3. LITOSTRATIGRAFIA
3.1 UNITA’ OFIOLITICA
Nell’area rilevata sono stati rinvenuti piccoli e frammentari affioramenti di oficalciti e basalti, all’interno della formazione delle Argille a Palombini, attribuiti appunto all’unità ofiolitica.
3.1.1 OFICALCITI
Le oficalciti sono rocce formate da frammenti spigolosi di serpentina, verdi o rossi a seconda dello stato di alterazione, immersi in una pasta di fondo calcitica o dolomitica.
L’insieme è tagliato da un intricato sistema di vene di calcite. Sono stati ritrovati in piccoli affioramenti all’interno della formazione delle Argille a Palombini, nella sezione 150, zona Sud-orientale.
3.1.2 BASALTI
I basalti sono rocce effusive caratterizzate da strutture porfiriche olocristalline o anche doleritiche fino ad afiriche. La loro associazione mineralogica è caratterizzata da plagioclasio, per lo più labradoritico, da pirosseni, raramente orneblenda bruna, cui può unirsi l’olivina magnesica.
La struttura tipica dei basalti ofiolitici è detta a ‘cuscini’ o a ‘pillow’, a causa della forma tipica assunta in seguito al rapido raffreddamento cui le lave sono sottoposte.
Nell’area rilevata sono presenti in piccoli affioramenti all’interno della formazione della Argille a Palombini, nella sezione 150, zona Sud-orientale.
1.1.3 ARGILLE A PALOMBINI (base: Valanginiano superiore; tetto: Aptiano-Albiano?
Santoniano?)
Questa formazione è costituita da torbiditi carbonatiche e torbiditi silicoclastiche, ambedue intercalate con depositi emipelagici.
Le torbiditi carbonatiche sono rappresentate da strati sottili e medi di calcilutiti e rari strati medi di marne calcaree. Generalmente, la gradazione risulta assente sia negli strati di calcilutiti che negli strati di argilliti. Tuttavia, le calcilutiti presentano raramente una base calcarenitica o calcisiltitica sottile (di 4-5 cm). Sono presenti anche successioni di 10-20 metri di spessore di torbiditi carbonatiche amalgate. Questa litofacies affiora nelle zone marginali dell’area rilevata, in particolare nella zona orientale lungo il sentiero a est di Poggio Sassaiola che collega Poggio Macereto a Poggio Pratacci; lungo la strada provinciale n.96 “La Bella” e lungo la strada provinciale in località Ginestreto. Nella parte occidentale le torbiditi carbonatiche affiorano lungo la strada provinciale di Fronzina al km 24, nei pressi del Fosso del Maceratello e lungo i sentieri che partono dal km 9 e dal km 55 della strada provinciale di Stribugliano.
Le torbiditi silicoclastiche sono rappresentate da strati sottili di areniti fini e siltiti, che presentano una gradazione con laminazioni pianoparallele ed incrociate e strati medi di peliti.
Le emipelagiti sono rappresentate da strati sottili e medi di argilliti, prive di CaCO
3. Gli
affioramenti di emipelagiti possono avere uno spessore massimo di 5 metri.
3.2 UNITA’ PIETRAFORTE
3.21 PIETRAFORTE (base: Aptiano-Albiano; tetto: tardo Cretaceo)
La formazione della Pietraforte è rappresentata da torbiditi miste, silicoclastico- carbonatiche, che sono il risultato della sedimentazione di una o più conoidi sottomarine.
Le rocce di questa formazione hanno composizione omogenea e sono classificabili come litareniti (classificazione di Folk, 1974) (fig.1, fig.2a). La frazione detritica sabbiosa (2-0,063 mm) è costituita da (fig. 2b):
1. Alta percentuale (35-56%) di frammenti di rocce sedimentarie e meta- sedimentarie (fig.2c):
2. Rocce sedimentarie (18-35% dello scheletro), costituite prevalentemente da dolomie, calcari, selci, arenarie fini, siltiti e argilliti.
