Nell'Iglesiente affiora la successione paleontologicamente datata come la più antica d'Italia. Per questo motivo, e per l'importanza economica dei suoi giacimenti minerari, la regione è stata oggetto nel tempo di approfondite ricerche geologiche.
Il settore in esame è caratterizzato da un basamento litoide, in alcune zone affiorante, costituito da rocce cristalline di età paleozoica al di sopra del quale giace una copertura continentale terrigena neozoica, costituita da alluvioni oloceniche,
pleistoceniche e depositi di versante pleistocenico-olocenici disposti in conoidi e falde. Il substrato paleozoico è costituito da un’alternanza di rocce di natura scistosa e calcareo-dolomitica appartenenti alla classica successione paleozoica dell'lglesiente che risulta formata da una sequenza cambrica di circa 3000 m di spessore, divisa in tre formazioni nettamente differenziabili:
a) Formazione di Nebida - è costituita da arenarie, siltiti e argilliti a bassa permeabilità, con lenti e livelli carbonatici permeabili nella parte alta (Cambrico inferiore).
b) Formazione di Gonnesa (il cosiddetto «Metallifero» perché sede delle maggiori concentrazioni minerarie dell'isola) – è costituita da dolomie e calcari preva- lentemente azoici, mediamente fratturati e variamente carsificati (acquiferi), del Cambrico inferiore;
c) Formazione di Cabitza – è formata da calcari nodulari e argilliti varicolari del Cambrico medio, che forse arrivano a comprendere anche il Cambrico superiore (Cocozza, 1979) e che costituiscono nel complesso un limite di permeabilità ben marcato.
Si tratta di sedimenti di mare basso che, da ambiente inizialmente deltizio- litorale, passano a condizioni di piattaforma carbonatica in lenta e costante subsidenza per un lungo lasso di tempo del Cambrico inferiore. Questa piattaforma iniziò a frammentarsi verso la fine del Cambrico inferiore per l'azione di sforzi tettonici di tipo distensivo, con formazione di blocchi di varia estensione che iniziarono ad evolversi in modo più o meno indipendente (Boni et al., 1982; Boni and Cocozza, 1982). Così nel frammento iglesiente-sulcitano si individuano porzioni di piattaforma che, da condizioni infralitorali, passano a condizioni circalitorali fino al completo annegamento dell'intera piattaforma carbonatica con il deposito degli Argilloscisti di Cabitza (Carannante et al., 1981).
La sequenza carbonatica appartenente alla formazione di Gonnesa, parzialmente affiorante, costituisce il sottosuolo della valle del Cixerri ed è sede di diffuso carsismo. Sopra le litologie paleozoiche si trovano, in discordanza stratigrafica e tettonica, delle successioni di arenarie e conglomerati continentali appartenenti alla Formazione del Cixerri, dell'Eocene medio-superiore – Oligocene, di spessore massimo di circa 300 m e costituite da depositi continentali con prevalenza di facies fluvio-deltizie con subordinate facies lacustri e lagunari (Barca et al.,1973). Alluvioni ciottoloso-sabbiose-argillose si estendono dai piedi dei rilievi fino sulle zone pianeggianti circostanti. Le alluvioni più antiche sono in genere terrazzate, più costipate di quelle recenti e mostrano un colore rossastro.
Questa successione di terreni ha subito notevoli deformazioni e dislocazioni, a partire dai primi blandi piegamenti con asse E-W attribuiti all'orogenesi caledonica (Fase sarda), sino a quelli più importanti dell'orogenesi ercinica che si è sviluppata in fasi distinte. Gli Autori (Arthaud, 1963; Poll and Zwart, 1965; Poll 1966; Dunnet, 1966a; Dunnet and Moore, 1969; Arthaud, 1970) descrivono per l’area una storia deformativa che può essere così schematizzata:
• 1° Fase sarda: blandi piegamenti secondo assi E-W anteriori alla trasgressione ordoviciana.
• 2° Prima fase ercinica: blande pieghe E-W che accentuano le precedenti.
• 3° Seconda fase ercinica: deformazione principale con pieghe dirette circa N-S accompagnate da intensa scistosità.
• 4° Terza fase ercinica: modeste deformazioni con direzioni assiali variabili. Le grandi linee di questa evoluzione strutturale sono state messe in discussione solo da Del Bono (1965) e da Brouwer (1966) i quali, con argomentazioni differenti, negano l'esistenza della Fase sarda.
