Inquadramento geologico delle aree di studio

4.1.1 Carrara e le Alpi Apuane

Le Alpi Apuane costituiscono i livelli strutturali più profondi della catena a falde e pieghe nord appenninica. Le unità, infatti, rappresentano la parte distale del margine continentale di Adria (Dominio Toscano), giacente al di sotto delle unità accrezionali delle Liguridi e sub-Liguridi (Molli et al., 2010). La sequenza litostratigrafica esposta

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nelle Alpi Apuane è costituita da un basamento paleozoico in discordanza con una sovrastante sequenza meta-sedimentaria risalente al Triassico superiore –Oligocene. Le rocce di copertura mesozoiche includono i depositi del Verrucano che variano da continentali a depositi di mare basso. In esse, inoltre, sono inclusi i metasedimenti costituenti l‘unità di Massa e l‘Autoctono Toscano originati dalle rocce carbonatiche di piattaforma del Triassico superiore-Lias costituiti da dolomie (Formazione

Grezzoni), marmi dolomitici e marmi ―sensu strictu‖ (i marmi di Carrara) e da metacalcari selciferi, selci e calcescisti del Lias superiore- Cretaceo inferiore (fig. 4.1)

Fig. 4.1: Carta geologica semplifica dell’area di Carrara e delle Alpi Apuane (Molli et al., 2010).

Seguono filliti sericitiche e calcescisti con intercalazioni di marmi depositatisi in acque profonde durante ―l‘annegamento‖ della piattaforma carbonatica in formazione durante il Cretaceo inferiore-Oligocene inferiore. Le arenarie torbiditiche oligoceniche della Formazione del Macigno chiudono la sequenza (Molli et al., 2010).

L‘evoluzione tettonica del Terziario delle Alpi Apuane include una fase iniziale di thrusting profondo associato a un regime metamorfico di picco, con temperature comprese tra 350-450 °C e pressioni tra 0,5 -0,6 GPa, e a piegamenti di tipo isoclinale. In seguito s‘instaura una seconda fase deformativa con esumazione

sin-contrazionale accompagnata da pieghe e da clivaggio di crenulazione (Molli et al., 2010). Nella terza fase, l‘evoluzione geologica è contraddistinta dall‘esumazione finale e dal sollevamento delle Alpi Apuane. Ad essi sono associati sistemi di faglie ad alto e

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basso angolo prodotti durante l‘estensione post-orogenica del settore più interno del cuneo di accrezione dell‘Appenino settentrionale (Molli et al., 2010).

In termini di deformazione fragile, le Alpi Apuane rappresentano un dominio omogeneo di ―low strain‖ circondato sia ad est che ad ovest da faglie principali che le separano dalle depressioni tettoniche sismicamente attive della bassa Lunigiana/Versilia ad ovest, e della Garfagnana, ad est (Carmignani et al., 2000; Molli et al., 2010) (fig. 4.1).

Le tracce di fissione su apatite e zircone restringono queste ultime fasi di esumazione e di deformazione fragile ad alto angolo agli ultimi 5 Ma, in cui il sollevamento delle rocce è stato dell‘ordine dei 3-4 km (Molli et al., 2010).

4.1.2 Inquadramento geologico della calcareniti siciliane: l’avampaese ibleo

L‘avampaese o Plateau Ibleo rappresenta il fronte più avanzato della zona di collisione tra la placca africana e quella euro-asiatica; in particolare costituisce il margine settentrionale indeformato della placca Africana. (Fig. 4.2) (Bianchi et al., 1987).

A nord, il Plateau Ibleo è bordato d all‘avanfossa della Piana di Catania; a sud-ovest dalle scarpate della piattaforma carbonatica sottomarina, che raccordandosi con la zona centrale del Rift di Pantelleria formano lo Stretto di Sicilia. I monti iblei rappresentano la parte settentrionale emersa di una più estesa unità strutturale, la Piattaforma Maltese- Iblea. A ovest è bordato dalla falda di Gela, il fronte più avanzato della catena Appennino-Maghrebide.

L‘avampaese è composto da due blocchi a crosta continentale, il blocco pelagiano e il blocco apulo, caratterizzati da elevati spessori di successioni carbonatiche meso- cenozoiche e separati dal bacino ionico, una vasta area a crosta oceanica.

L‘avampaese è diviso, così, in due settori: orientale e occidentale. Il primo è caratterizzato da affioramenti di natura carbonatica risalenti al Cretaceo-Miocene superiore, con intercalazioni di vulcaniti basiche.

Esse sono relative all‘attività magmatica dell‘area scandita in tre fasi: la prima, dal tardo Triassico al Giurassico, documentata nell‘area ragusana; la seconda, risalente al Cretaceo affiorante lungo le coste di Brucoli, Augusta, Siracusa e Capo Passero; la terza relativa al Miocene-Pleistocene (Suiting & Schmincke, 2010).

