio-sup.) che sono a loro volta seguiti da calcari con nannofossili conbivalvi pelagici e radiolari ma senza tracce di fossili aragonitici e finalmente da calcilutiti silicee e selce radiolaritica stratificata priva di carbonati di età Giura superire. Alcune di queste facies Giurassiche, particolarmente i calcari rosso-marnosi (Rosso Ammonitico, Rosso ad aptici del Giura inf.) sono molto simili difatti ai sedimenti oceanici del Giura Inf. dell'Atlantico centrale (Cat GapFormation , Jansa et al., 1979; Bernoulli,1972). Durante il Giura sup. un cambiamento di un vasto bacino da radiolariti e calcari rossi ricchi in radiolari a calcare bianco con nannofossili (Maiolica) è interpretato come un drastico cambiamento da un piccolo oceano con acque superficiali molto fertili ad un bacino più ampio dominato da una circolazione rotatoria e flore a coccolati più tolleranti (Weissert,1979). Questo cambiamento da radiolariti a maiolica è registrato anche nelle sequenze oceaniche ed era accompagnato da una depressione a vasto bacino della profondità di compensazione della calcite da meno di 2500 m a 4 Km o più (Bosellini e Winterer,1975). Il calcare bianco a nannofossili della formazione Maiolica è una delle facies più diffusa nel sistema Tetide-Atlantico. Si trova a Cuba, nel profondo Atlantico centrale (Blake-Bahama Formation, Jansa et al.1979, Bernoulli 1972, Robertson e Bernoulli 1981), e lungo la fascia Alpina mediterranea dalla Spagna ai Carpazi. Grecia e più oltre (Bernoulli e Jenkyns, 1974). Argille nere , laminate di origine organica intercalate nella superiore Formazione Maiolica, nelle marne emipelagiche AptianeAlbiane (Scaglia variegata; Marne a fucoidi) e nel calcare pelagico del Cretaceo sup. (limite Cenomaniano-Turoniano) registrano periodici eventi anoxici nelle acque profonde dei margini sommersi della Tetide (Jenkyns 1980; Graciansky 1981). Questi eventi possono essere correlati con quelli registrati nell'Atlantico Cretaceo e riflettono momenti di povera circolazione oceanica. L'approfondimento dei margini è registrato anche nelle sequenze pelagiche deposte sugli alti intrabacinali, sui plateaus e seamounts. Sequenze tipiche (e. G.Plateau di Trento; fig. A, Sicilia occidentale) comprendono, su una piattaforma carbonatica sommersa del Lias medio, biosparite a stratificazione incrociata, di crinoidi e bivalvi pelagici depositatesi in onde di sabbia sottomarine (Lumachella a Posidonia alpina del Giura medio), calcari pelagici rossi condensati con modelli (impronte) di arnmoniti (Rosso Ammonitico calcareo, Giura sup.) e finalmente calcari bianchi a nannofossili (Maiolica, Cretaceo inf.) (Bernoulli e Jenkins 1974). L'approfondimento dei seamounts è anche riflesso nel contenuto clastico dei risedimenti in un bacino adiacente, che degrada da Turbiditi con materiale di piattaforma in risedimenti a Crinoidi e puramente pelagici. Con il Giura sup., alla fine della deposizione della radiolarite, la profondità dell'acqua nei margini continentali distali era circa 2500 m (Winterer e Bosellini 1981). Un ragionamento circostanziale (Bosellini e Winterer 1975, Bernoulli et al. 1979b, Winterer e Bosellini, 1981) suggerisce che la profondità di compensazione della calcite era ristretta a questa profondità durante il Giura sup. Ciò può essere dovuto al tipo di circolazione del piccolo bacino oceanic9 all'alta produttività organica nelle acque superficiali e al fatto che molto carbonato di calcio era limitato nelle piattaforme carbonatiche di tipo Bahamas, con una probabile significativa influenza sulla raccolta (bilancio) carbonatica. Durante il Cretaceo inferiore margine continentale distale si approfondì fino ad una profondità di pochi Km, come mostrato dall'invasione (espansione) della facies oceanica profonda su molte parti verso l'oceano del margine. Il rinvenimento di argille nere del Cretaceo inf. che sì pensa si siano deposte sotto la profondità di compensazione della calcite, in unità tettoniche derivate dalle parti più distali del margine (argille Palambini) suggerisce una profondità dell' acqua dell'ordine di 4 Km. Approfondimento isostatico del margine continentale fino a questa profondità suggerisce chiaramente un assottigliamento e raffreddamento crostale; ci sono, comunque, fino ad ora soltanto dati petrologici e radiometrici molto limitati per sorreggere tali ipotesi.