In sintesi, questo settore ha subito, in epoca cenozoica, gli effetti di una tettonica di tipo disgiuntivo caratterizzata da un sistema di faglie parallele con direzioni preferenziali circa E-W che, con rigetti spesso consistenti, hanno scomposto e dislocato l'intera successione litoide in blocchi, disponendoli in gradinata a varie quote e configurando una fossa tettonica su cui si è impostata la valle. La stessa successione carbonatica risulta dislocata su quote differenti con differenze di alcune centinaia di metri fra gli affioramenti nella piana, nei dintorni di Villamassargia, e gli affioramenti nei pilastri strutturali nei dintorni dell’abitato di Iglesias.
L'assetto idrostrutturale che deriva da questa intensa storia deformativa è estremamente complesso: le prime ondulazioni prodotte dalla Fase sarda sono intersecate da successivi piegamenti ad assi pressoché ortogonali ai primi, la cui geometria è tale da comportare il frequente incuneamento di lembi di scisti impermeabili in profondità, all'interno dell'acquifero carsico a comportamento più rigido. Si viene così a creare una serie di strutture compartimentate, serbatoi semidipendenti a loro volta spesso ulteriormente compartimentati da setti minori, filoni sedimentari, fratture e vuoti carsici mineralizzati o concrezionati, filoni di quarzo e mineralizzazioni.
Tra i diversi complessi idrogeologici che formano l'ossatura del territorio, spiccano per importanza:
- il complesso carbonatico antico che gioca un ruolo del tutto preminente nelle idrostrutture in qualità di acquifero principale a livello regionale e riunisce 4 diversi membri lito-stratigrafici (la Dolomia rigata, la Dolomia massiccia grigia, il Calcare ceroide, il Calcare nodulare);
- il complesso terrigeno inferiore molto esteso e scarsamente permeabile, che costituisce quasi ovunque la base idrostrutturale, tettonicamente
movimentata, dell'acquifero carbonatico e s'identifica con la Formazione di Nebida;
- il complesso scistoso intermedio, che comprende la parte terminale del Calcare nodulare e le alternanze di argilloscisti policromi e siltiti varicolari del Cambrico medio (Argilloscisti di Cabitza),
- il complesso terrigeno superiore comprende l'insieme dei terreni ordoviciani in trasgressione discordante su tutti i termini più antichi, ossia il conglomerato poligenico basale e la serie di argilloscisti arenacei, argille siltose, argilliti e siltiti con masse calcaree inglobate localmente; questi terreni costituiscono, strutturalmente e idrostratigraficamente, delle soglie di permeabilità che limitano l'acquifero.
Come mostrato nella figura 2, le acque scorrono prevalentemente da nord- ovest verso sud-est, mentre un’anticlinale sembrerebbe isolare la valle, dal punto di visto idrologico, dalla vicina valle di Iglesias (Civita et al., 1983).
Nella valle del Cixerri si trovava l’importante sorgente di Caput Aquas, ubicata a 116 m s.l.m., che forniva l’acqua alle città di Villamassargia, Carbonia e Iglesias. Questa sorgente ha avuto delle portate che variavano da 70 a 200 l/s, almeno fino al 1990, quando si è completamente esaurita (Bianco and De Waele 1992). Da allora si è iniziato ad emungere l’acqua da una serie di pozzi scavati vicino alla sorgente, abbassando sensibilmente il livello della falda. Attualmente l’acqua viene prelevata da una profondità di circa 100 metri. Un altro importante pozzo ha operato fino all’inizio degli anni 90 in località Su Merti ed ora è completamente asciutto. Fino a qualche decina di anni fa, l’acqua veniva estratta per usi irrigui anche dagli acquiferi ospitati nelle alluvioni più superficiali ma successivamente si è reso necessario spingere i pozzi fino al basamento paleozoico, trovando l’acqua anche a profondità considerevoli (>50 m).
Complesso scistoso intermedio
CAMBRICO
Dolomia rigata Dolomie massicce Complesso dei filoni
PALEOZOICO SUPERIORE Complesso carbonatico antico Calcare nodulare Calcari Complesso terrigeno inferiore Complesso terrigeno superiore ORDOVICIANO Complesso magmatico superiore TRIASSICO
N
Complesso scistoso intermedio CAMBRICO Dolomia rigata Dolomie massicce Complesso dei filoniPALEOZOICO SUPERIORE Complesso carbonatico antico Calcare nodulare Calcari Complesso terrigeno inferiore Complesso terrigeno superiore ORDOVICIANO Complesso magmatico superiore TRIASSICO