3. Rocce metamorfiche di basso grado (10-20%): shales, filladi cloritiche e quarziti.
4. Rocce vulcaniche (6-18%), in prevalenza ignimbriti a composizione riolitica e riodacitica.
5. Feldspati (2-7%), costituiti quasi esclusivamente da plagioclasio.
6. Quarzo, in percentuali comprese tra il 27 e il 45%, di cui almeno ¼ rappresentato da quarzo policristallino a grana fine.
La componente carbonatica intrabacinale è costituita da bioclasti bentonici, come
alghe coralline, rudiste, Rotalidi, briozoi, frammenti di conchiglie, ooidi e pochi
intraclasti micritici che non mostrano evidenze di ricristallizzazione; c'è poi un altro
foraminiferi planctonici del Cretaceo superiore: Heteroelix, Globigerinella e verie specie di Globotruncana.
Il frammento litico più abbondante risulta essere la frazione terrigena carbonatica (17-33% dei litici, 11-24% del totale). All'interno delle arenarie sono stati distinti un'ampia varietà di clasti carbonatici extrabacinali:
1. Dolospariti costituite da cristalli detritici.
2. Calcari micritici, microspatitici, raramente spatitici sterili, con fossili non identificabili.
3. Intraspariti fossilifere con Triasina hantkeni, ooliti parzialmente micritizzate e frammenti di diplopore ricristallizzazione.
4. Intrabiospariti con Thaumatoporella parvovesciculifera, frammenti di Palaeodasycladus mediterraneus, Foraminiferi a guscio agglutinante, ooliti e tracce di piccoli Gasteropodi attribuiti al Lias inferiore.
5. Micriti fossilifere con Radiolari e spicole di Spongiari; in alcuni frammenti si trovano tracce di Ammoniti. Lias medio-superiore.
6. Micriti fossilifere con “Protoglobigerina” e Radiolari del Giurese medio- superiore.
7. Radiolariti.
8. Micriti fossilifere con Tintinnopsella oblonga, Calpionellites e radiolari attribuibili al Cretaceo inferiore.
In affioramento si distinguono due membri, in base al rapporto sabbia/argilla, il cui
contatto stratigrafico affiora esclusivamente presso Salaiola. Qui si ha un passaggio graduale in
cui dal basso verso l’alto si ha la diminuzione degli strati arenitici e il graduale aumento di spessore di quelli pelitici.
3.2.1 MEMBRO PELITICO
Il membro argillitico è costituito da torbiditi silicoclastico-carbonatiche in cui il rapporto sabbia/ pelite è basso. Sono rappresentate da strati medi e sottili di argilliti e siltiti, di potenza variabile tra 2 e 15 cm. Entrambi i litotipi possono essere ricoperti da patine nerastre manganesifere ad andamento discontinuo e talvolta presentano una bioturbazione dovuta all’azione di organismi limivori, come si può vedere chiaramente nell’affioramento della sezione 150, zona Nord-Occidentale, a Est di Monte Buceto.
Queste torbiditi affiorano sempre alla base dei rilievi morfologici costituiti dal membro arenaceo della Pietraforte, in particolare in località Zancona, le Macchie, a nord di Montelaterone ed a sud di Monticello Amiata.
Fig 3.2 Affioramento del membro pelitico dell’Unità Pietraforte, lungo la strada che dal paese di Arcidosso si dirige verso Monte Buceto. Gli strati appaiono fortemente bioturbati, e talvolta conservano strutture sedimentarie quali stratificazione piano parallela e forme di fondo che danno la polarità degli strati stessi.
3.2.2 MEMBRO ARENACEO
Il membro arenaceo è costituito da torbiditi silicoclastico-carbonatiche in cui il rapporto arenaria/pelite è elevato. Si presentano come strati di litareniti (classificazione di Folk, 1974) che hanno una potenza variabile da 50 cm a 1 m, con gradazione e laminazione parallela alla sommità; gli strati spesso sono amalgamati, tuttavia in alcuni casi conservano ancora la porzione pelitica (foto 3.5).
