APPUNTI DI GEOLOGIA REGIONALE a cura del Prof. Raimondo Catalano


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INDICE
Nota

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.

  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).

  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).

tempi possono essere correlati con le maggiori trasgressioni e, nel caso del Cretaceo, con eventi oceanici a scala mondiale durante il quale le acque oceaniche erano poco ossigenate e una deposizione di mate­riale organico da sorgenti sia terrestri e plantoniche era vasta. Una deposizione di sedimenti ricchi di materiale organico avveniva su una ampia varietà di ambienti di mare profondo. Durante il Toarciano le argilliti bituminose sembrano essersi ristrette alle depressioni del margine continentale più profonde (strati a "Posidonia" delle Ellenidi Ioniche, gli Appennini Umbri e le Alpi meridionali) che erano limitate da aree di non deposizione o di sedimentazione di Rosso Ammonitico. In ambienti oceanici, argille nere ricche in materiale organico si ritrovano su gran parte del periodo Cretaceo; nell'oceano della Liguria-Piemonte il Cretaceo inf. è rappresentato da vaste sequenze dI argille nere prive di carbonatI (argille Palombini e di Vai Lavagna), e argille nere manganesifere sono frequenti nelle sequenze oceaniche del flysch del Cretaceo inf. (Helminthoid Flysch degli Appennini settentrionali e Alpi occidentali, Graciansky et al., 1981). Negli ambienti di margine di un bacino continentale alternanze cicliche di marne a nannofossili (nannoforaminiferi) e marne bituminose e argille ricche in materiale organico terrestre si trovano nell'intervallo Barremiano-Albiano (Maiolica, marne a fucoidi, scaglia variegata, etc.). L'evento Cenomaniano-Turoniano fu di breve durata nei margini nelle sequenze pelagiche degli Appennini Umbri, e.g.  è registrato da una intercalazione spessa 2 metri di argilliti bituminose nere (Livello Bonarelli) con un carbone organico superiore al 25%. Finalmente, le associazioni laterali di queste sequenze bituminose con turbiditi carbonatiche (grainstone) e scogliere marginali possono provvedere lo scenario per la migrazione di idrocarburi e l' accumulo sotto condizioni favorevoli geotermali.

(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.