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4.1.2.1 Il settore orientale

I terreni di età cretacea sono costituiti da calcari a rudiste poggianti su vulcaniti sottomarine supracretacee. A questi segue una successione calcarenitica a macroforaminiferi del Paleocene-Eocene avente uno spessore massimo di 30 m.

Al di sopra dei termini cretacei si ha una sequenza carbonatica oligomiocenica costituita dalla Formazione dei monti Climiti. Quest‘ultima, insieme alla Formazione di Carlentini e a quella di Monte Carrubba fa parte del Gruppo Sortino (Grasso et al., 1982) (fig. 4.2).

Fig. 4.2: Sketch geologico della Sicilia sud-orientale (Russo, 2004).

La Formazione dei Monti Climiti (Aquitaniano-Tortoniano) ha uno spessore di circa 300 m ed è costituita da calcari di mare basso che formano il livello basale su cui s‘impostano, in seguito, flussi di lava e depositi di tephra.

La Formazione di Carlentini (Tortoniano) è definita da una serie di rocce vulcanoclastiche, lave e intercalazioni di livelli biohermali, spessa circa 45 m e affiorante tra Carlentini e Monte Carrubba. La Formazione è compresa tra i calcari dei Monti Climiti, alla base e i calcari di Monte Carrubba al top.

La Formazione di Monte Carrubba (Tortoniano Superiore- Messiniano inferiore) è costituita da carbonati lagunari di ambiente salmastro (Suiting & Schmincke, 2010).

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4.1.2.2 Il settore occidentale

Nel settore occidentale esiste una correlazione stratigrafica con le tre Formazioni del settore orientale. Qui il Gruppo Sortino si suddivide dal basso verso l‘alto nella Formazione Ragusa, Formazione Tellaro, Formazione Palazzolo e nell‘orizzonte basale delle evaporiti messiniane (Grasso et al., 1982) (fig.4.3).

La Formazione Ragusa è costituita da un‘alternanza calcarenitica di strati duri e teneri suddivisi tra un membro inferiore (Membro Leonardo) e un membro superiore (Membro Irminio). In base al rapporto tra strati duri e teneri, Di Grande et al . (1977) hanno suddiviso l‘intera sequenza in tre distinti

livelli denominati rispettivamente dal basso: alternanza calcareo-marnosa, livello a banchi calcarenitici, alternanza calcarenitico-marnosa. Il primo livello, corrispondente al Membro Leonardo, è costituito da calcari grigiastri duri contenenti lenti e noduli di selce in spessore di 10-30 cm, alternati a strati più teneri giallastri. Il livello a banchi calcarenitici corrispondente alla porzione inferiore del Membro Irminio, presenta un rapporto di spessori tra strati duri e teneri di 3:1; in tale livello ricadono sia livelli fosfatiferi, sia concentrazioni bituminosi (Pietra Pece).

L‘alternanza calcarenitico-marnosa, corrispondente alla porzione superiore del Membro Irminio, è la più rappresentata in affioramento (70%) e presenta un rapporto di spessori tra strati duri e teneri di 1:1.

Al tetto della Formazione Ragusa poggiano le marne calcaree grigio-azzurre della Formazione Tellaro, riferibili al Miocene medio –superiore.

La Formazione Tellaro risulta eteropica lateralmente verso est alla formazione Palazzolo. Verso ovest la Formazione Tellaro è ricoperta da calcari lagunari ed evaporiti messiniane.

La Formazione Palazzolo (Miocene Medio-superiore) risulta costituita da calcareniti organogene distribuite nei due membri: ― Membro di Gaetanì‖ e ―Membro di Buscemi‖ rispettivamente nella porzione inferiore e quella superiore della Formazione. I reciproci rapporti, sono in genere di sovrapposizione, talvolta di eteropia soprattutto verso est dove tutta la Formazione è rappresentata dal Membro di Buscemi. Il Membro di Gaetanì è costituito da un‘alternanza di calcari e calcari marnosi di colore giallastro; il Membro Buscemi che presenta una certa variabilità granulometrica è costituito da calcareniti grigio chiare all‘erosione e giallastre al taglio fresco sia dure che tenere. Il Pliocene nel settore nord-occidentale ibleo è rappresentato da scarse alternanze di sedimenti e

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vulcaniti sia marine che subaeree. I depositi quaternari sono sporadicamente presenti solo al margine del plateau.

Fig.4.3: Sezioni e correlazioni stratigrafiche dei settori orientale ed occidentale (Grasso et al., 1982). I cerchi indicano le Formazioni in cui sono collocati i siti di campionamento.