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Rend. Online Soc. Geol. It., Vol. 17 (2011) - (DOI 10.3301/ROL.2011.30)

Mixed carbonate-siliclastic sediments and benthic foraminiferal assemblages from Posidonia oceanica seagrass meadows of the central Tyrrhenian continental shelf (Latium, Italy)

G. Gaglianone (*), V. Frezza (*), G. Mateu-Vicens (*), A. Baldassarre (*) & M. Brandano (*),(**) 

 

(*) Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Roma “Sapienza”, P.le Aldo Moro 5 – 00185 Roma.
giovanni.gaglianone@uniroma1.it
(**) Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria (IGAG) CNR, Area della Ricerca di Roma 1, Via Salaria Km 29,300 C.P. 10 – 00015 Monterotondo Stazione, Roma, Italy.


Abstract  

Sedimentological and micropaleontological characterisation of bottom sediments from two Latium continental platform areas (central Tyrrhenian Sea) was carried out.
The two studied areas are Santa Marinella in northern Latium and Ponza Island in southern Latium (Pontine Archipelago), characterised by the presence of Posidonia oceanica seagrass, but with different sediment inputs. In the Santa Marinella area, where seagrass ends at 15 m water depth, there are both siliciclastic sediments from fluvial run-off and carbonate lithoclasts originated by coastal erosion.
In the Pontine Archipelago, in which P. oceanica meadows end at 35-40 mwd, terrigenous clasts originate only from coastal erosion and, consequently, carbonate production prevails. On the whole, grain size analysis shows a strong predominance of sandy fraction, whereas mud and gravel are subordinate. The very low frequencies of muddy fraction can be attributable to re-suspension processes and the lack of aragonitic components that produce mud-sized particles. The better sorting of Santa Marinella seagrass substrate with respect to Ponza Island is related to the origin of terrigenous sediments, which are mainly provided by rivers and so are previously sorted.
Facies analysis was performed using component analyses, grain size percentage, sorting and carbonate content, complemented with the observations obtained from artificially-hardened sediments and, finally, tested with a Q-mode cluster analysis. Consequently, 4 sedimentary facies have been recognised. Facies F1, limited to the Santa Marinella area (7.5-13.5 mwd), is characterised by sand-sized well-sorted sediments, and dominated by the terrigenous fractions. Facies F2 represents the shallowest seagrass environment (5-7 mwd), and it is restricted to the Ponza area. In this environment the sedimentation is still dominated by terrigenous components, while the carbonate sediment contribution is due principally to red algae.
Facies F3 has the widest water depth interval (8-34 mwd), and principally occurs in the Ponza site, while only two samples are from the Santa Marinella. The terrigenous fraction is conspicuous, however there is an increase of carbonate sediment produced mainly by the epiphytes (foraminifera, bryozoans) and, subordinately, by benthic organisms (foraminifera, molluscs). The facies F4, occurring in the Ponza site (17-29 mwd), is the most carbonate rich facies with a carbonate sediment produced by epiphytic (foraminifera, bryozoans, serpulids, red algae) as well as benthic (foraminifera, red algae, molluscs) biota.
Q-mode cluster analysis performed on the most abundant benthic foraminiferal species led to the identifi cation of 4 assemblages, dominated by epiphytic foraminifera.
The A1 assemblage was found only in the Ponza site (5-12 mwd) and is dominated by Lobatula lobatula, Peneroplis pertusus and Miliolinella subrotunda. The A2 assemblage (10-34.5 mwd), characterised by L. lobatula and Rosalina bradyi, is mainly limited to Ponza Island, with only one sample from Santa Marinella. The B1 (7.5-9 mwd) and B2 (8-13.5 mwd) assemblages were found only in the Santa Marinella area and are dominated by L. lobatula, R. bradyi and Conorbella hexacamerata and by A. mamilla and R. bradyi, respectively. The calculated diversity indices (#-Fisher and Shannon index) are very similar in both areas, whereas the dominance percentage is higher in the Santa Marinella site.
The lack of the symbiont-bearing foraminifer P. pertusus in the Santa Marinella samples may be linked to less favourable environmental conditions. In this area, the prevalent siliciclastic sedimentation and the water turbidity, which decreases the light penetration, are the limiting factors also for the seagrass growth. The comparison between the foraminiferal assemblages of two areas may be used to estimate the health of present-day and fossil seagrass.
 


KEY WORDS: carbonate-siliciclastic mixing, benthic foraminifera, facies, Posidonia oceanica, Tyrrhenian Sea.


 

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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