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11.2.1 - SEDIMENTI OCEANICI |
Nella Tetide occidentale, seguendo l'apertura e parallelamente alla sommersione del margine continentale distale, avveniva la formazione di crosta litosfera e oceanica. I sedimenti oceanici più vecchi nell'oceano della Liguria-Piemonte sono generalmente selce radiolaritica e fanghi silicei, che sono intercalati lungo la loro base con lave a pillow e arenarie ofiolitiche. L'età delle radiolariti è poco stabilita; comunque un'età Giura medio-sup. è suggerita da un'età radiometrica Lias sup.-Giura medio nelle ofioliti e dal sovrastante calcare anannofossili (Maiolica) del Berresiano e Valangiano. Questi calcari nannofossili del Cretaceo inf.; che ovviamente registrano un abbassamento a vasto bacino della profondità di compensazione della calcite passano verso l'alto e lateralmente in una sequenza di argilliti e calcari silicei. (ridepositati); (argille di Palombini, Barresiano ad Albiano). Miscugli sedimentari, olistostromi con vasti olistoliti di rocce ofiolitiche e turbiditiche intercalate con argille Cretacea medio.-sup. di Val Lavagna, riflettono il passaggio ad un regime strutturale governato da una subduzione e compressione. C'è una buona evidenza che le ofioliti dell'oceano Liguria-Piemonte si aggregarono lungo la catena in lenta espansione di tipo Atlantico. I depositi sedimentari metalliferi lungo la base delle radiolariti Ligure mostrano chiare affinità con i depositi idrotermali associati con attuali centri di espandimento (Bonatti et al. 1976). Durante il Giura la catena in espansione fu sezionata (divisa) da numerose faglie trasformi, come è suggerito dalle strutture cataclastiche di alcune ofioliti, la scarsezza di indicazioni di un complesso stratificato peridotite-gabbro-basalto e dai blocchi sollevati sia da rocce ultramafiche che gabbriche. Localmente Radiolariti, Maiolica e argille (Palombini) giacciono sopra serpentiniti o gabbri che sona fratturati in situ e tagliati da una rete di dicchi riempite da alternanze di cemento calcitico sottomarino e calcare rosso ricristallizzato, formando un complesso di brecce con differenti generazioni di fratturazioni e riempimenti. Gli alti (strutturali) erano anche le aree sorgenti per brecce composte da frammenti di pillow-lava, gabbro stratificato, anfibolite, selce e arenarie- ofiolitiche, deposte lungo piede di scarpata di faglie sottomarine (Lemoine 1980, e riferimenti). In alcune aree le turbiditi terrigene della Tetide occidentale venivano deposte sia all'inizio che durante il Giura sup. ed il Cretaceo inf. (Flysch Mauretaniano-Massyliano). Questi depositi sono associati con marne di acque profonde del Giura medio e calcari e radiolariti del Giura sup., alcuni frammenti di ofioliti alla loro base probabilmente rappresentano relitti di crosta oceanica. sequenze turbiditiche rappresentano gli equivalenti laterali delle sabbie di mare profondo del Giura superiore. Cretaceo inf. del bacino marocchino e delle isole Canarie e sono in relazione ad un sollevamento ed erosione relative lungo il margine Africano nord-occ. piuttosto che all'incipiente orogenesi Alpina (Robertson e Bernoulli, 1981).