Talvolta sono presenti livelli di conglomerati alla base del deposito torbiditico, non cartografabili a causa delle loro ridotte dimensioni.
Affiorano prevalentemente nella parte settentrionale dell’area studiata, e nella maggior parte dei casi costituiscono alti morfologici. L’affioramento che meglio conserva le caratteristiche sopra descritte si trova lungo la strada provinciale del Cipressino, presso Fonte del Quattrino.
Fig 3.3 Affioramento del membro arenaceo dell’Unità Pietraforte, lungo la strada statale che dal paese di Arcidosso va verso Salaiola. In questo affioramento risultano ben visibili i caratteri sedimentologici tipici di una seqenza torbiditica: le forme di fondo, la gradazione, la stratificazione incrociata e piano parallela,la porzione più fine al tetto.
Fig 3.4 Particolare dell’affioramento del membro arenaceo dell’Unità Pietraforte della figura 3.3. Risulta evidente il passaggio da un episodio torbiditico ad uno successivo, ossia da una sedimentazione finale di torbida con materiale fine, ad una sedimentazione iniziale, con erosione alla base, gradazione e materiale più grossolano.
3.3 UNITA’ DI CANETOLO
Nell’area amiatina l’unità di Canetolo si suddivide in due formazioni eoceniche corrispondenti alla formazione delle Argille e calcari e alla formazione del Flysch di Vico, così come sono state definite nell’Appennino settentrionale.
3.3.1 ARGILLE E CALCARI (Base: Eocene inferiore; tetto: Eocene superiore?)
La formazione delle Argille e calcari di Canetolo è costituita da torbiditi carbonatiche ed emipelagiti.
La facies torbiditica è costituita da strati di calcilutiti con potenza variabile da 10 cm a 40cm. Le calcilutiti presentano talvolta una laminazione piano parallela e tracce di bioturbazione, mentre non risulta evidente una gradazione.
Le emipelagiti sono la litofacies predominante, e sono rappresentate da strati sottili e medi di argilliti-argilliti siltose, con potenza di 5-15 cm.
Talvolta questa formazione è caratterizzata anche dalla presenza di strati amalgamati di calcareniti e calciruditi riconducibili agli strati più grossolani della sequenza torbiditica di Bouma.
Il passaggio alla formazione sovrastante del Flysch di Vico risulta netto e privo di termini intermedi. Si nota perciò esclusivamente una netta prevalenza degli strati calcarenitici e un’assenza dei livelli pelitici. Il massimo spessore totale della formazione delle Argille e Calcari di Canetolo arriva ad una potenza di 100 m.
Nell’area rilevata, le Argille e Calcari di Canetolo affiorano lungo la s.v. dei poggi a
Est della dorsale Monte Buceto-Poggio le Volturaie, a Sud della grande faglia che interrompe
questa dorsale e la struttura di Mt. Labbro presso Sassi Rossi, a NW di Mt. Aquilaia, presso
Termine Cuoco, a SE di Monticello Amiata lungo la strada Cinigianese, a Est di Montelaterone, e nell’area di Poggio Capistellino a Sud di Arcidosso.
Fig 3.5 Affioramento della formazione delle Argille e Calcari lungo la strada che da Stibugliano sale verso Monte Aquilaia. É ben visibile l’alternanza, tipica di questa formazione, di torbiditi carbonatiche ed emipelagiti.
Fig 3.6 Un altro affioramento della formazione delle Argille e calcari di Canetolo che mostra la chiara alternanza di strati indeformati di argille e strati di calcari.
3.3.2 FLYSCH DI VICO (Base: Eocene inferiore; tetto: Eocene superiore)
La formazione del flysch di Vico è costituita da torbiditi carbonatiche. Le sequenze più comuni di tali torbiditi rappresentano gli intervalli T
c-ee T
d-edi Bouma.
