ABSTRACT

The San Vittorino Plain is located along the Velino River Valle ywithin an intermontane depression, filled with continental deposits. This plain is characterized by the presence of numerous sinkholes, often filled with mineralized spring waters. From a structural point of view, the study area is characterized by four tectonic units with different paleogeographical evolution and deformation styles. From the innermost unit they are: the Reatini Unit, the Navegna Unit, the Salto Unit, and the Nuria Unit. The main tectonic lineaments are represented by the Anzio-Ancona line, the Olevano-Micciani line, the Fiamignano-Micciani Fault and the Cerquara-Piedimozza Fault. The development of sinkholes in the study area is mainly due to deep suffusion and deep piping processes, linked to fluid upwelling along fracture-fault systems and to dissolution (by H2S and CO2) in the continental deposits. The sinkhole distribution suggests that they are mainly formed in a collapsed sector of the Mt. Paterno block who sestructural setting, characterized by several splays, with marly-clayeyand siliciclastic deposits at the footwalls, favoured the development of confined aquifers. The rise of groundwater to the surface along the network of faults and fractures crossing the carbonate bedrock is likely controlled by hydrostatic pore pressures, which may be strongly increased by earthquake shaking. The surface distribution of sinkholes in the San Vittorino Plain, showing differences within the study area, is strictly linked to the bedrock structure and the related hydrogeological setting, as demonstrated by the detailed survey carried out in the area.

KEYWORDS: Sinkholes, Structural Geology, Hydrogeology, Central Italy.

RIASSUNTO

La Piana dei Sinkhole a San Vittorino: relazioni tra geologia del substrato, fenomeni di sprofondamento, eventi sismici e sorgenti termo-minerali.

Nella Piana di San Vittorino, che rappresenta una depressione tettonica colmata da depositi continentali tardo quaternari, sono localizzate numerose cavità subcircolari, che spesso racchiudono pic-coli laghi, talora con acque mineralizzate identificati comesinkho-les s.s.. I recenti rilevamenti hanno permesso di ricostruire in dettaglio il quadro geologico-strutturale, geomorfologico e idrogeologico della Piana di San Vittorino e di formulare nuove ipotesi sulla formazione dei sinkholes. La Piana di San Vittorino, ricade nella zona di convergenza di quattro unità tettoniche, caratterizzate da una differente evoluzione paleogeografica, da un diverso stile deformativo e separate tra loro da elementi strutturali di importanza r-gionale. Dalla più interna e strutturalmente più rilevata alla più esterna esse sono: l’Unità dei M.ti Reatini; l’Unità M.te Navegna; l’Unità Salto e l’Unità M.te Nuria. Nell’area in esame, dove predomi-nano largamente le formazioni carbonatiche, sono molto sviluppati i processi carsici, che costituiscono uno degli agenti morfogenetici più importanti nell’evoluzione morfodinamica dell’area. La maggior parte delle forme carsiche presenti nella zona studiata si sono sviluppate sulla paleosuperficie più bassa e più recente (paleosuperficie di Fontanelle, o paleosuperficie del 2°ordine) e la loro evoluzione risulta fortemente condizionata dall’assetto strutturale dei singoli settori. Tra i fattori predisponenti l’innesco e la propagazione dei sinkholes della Piana ha sicuramente giocato un ruolo predominante la presenza di sistemi di faglie che si intersecano, nonché il reticolo di fratture, presenti all’interno della copertura quaternaria, che hanno determinato comunicazione tra substrato carbonatico e i sedimenti alluvionali-lacustri. Dalla distribuzione dei sinkholes, delle acque mineralizzate, e dall’andamento delle anomalie dei gas i sinkholes si sono sviluppati in un’area localizzata sul settore sprofondato del blocco di M.te Paterno. Le complesse caratteristiche geologico-strutturali e idrogeologiche di questo blocco, sembrerebbero favorire la formazione e la localizzazione dei collassi catastrofici. Le cause principali degli sprofondamenti vanno ricercate principalmente nei processi di suffosione profonda o deep piping,che si sviluppano per la risalita delle acque attraverso le faglie e le fratture che dislocano il substrato carbonatico, provocando la mobilizzazione e l’erosione dal basso (deep piping) dei depositi conti-nentali sovrastanti, cui si aggiungono gli effetti dei processi di dis-soluzione legati alla risalita di H2S e CO2attraverso le stesse dislocazioni. Il settore sud-orientale della piana non presenta fenomeni di sprofondamento recenti come anche nel settore localizzato a SW dell’allineamento Micciani-San Vittorino (prolungamento della faglia Fiamignano-Micciani).Le cause vanno ricercate nel contesto geologico-strutturale e idrogeologico di questi due settori, molto diverso da quello desunto per il blocco di M.te Paterno.

TERMINICHIAVE: Sinkhole, Geologia Strutturale, Idrogeologia, Italia Centrale.