Campionamento e descrizione delle carote prelevate

Nell’ambito di questo lavoro sono state prelevate 6 carote che coprono tutto l’episodio deposizionale A e gran parte dell’episodio B (Figg. 4.8, 4.9 e 4.10). Sono stati anche prelevati ed analizzati due campioni argillosi appartenenti al livello terrigeno che separa le due successioni deposizionali A e B (linea tratteggiata, Fig. 4.6) nonché un livello argilloso del substrato pliocenico. Sul materiale prelevato, mediante flessibile (Fig. 4.9) e carotiere (Fig. 4.10), sono state eseguite analisi palinologiche, isotopiche e nuove datazioni U/Th. Tutte le analisi palinologiche sono state eseguite nel Laboratorio di Palinologia del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze. Le analisi isotopiche sono state effettuate con strumentazione CNR e con l’aiuto e la supervisione del Prof. Orlando Vaselli, sempre nel medesimo Dipartimento a Firenze. Le datazioni U/Th sono invece state eseguite presso il Leibniz Institute for Applied Geosciences di Hannover in Germania (Dott.ssa M. Sierralta); la datazione di molti livelli è ancora in corso. Le carote sono state poi anche campionate presso il Dipartimento di Scienze della

Terra dell’Università di Siena per lo studio petrologico delle facies deposizionali (Prof.ssa A. Gandin, Dott. E. Capezzuoli). Tale progetto ha visto il coinvolgimento di diversi enti: Università di Firenze, CNR-Istituto di Geoscienze e Georisorse di Firenze, Università di Siena, Comune di Serre di Rapolano, Cooperativa Querciolaie-Rinascente.

Fig. 4.8 – Ubicazione delle carote prelevate a Cava Oliviera (da destra verso sinistra 1-6).

Fig. 4.9 – Cava Oliviera: diversi momenti del campionamento con flessibile.

Le carote prelevate vengono qui di seguito brevemente descritte da un punto di vista sedimentologico. Per ogni carota, in ordine progressivo dalla più vecchia (1) alla più giovane (6), viene riportato il numero dei blocchi di travertino che la compongono (es. A16-A96, B1-C12) nonché lo spessore in metri.

Carota 1 (A16-A96; 9,7 m) (Fig. 4.11): rappresenta la porzione basale della successione

che poggia, in discordanza, sulle argille plioceniche (Successione A, Brogi et al., 2007a; 2010a; Fig. 4.6).

Tale carota è stata prelevata con carotiere: sono stati perforati 13,5 m di travertino e 1 m di argille basali. Il recupero della sezione corrisponde a circa 9,7 m di travertino (con perdita maggiore di materiale alla base). Durante il carotaggio è stato anche possibile recuperare, alla base della carota, un campione di argilla pliocenica su cui appoggia, in discordanza, la successione travertinosa (Brogi et al., 2007a).

La successione ha inizio con due metri di travertino estremamente poroso, pedogenizzato e caratterizzato da venature rossastre. Il travertino diventa poi più compatto e, per tutta la parte soprastante, si può osservare una dominanza di livelli scuri micritici alternati a sottili e sporadici livelli più chiari. Le strutture dominanti sono associate alla marcata presenza di bolle incrostate e talvolta di reeds e paper-thin rafts. Sono stati ritrovati macroresti vegetali (steli ed una foglia).

Il travertino campionato in questa sezione è riferibile ad un Sistema Deposizionale di Depressione, con facies tipiche di ambiente di vasca (es. reeds e bolle).

Sono stati prelevati campioni per analisi palinologiche ed isotopiche (37) e per datazioni U/Th (6).

Carota 2 (A1-A15; 4,89 m) (Fig. 4.12): rappresenta la porzione soprastante della

Successione A che termina al contatto con il livello terrigeno che la separa dell’episodio deposizionale B (Brogi et al., 2007a; 2010a; Fig. 4.6).

Si riconoscono livelli brecciati, a bolle, a paper-thin rafts, a cannucce (reeds) e con impronte di foglie. L’analisi delle sezioni sottili ha messo in luce la presenza di ostracodi nonché evidenze di carsismo diffuso (Gandin, com. personale). Nella parte superiore della carota sono presenti livelli di travertino alterato (pedogenesi e/o carsismo) con cospicuo apporto terrigeno.

La tipologia di travertino è sempre riferibile ad un Sistema Deposizionale di Depressione; in questa carota, rispetto alla precedente, sono più frequenti e spessi i livelli chiari sub- orizzontali.

In questa sezione sono stati prelevati campioni per analisi palinologiche ed isotopiche (17), per analisi petrologiche (6) e per datazioni U/Th (3).

Livello argilloso intercalato ai travertini (tra le successioni A e B) (Fig. 4.13): è

costituito da 40 cm di argille grigio-scure. Alla base le argille sono ricche di piccoli gusci di invertebrati terrestri. Sono stati prelevati campioni per analisi palinologiche (2).

Fig. 4.13 – Cava Oliviera: argille intercalate alla deposizione travertinosa al passaggio tra le successioni A e B (Fig. 4.11 per la legenda litologica).

Carota 3 (C1-B12; 3,6 m) (Fig. 4.14): rappresenta la porzione basale della successione B

(Figg. 4.6, 4.8 e 4.15). Dalla base ad 80 cm dalla superficie è rappresentato l’episodio de1 di Brogi et al. (2010a).