Si distinguono due litofacies: la prima ha un’alternanza di strati, potenti da 30 cm a 2 m, di calcareniti e calciruditi, a grana fine-media, con rare intercalazioni pelitiche. Le basi di strato appaiono ben marcate, ma a volte distinguibili solo per la gradazione. Nelle ruditi i clasti raramente superano i 2 cm, e sono di calcilutiti, selci nere, quarzo, frammenti di macrofossili e, in minor parte, rocce metamorfiche come micascisti, gneiss e filladi. Gli strati comunque sono gradati e presentano una laminazione piano parallela e incrociata.
L’altra litofacies ha un minor spessore degli strati (da 10 a 100 cm), e alternanza di calcareniti, calcilutiti a volte marnose, con intercalazioni di argilliti. Sono frequenti livelli detritici a Nummuliti. Lo spessore massimo di questa litofacies arriva a 100-150 m.
Già l’età ci conferma che questa formazione è eteropica lateralmente con la
formazione delle Argille e Calcari. Inoltre ha strette affinità litologiche e cronologiche con il
cosiddetto “Nummulitico” (calcareniti di Montegrossi della scaglia toscana), al quale questa formazione è stata a volte erroneamente attribuita a causa della medesima area di alimentazione.
A causa delle errate interpretazioni, la loro distribuzione spaziale risulta in passato molto maggiore rispetto alla realtà. Queste calciruditi e calcareniti si ritrovano presso Poggio all’Olmo a NW di Monte Aquilaia, presso Poggio Castelli a S della strada Cinigianese poco a Sud di Monticello Amiata, e a N di Salaiola.
3.4 UNITA’ TOSCANA
La caratteristica principale della falda Toscana nella Toscana meridionale è indicata in letteratura con il termine di “serie ridotta”, tuttavia in affioramento non sono state evidenziate lacune stratigrafiche, e tutti i fenomeni di laminazione sono da riferirsi alla tettonica estensionale.
3.4.1 MARNE A POSIDONOMYA (base: Lias superiore; tetto: Dogger)
La formazione delle Marne a Posidonomya rappresenta emipelagiti derivanti da una sedimentazione di piattaforma carbonatica in approfondimento.
É costituita da strati di marne e calcari marnosi di spessore da 1cm a 20 cm, con rare intercalazioni di marne o argilliti rosse e di calcareniti talvolta selcifere.
Affiorano a SE di Mt. Aquilaia e ad est di Poggio le Volturaie.
Fig 3.7 Affioramento della formazione delle Marne a Posidonomya alla base di Monte Aquilaia.
Risulta chiara l’alternanza di marne e calcari marnosi, e gli strati non presentano deformazioni di alcun tipo nè importanti bioturbazioni.
Fig 3.8 Un altro affioramento di Marne a Posidonomya, ad Ovest dell’allineamento Monte Buceto- Poggio le Volturaie. Qui tale formazionepresenta caratteri prevalentemente calcarei.
3.4.2 DIASPRI (Malm)
La formazione dei Diaspri rappresenta un sedimento di mare profondo, sotto la CCD, e dunque il massimo approfondimento del margine continentale della placca africana.
I diaspri sono radiolariti ben stratificate con uno spessore dei singoli strati di 5-10cm, e localmente con interstrati argillitici. Talvolta nella parte più alta della formazione possono essere presenti marne silicee e argilliti rosse con rare intercalazioni di calcilutiti silicee. Nel totale la potenza di questa formazione varia intorno a 5-10 m, ma raggiunge anche i 500 m.
Nell’area rilevata affiorano a NE di Stribugliano presso Pietra Sorbella, a sud di Mt.
Aquilaia, e a ovest dell’allineamento degli alti strutturali di Mt. Buceto-Poggio le Volturaie.
Fig 3.9 Un affioramento della formazione dei Diaspri presso Pietra Sorbella. Nella prima
3.4.3 MAIOLICA (Base: Titonico superiore; tetto: Cretaceo inferiore)
La formazione della Maiolica rappresenta una sedimentazione di mare profondo.