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11.2.2 - ROCCE SERBATOIO |
Potenziali strati serbatoio per
idrocarburi si trovano in diversi ambienti paleotettonici nel Mesozoico
Alpino-Mediterraneo. Avvenimenti triassici sono strettamente associati con
piattaforme carbonatiche lungo i margini continentali della Paleotetide, dove
ricche sequenze organiche del Mesozoico sup. sono connesse con eventi anoxici
di vasto bacino negli oceani Atlantico e Tetide e i loro margini continentali
sommersi. Rocce carbonatiche emipelagiche si trovano in spesse formazioni di
bacino della fase di apertura del Giura inf.; ma la loro importanza quali rocce
sorgenti di oli non è stata ancora valutata. |
11.2.3 - SUCCESSIONE DI MARGINE CONTINENTALE DELLA TETIDE |
Sequenze bituminose triassiche sono
orizzontalmente e verticalmente legate a complessi carbonatici di acque
superficiali, e quindi, inclusi in un generale ambiente di piattaforma
carbonatica. Le sequenze tipicamente consistono di alternanze di dolomiti con
strati di qualche cm a qualche dm, nelle quali le lamine un poco più grossolane
colorate si alternano a quelle ricche in materiale organico e argilla, più
scure, più fini, e di argille bituminose nere spesse da qualche mm a qualche
cm. Il contenuto organico di carbone è abitualmente compreso tra il 5-10% nelle
argille nere, ma sono stati determinati dei valori in campioni freschi
superiori al 30%. In dipendenza agli spessori tradizionali formazionali dei
soli carbonati di acque superficiali, gli spessori di queste alternanze possono
variare tra 10m (Anisico sup. Grenzbitumenzone, Alpi meridionali) e più di 100m
(Formazione di Filettino degli Appennini centrali; Formazione
dell'Hauptdolomite delle Alpi meridionali entrambe del trias sup.);localmente
diverse centinaia di metri sono riportate (Seefeld argille,Trias sup. Austria).
Nelle sequenze più sottili le argille nere possono raggiungere il 10% o più
della sequenza, mentre nelle serie più espanse le argille nere costituiscono 1%
o poco più. Le sequenze bituminose ancora più espanse consistono principalmente
di calcari bituminosi e dolomitici con sottili fessure argillose (Calcare di
Zorzino, TRias sup.; Alpi meridionali). Le sequenze bituminose del Trias
medio-sup. si pensa si siano deposte in ambienti subacquei a bassa energia con
povera circolazione delle acque e condizioni sfavorevoli per una vita animale,
come suggerito dalla totale assenza di bioturbazioni. Sebbene i depositi siano
legati lateralmente a piattaforme superficiali, la profondità dell’ acqua era
importante sufficientemente per lo sviluppo di masse d'acqua stratificate, come
suggerito dal rinvenimento occasionale di faune (ammoniti,vertebrati)
nectoniche, plantoniche (radiolari), pseudoplantoniche. |
11.2.4 - SEDIMENTI DI SYNRIFT |
Calcari emipelagici bituminosi si trovano
in depositi di bacino dello stadio di syn-rift del Giura inf.; e.g. , nelle
Alpi meridionali (calcare siliceo Lombardo) e depositi bacinali ricchi in
materiale organico e pirite sono associati a bacini aperti di margini
trasformi, ma dati geochimici pubblicati sono in pratica inesistenti le
concentrazioni più alte del materiale bituminoso sono particolarmente
frequenti nella sezione del Toarciano inf. dei sedimenti del tardo syn-rift
nelle falde Austro-Alpine (Allgàuschiefer - Fleckenmergel Group, Bitterli,
1962) e sequenze simili; essi coincidono, con un evento oceanico di vasto
bacino registrato su gran parte dell'Europa epi-continentale e nei sedimenti
pelagici della Tetide (Jenkyns,1980). |
