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Rend. Online Soc. Geol. It., Vol. 17 (2011) - (DOI 10.3301/ROL.2011.25)

Stratigraphic architecture of an outer ramp/basinal turbidite fan carbonate system in a foreland basin (“Scaglia Toscana” Fm., Chianti Mts, Northern Apennines, Italy)

G. Cornamusini (*),(**), A. Ielpi (*), F. Bonciani (**) & I. Callegari (**)

 

(*) Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Siena.

cornamusini@unisi.it; ielpi@unisi.it
(**) Centro di Geotecnologie, Università di Siena.


Abstract  

The Chianti Mts, part of the Northern Apennines orogen, represent an ideal case study to depict the relationships between outer carbonate ramps and basin plain carbonate turbidite systems in foreland basins. The main object of this research is the “Scaglia Toscana” Fm., a ca. 200 metres thick Eocene-Oligocene succession of polychromous shales, marls, pelagic limestones and turbidite calcarenites, with marked lateral/vertical complexity, having its type-section in the Chianti Mts. During fieldwork, the fm. has been subdivided in four partially interfingered members (from the bottom and northernmost): Sugame Marls; Cintoia Shales; Montegrossi Calcarenites; Dudda Shales and Limestones. The formation relates to three depositional systems: a middle to outer carbonate ramp dominated by hemipelagic deposition; a basinal plain whose sediments distribution was mainly forced by redox/oxic conditions and calcite-lysocline fluctuations; a thinning- and fining-upward, coarse- to fi ne-grained carbonate turbidite system. The “Scaglia Toscana” basin was located on the Adria continental micro-plate, foreland of the developing Northern Apennines orogen, whose facies distribution was mainly controlled by block faulting and differential subsidence. The Chianti Mts. represent then a crucial sector, since they expose the junction between a northern SSE-dipping ramp and a southern basinal plain with turbidite floor fans. A general southward and upward-shift from ramp, basinal plain and turbidite fan facies has been recognized and remarked since the pioneering studies of the 1960s. Nonetheless, an exhaustive facies and architectural analysis is still lacking in literature. To fill this gap, the partial and preliminary results of a field logging, integrated with sedimentary facies analysis are reported here.


KEY WORDS: stratigraphic architecture, facies analysis, foreland, Paleogene, Chianti Mts.


Riassunto 

Architettura stratigrafica di un sistema carbonatico di rampa esterna/conoide torbiditica bacinale in un bacino di avampaese (Formazione della Scaglia Toscana, Monti del Chianti, Appennino Settentrionale, Italia).

I Monti del Chianti, parte dell’orogene Appennino Settentrionale, rappresentano un eccellente caso di studio per comprendere le relazioni tra rampe carbonatiche esterne e sistemi torbiditici carbonatici di piana bacinale, nell’ambito dei bacini di avampaese.
Il principale oggetto di questa ricerca è costituito dalla Formazione della Scaglia Toscana, una successione potente circa 200 metri, datata all’Eocene-Oligocene. Essa è costituita da argilliti policrome, marne, calcari pelagici e calcareniti torbiditiche, con marcata complessità latero-verticale. Tale formazione è stata suddivisa in quattro membri parzialmente eteropici (dal basso e da nord): Marne del Sugame; Argilliti di Cintoia; Calcareniti di Montegrossi; Argilliti e Calcareniti di Dudda. I sedimenti di tale formazione sono riconducibili a tre sistemi deposizionali: una rampa carbonatica esterna dominata da deposizione emipelagica; una piana bacinale la cui distribuzione
dei sedimenti è legata a condizioni redox/oxic ed a fluttuazioni della calcite-lysocline; una conoide torbiditica carbonatica caratterizzata da un trend positivo verso l’alto. Il bacino della Scaglia Toscana si colloca sul margine continentale della microplacca Adria, nell’avampaese del sistema nord-appenninico in evoluzione. La distribuzione delle facies e dei sistemi sedimentari, così come lo sviluppo del bacino, sono fortemente controllati da processi tettonici connessi con la convergenza e collisione continentale. I Monti del Chianti costituiscono così un settore cruciale, dato che mostrano le relazioni tra una rampa carbonatica immergente verso SSE (nel settore settentrionale) ed una piana bacinale con conoidi torbiditiche carbonatiche (settore meridionale). In merito, nonostante tali relazioni siano state evidenziate sin dagli anni ’60, ad oggi mancano ricostruzioni del complesso deposizionale, basate su analisi di facies ed architetturali di dettaglio. Con il presente contributo, sebbene ancora in veste preliminare, intendiamo mostrare una serie di dati derivati da campagne di rilevamento e di analisi sedimentologica/stratigrafi ca.
 


TERMINI CHIAVE: architettura stratigrafica, analisi di facies, avampaese, Paleogene, Monti del Chianti.

La successione sedimentaria miocenica affi orante nel settore
Nord-Orientale della Stretta di Catanzaro è costituita da depositi
terrigeni, evaporitici e carbonatici depositatesi all’interno di un
bacino sedimentario controllato da un complesso sistema di faglie
trascorrenti orientate NW-SE.
La sedimentazione ha inizio tra il Serravalliano e il Tortoniano
con i depositi di ambiente alluvionale-torrentizio del Conglomerato
del Corace seguite dalle arenarie e calcareniti di Tiriolo di ambiente
costiero che evolvono a facies schiettamente marine costituite dalle
argille marnose di Gagliano caratterizzate nella porzione superiore
da peliti euxiniche e diatomiti che segnano l’inizio della Crisi di
Salinità del Messiniano (CSM). In questa fase si depositano in
tutto il Mediterraneo, lungo i margini del bacino, facies selenitiche
e calcari micritici (Lower Evaporites). Nell’area di studio affi orano
esclusivamente le facies micritiche CdB-1 di probabile origine
batterica correlabili al CdB type 2 di MANZI et alii (2010) ed alle
facies di origine batterica di GUIDO et alii (2007), sviluppatesi durante
la prima fase della CSM tra 5,96 e 5,6 Ma. La fase successiva è
caratterizzata da una fase tettonica intra-messiniana e da un rapido
abbassamento del livello marino con lo sviluppo di un corpo caotico
costituito da slumps, blocchi di seleniti (sub-unità 1 del conglomerato
del Riato) e brecce carbonatiche (CdB-2) che evolvono verso l’alto con
trend fi ning e thinning-upward ad associazioni di facies con canali e
barre, con una drastica diminuzione dell’alimentazione intrabacinale
evaporitica e carbonatica a vantaggio di quella proveniente dalle unità
metamorfi che e plutoniche dell’Arco Calabro Peloritano.
La fase fi nale della CSM è registrata dallo sviluppo di un sistema
deposizionale fl uvio-deltizio che passa verso le aree bacinali a depositi
pelitici-sabbiosi, contenenti biofacies ad ostracodi (Lago Mare), e a
corpi selenitici in facies banded e massive di secondo ciclo.
La successione sedimentaria del settore NO della Stretta di
Catanzaro defi nisce un’architettura deposizionale riscontrabile nel
modello evolutivo proposto da ROVERI et alii (2008), caratterizzata da
corpi caotici (sub-unità 1 e 2 del conglomerato di Riato e CdB-2),
derivanti dalla cannibalizzazione dei depositi evaporitici e dei calcari
primari, e che registrano un graduale ritorno ad un’alimentazione
extra-bacinale derivante dall’erosione delle unità sedimentarie
serravallinae-tortoniane e metamorfi che-plutoniche dell’unità della
Sila.

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