Fig. 4.14 (pagina precedente) – Cava Oliviera: Successione B, Carota 3 (Fig. 4.11 per la legenda litologica).

L’evento de1 si differenzia marcatamente dagli altri corpi travertinosi affioranti poiché associato ad un Sistema Deposizionale di Pendio. La carota è infatti caratterizzata da diffusi e spessi livelli chiari a croste cristalline inclinati secondo la direzione del pendio. Oltre alle croste, si osserva anche la presenza diffusa di tappeti microbici, bolle, paper-

thin rafts, pisoidi, shrub e reeds. Le analisi petrografiche hanno evidenziato anche la

presenza di ostracodi e granuli di quarzo nonché fenomeni micro-carsici (Gandin, com. personale). Sono presenti anche molti macroresti vegetali come impronte di ghiande e foglie (Fig. 4.16).

Una discontinuità, marcata da un livello terrigeno, separa gli ultimi 80 cm della carota che rappresentano parte dell’episodio de3 (Brogi et al., 2007a; 2010a); questi livelli sommitali sono caratterizzati da travertino scuro (all’interno del quale si riconoscono anche alcuni intervalli brecciati) riferibile ad un Sistema Deposizionale di Depressione. In questa sezione sono stati prelevati campioni per analisi palinologiche ed isotopiche (18), per analisi petrologiche (13) e per datazioni U/Th (3).

Fig. 4.15 – Cava Oliviera: Successione B, dettaglio delle carote 3, 4 e 5 ed eventi deposizionali riconosciuti da Brogi et al. (2010a).

Fig. 4.16 – Carota 3: tre livelli di travertino con impronte di foglie (rispettivamente alla profondità di 176, 254 e 293 cm).

Carota 4 (C2-C12; 4 m) (Fig. 4.17): include, secondo la ricostruzione di Brogi et al.

(2010a), la porzione basale dell’evento de3, in parte rappresentato nella porzione superiore della carota 3 (Figg. 4.6, 4.8 e 4.15).

La caratteristica più evidente della carota 4 è la presenza di sottili “veli” grigio chiari, riconosciuti anche in sezione sottile, espressione di una rielaborazione del fango carbonatico. Queste strutture sono distribuite lungo tutta la sezione e sono, in alcuni livelli, anche abbastanza concentrate. Sono poi presenti gusci di invertebrati continentali e livelli a cannucce. Le analisi petrografiche mostrano la presenza di rafts cristallini in una matrice di fango contenente frammenti vegetali, granuli di quarzo ed ostracodi (Gandin, com. personale).

Tutta la carota può essere riferita ad un Sistema Deposizionale di Depressione, con travertino scuro micritico compatto.

Sono stati qui prelevati campioni per analisi palinologiche ed isotopiche (20), per analisi petrologiche (11) e per datazioni U/Th (2).

176 cm

293 cm

Fig. 4.17 – Cava Oliviera: Successione B, Carota 4 (Fig. 4.11 per la legenda litologica).

Carota 5 (Ec1-C26; 5,1 m) (Fig. 4.18): sono qui rappresentati i due eventi deposizionali,

separati da un livello terrigeno collocato a circa 90 cm dal top della carota, corrispondenti a de3 e de5 di Brogi et al. (2010a) (Figg. 4.6, 4.8 e 4.15).

Il travertino è caratterizzato dall’alternanza, in entrambi gli eventi deposizionali, di livelli chiari sub-orizzonatali e livelli micritici più scuri (vasca). Tra i litotipi riconosciuti si hanno bolle, paper-thin rafts, reeds, pisoidi, shrub; sono anche presenti gusci, livelli siltosi e brecciati. Alla base della carota (primi 30 cm) si riconoscono anche “veli” del tipo già descritto per la carota 4. La caratteristica della carota 5 è la presenza, all’interno di de3, di travertino scuro di vasca con strutture che possono essere ricondotte alla fuoriuscita di gas (tipo “gas escaping”); sono inoltre presenti ossa di piccoli vertebrati, intraclasti e gasterpodi. In letteratura non esiste descrizione di una facies simile e tale intervallo è infatti attualmente oggetto di studi petrografici (Università di Siena).

La successione può essere riferita ad un Sistema Deposizionale di Depressione.

In questa sezione sono stati prelevati campioni per analisi palinologiche ed isotopiche (18), per analisi petrologiche (9) e per datazioni U/Th (3).

Carota 6 (E1-E2e; 50 cm) (Fig. 4.19): rappresenta l’intervallo più giovane di travertino

campionato a Cava Oliviera, appartenente all’evento de6 di Brogi et al. (2010a).

Domina il travertino scuro di vasca, con sacche terrigene, pedogenesi e carsismo diffusi. La deposizione del travertino è interrotta da un paleosuolo posto a 20 cm dalla sommità. Al di sotto del paleosuolo si riconosce un livello decimetrico più chiaro. La successione può essere riferita ad un Sistema Deposizionale di Depressione soggetto ad occasionali episodi di disseccamento (calcrete). Sono stati prelevati campioni per analisi palinologiche ed isotopiche (3), per analisi petrologiche (3) e per datazioni U/Th (1).