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Rend. Online Soc. Geol. It., Vol. 17 (2011) - (DOI 10.3301/ROL.2011.33)

Detecting large-scale fluvial bars from the sedimentary record: a lesson from the Pleistocene Dandiero Basin (Eritrea)

M. Ghinassi (*), M. Papini (**) & Y. Libsekal (***)

 

(*) Dept. of Geoscience, University of Padua, V. Gradenigo 6, 35137 Padova, Italy. massimiliano.ghinassi@unipd.it
(**) Dept. of Earth Science, University of Florence, V. La Pira 4, 50121 Firenze, Italy.
(***) National Museum of Eritrea, University of Asmara, P.O. Box 5284, Asmara, Eritrea.
 


Abstract 

Recognition of fluvial bar geometries from outcrop sections is a primary aim of fluvial sedimentology since it provides functional information for reconstructing palaeodrainage patterns and predicting spatial variability of alluvial sedimentary complexes. Although fluvial deposits are very common in fossil record, a correct diagnosis of sedimentary architectures requires extensive exposures (at least several tens of meters across) along with a certain amount of three-dimensional control. Fluvial bars produced by large-scale fluvial systems, although volumetrically noteworthy as hydrologic or hydrocarbon reservoirs, are not often entirely exposed and therefore are rarely described from the fossil record. The present study deals with fluvial deposits of the Early to Middle Pleistocene Dandiero Basin (Eritrea) and aims to describe the sedimentary features and stratal architecture of a large-scale, compound lateral bar (possibly a point bar).
The Dandiero rift basin is located 110 km south of Massawa, and is filled by about 1.000 m thick continental sediments spanning from lacustrine to fl uvial deposits.
The basin-fi ll succession consists of six formations, from bottom up: Bukra Fm. (fluvial), Alat Fm. (fluviolacustrine), Wara Fm. (fluvial), Goreya Fm. (lacustrine), Aro Fm. (fluvio-deltaic) and Addai Fm. (alluvial fan). The Wara Fm., about 70 m thick, records a NNW flowing axial drainage and consists of vertically stacked fluvial storeys, which are characterized by a progressive increase in thickness of channelized units. The boundary between the fluvial Wara Fm. and the overlying lacustrine Goreya Fm. is marked by a calcareous key bed (up to 50 cm thick), which formed because of the sudden change from fluvial to lacustrine deposition. Such a calcareous layer, and overlying lacustrine deposits, draped and preserved the fluvial morphology developed just before the abrupt lake expansion. The present study focuses on the uppermost part of the Wara Fm., where the sedimentary infill of fluvial channels is up to 10 m thick.
The study area is characterized by laterally continuous spectacular outcrops, which allow a remarkable 3D control of sedimentary architecture. The selected outcrop (flow-parallel oriented) allows to identify a mounded sandy body, which is about 1 km wide and up to 8-9 m thick in the axial part. Such a sedimentary unit, which shows an erosive base, a fining- and thinning-upward trend (from very-coarse sand to mud) and is draped by the lacustrine calcareous key bed, is interpreted as a compound lateral bar shown in a transverse section (i.e. orthogonal to the bar axis). Sandy beds forming the bar dip radially with an angle ranging from 5° (bar top and base) to 20° (bar front). Single beds fine and thin upward from the bar base to top and range in thickness from 80 to 5 cm. In the lower part of the bar, beds are erosively based and consist of very coarse sand with pebble-sized mud clasts. Plane-parallel and cross stratifi cation are dominant in this interval. In the upper part of the bar, beds consist of ripple-cross laminated to plane-parallel stratifi ed medium to fi ne sand. Single beds record depositional flood events and developed as consequence of downstream migration of unit bars or elementary bedforms (e.g. dunes). Palaeocurrent measurements, from cross strata, show a moderate dispersion. The upstream deposits of the bar are erosively overlain by the adjacent bar, attesting a downvalley migration of the riffl e zone, which is characterized by the occurrence of the coarser sediments bearing evidences of erosion-bypass processes. In the downstream part of the bar, the transition from the bar toe to the outerbank area documents and unexpected accumulation of sediment also on the outer side of the channel.
 

 

KEY WORDS: Betic External Zones, South Iberian Paleomargin, Lower Cretaceous, Extensional regime, Platform slope and basin facies, Atlantic Rift. Stratigraphy.

 

 

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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