Sono calcilutiti selcifere ben stratificate in strati di 5-15cm, con rari livelli calcarenitici nella parte superiore. Nell’area rilevata è presente un solo affioramento riconducibile a questa formazione, di ridotte dimensioni, che si trova a SE di Mt. Aquilaia. Esso si estende per qualche metro lungo il sentiero che da Nord gira intorno a Monte Aquilaia, ed è riconoscibile, oltre che per le evidenti liste di selce nera, anche per la silicizzazione tipica che caratterizza questa formazione e che dà origine a croste scure su ogni ammasso roccioso. Nel complesso l’affioramento raggiunge pochi metri, ma le chiare caratteristiche distintive hanno permesso una sicura classificazione.
.
3.4.4 SCAGLIA TOSCANA (base: Aptiano-Albiano;tetto: Oligocene)
La formazione della Scaglia Toscana rappresenta una sedimentazione marina profonda data da torbiditi carbonatiche ed emipelagiti.
La formazione della Scaglia Toscana è suddivisibile in membri diversi a seconda dell’area in esame. Nell’Appennino settentrionale la formazione è rappresentata quasi esclusivamente dal membro argillitico, cui possono intercalarsi termini marnosi; talvolta è presente un termine calcarenitico detto ‘Nummulitico’, assimilabile alle Calcareniti di Montegrossi.
Nella Toscana meridionale la formazione presenta una maggiore variabilità di membri, che è stata classificata in maniera differente dai vari autori.
Nella cartografia geologica anteriore agli anni ottanta, alla Scaglia Toscana sono stati
riferiti terreni a litologia prevalentemente pelitica; strettamente connessi a questi terreni sono
presenti corpi lenticolari costituiti prevalentemente da banchi e strati di calcareniti
torbiditiche, più o meno grossolane. Nelle note illustrative del F113 della Carta Geologica d’Italia, nel 1967, Merla e Bortolotti hanno distinto la formazione degli Scisti Policromi e delle Calcareniti degli Scisti Policromi, sulla base della prevalente componente pelitica o calcarenitica. Già in precedenza, Canuti et al. (1965), partendo da accurate osservazioni litostratigrafiche e sedimentologiche, avevano distinto nell’intervallo stratigrafico in esame quattro unità litologiche e le avevano considerate formazioni: Formazione di Brolio (a litologia argillitica); Marne del Sugame (marnosa); Formazione di Dudda (argillitica e calcarenitica); Nummulitico (calcarenitica), attribuendo agli Scisti Policromi il rango formale di Gruppo. Lo stesso criterio è stato seguito anche da Azzaroli e Cita (1969) e da Hein (1982).
Boccaletti & Sagri (1966) hanno proposto che il ‘Nummulitico’ assumesse la denominazione, formalmente più corretta, di Calcareniti di Montegrossi, con riferimento all’omonima località del Chianti. Sestini (1967), Bortolotti et alii. (1970) e Fazzuoli et alii. (1985) hanno invece considerato gli Scisti Policromi come un’unica formazione costituita da più litofacies quali:
Argilliti di Brolio, Marne del Sugame, Calcareniti di Dudda e Calcareniti di Montegrossi, Brecce Cenomaniane, Formazione di Puglianella, Marne di Rovaggio. Un criterio litostratigrafico analogo è stato seguito anche da Dallan et alii (1981) e Nardi et alii (1981) per la redazione della Carta geologica della provincia di Pistoia, da Fazzuoli et alii (1994) per la Carta geologica della Val di Lima, da Fazzuoli et alii (1996), da Costantini et alii. (1995) per le aeree della costa tirrenica livornese, nonché da Losi e Sandrelli (1994) per la Carta geologica del settore meridionale dei Monti del Chianti.
Nell’area rilevata la formazione della Scaglia Toscana è stata distinta in cinque unità
litostratigrafiche, seguendo un criterio analogo a quello di Fazzuoli et alii (1996), alle quali
però è stato attribuito il rango stratigrafico di membro.