11.2.5 - PIATTAFORME CARBONATICHE |
Dentro le sequenze di vasto spessore
delle piattaforme carbonatiche del Giura-Creta sono rare le sequenze
bituminose. Esse comprendono avvenimenti locali di calcilutiti bituminose e
marne, spesse poche decine di metri e lateralmente e verticalmente legate a
depositi di piattaforma carbonatica. Le sequenze contengono noduli di selce
diagenetica e faune plantoniche (radiolari) e nectoniche (ammoniti,vertebrati)
che indicano lacune più profonde con masse d'acque stratificate dentro il
generale ambiente di piattaforma. |
11.2.6 - SEQUENZE PELAGICHE |
Sequenze bituminose sono intercalate a differenti livelli nelle sequenze marine pelagiche più profonde. Diverse coperture nel tempo tossono essere identificate, mentre si depositavano fanghi bituminosi, argille o marne nell'oceano della Tetide e lungo i suoi margini sommersi: Toarciano inf., Barreniano ad Albiano, il limite Cenomaniano - turoniano e fino al limite inferiore, il Coniaciano-Santoniano (Jenkyns, 1980). (Arthur e Schlanger,1979). |
11.2.7 - CONCLUSIONI |
Nella Tetide occidentale l'apertura e la successiva espansione oceanica si erano discordantemente sopraimposti sul margine precedente della Paleotetide e non strettamente seguo le aree di subsidenza del Trias medio e di vulcanismo che sono generalmente interpretate come fase di abortive-rifting. Durante il Giura inf. le aree che sarebbero diventate i margini continentali erano interessate da fagliazioni a blocchi. Come conseguenza, una sedimentazione carbonatica delle acque superficiali fu interrotta su vaste aree e soltanto un limitato numero di piattaforme di tipo Bahamas, circondate da bacini più profondi e plateaus, persistette durante il Masozoico. Nei bacini che limitano le piattaforme una piattaforma grossolana derivò depositi di debris flow, turbiditi carbonatiche e fanghi peri-piattaforma furono deposti. Velocità di subsidenza erano più alte durante la fase precedente di disintegrazione del margine e variò tra i differenti blocchi fagliati. L'asimmetria di certi bacini di syn-rift e "break-up unconformities" su locali alti strutturali suggerisce un'attenuazione crostate e un’associata fagliazione normale listrica. Dimensione e forma dei differenti blocchi di faglia e geometria deposizionale dei sedimenti di syn-rift richiama l'evoluzione di margini aperti di tipo Atlantico come il margine Iberico o la baia di Biscay. Con l'inizio dell'espandimento e la formazione di crosta oceanica durante il Lias sup. e il Giura medio, velocità di subsidenza decrebbero e furono più uniformemente distribuite sui margini. Nel tempo, i margini distali sommersi divennero sempre più "deperiti"(?) e furono deposti sedimenti soltanto pelagici la cui facies era determinata da fagliazioni sinsedimentarie subdotte, e cambiamenti di ambienti di vasto bacino. Di questi cambiamenti, eventi anoxici del Cretaceo medio possono essere di particolare importanza per il potenziale di idrocarburi dei margini della Tetide. Dal Giura inf. al Cretaceo medio, l'evoluzione della Tetide occidentale e dell'Atlantico centrale era, da un punto di vista cinematico, legata ed entrambi gli oceani ed i loro margini seguirono una simile evoluzione paleotettonica e sedimentaria. Comunque, nella Tetide occidentale avvenne un cambiamento da margini continentali passivi di tipo Atlantico a margini governati da compressioni e subduzione, nel Cretaceo medio, quando, i limiti di placca Atlantica furono riordinati e movimenti sinistri nel sistema della Tetide furono sostituiti da movimenti destri. |