ABSTRACT

The catchment of the Pecora River is located between the towns of Follonica and Massa Marittima (Southern Tuscany, Italy) and is characterized by Neogene-Quaternary strata resting unconformablyon a pre-Neogene substratum. A critical geological reinterpretationof this area indicates that the Quaternary succession, composed by arelatively thin veneer of terrigenous deposits and by calcareous tufas, is the result of five major stages of drainage reorganization. The datafrom this study indicate that, similarly to present, the paleo-catchment of the Pecora River included the Arsenti Mount area, located few km eastward from Massa Marittima, and that was constantly separated from the nearby Bruna River.T his new reinterpretation of the Quaternary evolution of the Pecora River area has several implications, in particular on thenature of the arsenic anomaly known in this area and mainly confined to the fluvial terrigenous deposits. Specifically, the erosion anddispersal of As-bearing mineralization emplaced between the late Pliocene and the Quaternary in fractures and faults affecting thebedrock of the Arsenti Mount area, was possibly driven by the sedimentary development of the Pecora River catchment resulting in the landforms and deposits described in this study. As a consequence, the As anomaly known in this area may have resulted from fully natural phenomena such as relief denudation and sediment dispersal.

KEYWORDS: Quaternary Geology, arsenic, Pecora River, Southern Tuscany.

RIASSUNTO

Evoluzione Quaternaria del Fiume Pecora (Toscana Meri-dionale, Italia): paleoidrografia e provenienza dei sedimentisuperficiali.

Vengono presentati i risultati di una revisione morfo-stratigraficadei depositi di generica età quaternaria (Pleistocene inferiore?-Olocene, COSTANTINI et alii, 2004) presenti nella porzione medio-prossimale del bacino del Fiume Pecora (Toscana Meridionale). Tali depositi, infatti, non sono univocamente rappresentati nella cartografia geologica di quest’area (BRANDI et alii, 1968; TREVISAN, 1969; COSTANTINI et alii, 2004) rendendo necessaria una revisione. Un aspetto rilevante che ha stimolato questo studio e che è strettamente connesso a una più chiara comprensione della distribuzione e tipologia dei depositi quaternari, è rappresentato da una significativa anomalia in arsenico segnalata nei suoli e nei sedimenti superficiali di quest’area (COSTAGLIOLA et alii,  2004). Tale anomalia è probabilmente riferibile alla presenza, nel bacino di drenaggio del Fiume Pecora, di giacimenti metalliferi a solfuri contenenti arsenico (area intorno a Monte Arsenti) sfruttati a partire dall’epoca Etrusca (BENVENUTI et alii, 1999). Tali giacimenti espr-mono un contesto geologico caratterizzato da processi magmatici etettonici tuttora in atto in questa porzione della Toscana meridionale. I terreni presenti nell’area di studio riflettono il contesto tettonico-stratigrafico della Serie Toscana Ridotta (TREVISAN, 1955; SIGNORINI, 1964; DECANDIA et alii, 1993) caratterizzato dal contatto tettonico fra unità Liguridi e la porzione triassica delle unità Toscane. La  revisione morfo-stratigrafica del Quaternario ha permesso diriconoscere una successione dei depositi terrigeno-carbonatici che riflette un articolata evoluzione morfo-deposizionale dell’area. Questa siè espressa attraverso la ripetuta attivazione di sistemi alluvionali (vallifluviali incise e conoidi alluvionali) e di sistemi fluvio-palustri dominati dalla deposizione di carbonati continentali (calcareous tufa, FORD & PEDLEY, 1996). Le fasi alluvionali registrano il trasferimento di materiale clastico derivante da un massivo denudamento di arenarie quarzo-feldspatiche e peliti presenti nella Formazione delle Argille a Palombini (Liguridi) ancora ampiamente affioranti nell’area del Monte Arsenti compresa nell’alto bacino del Fiume Pecora e caratterizzatadalla presenza di giacimenti metalliferi. Le fasi di sbarramento carbo-natico delle valli fluviali (fluvial barrages; FORD & PEDLEY, 1996) segnano d’altra parte la disattivazione dell’apporto clastico. In questa prospettiva generale i depositi quaternari vengono suddivisi in due principali unità stratigrafiche a limiti inconformi (sintemi P1 e P2) che riflettono le fasi principali nell’evoluzione paleoidrografica e deposizionale. Il presente studio indica che queste due fasi, in termini strettamente paleoidrografici, sono costituite da cinque stadi evolutivi che registrano il pattern di sedimentazione fluttuante tra l’apporto terrigeno e la produzione di tufa calcarei. In una precedente ricostruzione paleoidrografica proposta da TONGIORGI( 1957), veniva suggerita una possibile cattura idrografica da parte del Fiume Bruna di aste fluviali tributarie del Fiume Pecora, il cui bacino veniva ipotizzato esteso a NE. I nuovi dati ottenuti con il presente lavoro sembrano evidenziare, al contrario, che il bacino idrografico del Fiume Pecora è sempre rimasto sostanzialmente separato da quello del Fiume Bruna. Nell’insieme la ricostruzione, purtroppo carente di una calibrazione cronologica accurata, apre la discussione sui possibili fattori di controllo della dinamica morfo-deposizionale. Questi possono essere la crescita pul-atoria del rilievo, controllata dall’attività tettonico-magmatica quaternaria, e/o variazioni climatiche che potrebbero avere determinato, separatamente o in concomitanza, il denudamento del rilievo e la sedimentazione carbonatica. A prescindere da questi importanti aspetti lo studio supporta l’ipotesi di una stretta relazione tra processi geo-morfici e l’anomalia di arsenico che sembra derivare dalla dispersione sul territorio, solo a partire dal Quaternario, di materiale clastico comprendente anche le mineralizzazioni a solfuri.

TERMINI CHIAVE: Geologia del Quaternario, arsenico, Fiume Pecora, Toscana Meridionale.

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