- Membro delle Argilliti di Brolio: Questo membro è costituito da emipelagiti che si depongono al di sotto della CCD, e sono costituite da argilliti e argilliti siltose stratificate, talvolta con sottili intercalazioni di calcilutiti silicee e calcareniti. Gli strati hanno uno spessore da 1cm a 5cm. Al tetto di questo membro si ritrovano livelli diasprini di spessore ridotto. In tutta l’area esaminata le Argilliti di Brolio sono sempre presenti alla base della Scaglia Toscana, e raggiungono potenze massime di 50 metri.
Aptiano / Albiano-Cenomaniano. (Canuti et al., 1965; Nocchi, 1960)
Fig 3.10 Zone di taglio all’interno del Membro delle Argilliti di Brolio, nella formazione della Scaglia Toscana.
Fig 3.11 Argilliti di Brolio in affioramenti ad Est di Monte Aquilaia. Nella seconda immagine sono visibili pieghe isoclinali asimmetriche generatesi durante la prima fase deformativa che ha interessato l’Unità Toscana non metamorfica.
- Membro delle Marne del Sugame: Il membro delle Marne del Sugame è costituito
da emipelagiti risedimentate attribuibili ad un ambiente pelagico posto sopra o al
limite della CCD. Sono rappresentate da marne rosate o rosse omogenee, talvolta
bioturbate, in banchi spessi oltre 10 metri. Sono relativamente frequenti le
intercalazioni, potenti fino ad 1 metro, di calcari marnosi e di calcareniti torbiditiche
grigie a stratificazione decimetrica. Paleocene-Eocene.
Fig 3.12 Marne del sugame lungo la strada che da Monte Aquilaia va verso Sud. Al centro della foto si può vedere un nodulo di selce .
Fig 3.13 Membro delle Marne del Sugame. Visibile l’alternanza di strati a composizione marnosa e calcareo-marnosa. In entrambe le figure sono visibili elementi strutturali di pieghe isoclinali attribuibili alla deformazione che ha interessato l’area rilevata.
- Membro delle Argilliti di Cintoia: Questo membro è costituito da emipelagiti che si depongono in un ambiente simile a quello delle Argilliti di Brolio; sono argilliti di colore prevalentemente grigio, con intercalati strati centimetraci di calcari silicei.
Seppure non siano disponibili dati biostratigrafici, questo membro viene collocato, in relazione alla sua posizione stratigrafica, all’interno dell’Eocene.
- Membro delle Calcareniti di Montegrossi: Questo membro è stato suddiviso in due litofacies chiaramente distinguibili in affioramento; la parte basale delle Calcareniti di Montegrossi è costituita da un’alternanza di calcilutiti e argilliti marnose che presentano una colorazione tipicamente grigiastra, con intercalate calcareniti. La parte alta di questo membro è invece rappresentata da letti, spessi generalmente da 30-40 cm a 1-2 metri, di calcareniti e bio-calcareniti gradate, poco classate e con poca matrice e da zone minori costituite da sottili lenti di bio-calcareniti gradate, marne micritiche, micriti e argille moderatamente ben classate. I letti più spessi (1-2m) ricoprono l’intervallo T
a-c, T
a-b, e T
c-ddella sequenza di Bouma. La base di alcuni strati presenta livelli conglomeratici.
Dal punto di vista composizionale le calcareniti più grossolane sono così composte:
- Frammenti di micrite e micrite argillosa;
- Granuli scheletrici;
- Micro- e macroforaminiferi;
- Frammenti di alghe;
- Frammenti di silice e rocce carbonatiche;
Le calcareniti più fini invece presentano solo i primi due punti più un cemento finemente cristallino calcitico.
Paleocene-Eocene.
Fig 3.14 Affioramenti del membro delle Calcareniti diMontegrossi. La prima figura rappresenta la litofacies calcarenitica di tale membro, presso Poggio dell’Allodola; la seconda figura rappresenta il passaggio dal Membro delle Marne del Sugame alla litofacies calcarenitica del Membro delle Calcareniti di Montegrossi.
