Capitolo 2
Inquadramento geografico, geologico e
cronologico del magmatismo Cretaceo della
Toscana meridionale
2.1 Inquadramento geografico
Gli affioramenti dei corpi magmatici si trovano in Toscana meridionale e si disperdono in una fascia, grossolanamente orientata NNE‐SSW, che si estende per circa 70 km dalla costa verso l’interno.
Le località in cui sono state campionate queste rocce sono Fosso Ripiglio e Murci in provincia di Grosseto e Castiglioncello del Trinoro e Rapolano Terme in provincia di Siena. Un’ultima zona è quella denominata “area del Torrente Senna” che è situata a cavallo tra la provincia di Grosseto e Siena, a sud del Monte Amiata (Fig 2.1).
Partendo dalla costa verso l’interno incontriamo per prima la località di Fosso Ripiglio che si trova a circa 8 km a S‐SW di Manciano (GR). Gli affioramenti s’incontrano scendendo il fiume dalla località Campigliola, sia sulla sua sponda destra, sia più a nord, tra questo e la Fonte della Capriola.
Gli affioramenti di Murci (GR) sono ubicati a circa 2 km a NW del paese, più precisamente nei pressi del Podere Bellavista e del Podere Montebello, al km VI‐58 sulla statale n°323 fra Scansano e Roccalbegna. L’area del Torrente Senna (GR‐SI) è situata a SE di Piancastagnaio (SI) ed è delimitata a nord dal Monte Amiata, a ovest dal tratto iniziale del Fiume Fiora, a est dal Torrente Senna e a sud dai rilievi di Poggio del Nibbio, Poggio Roccone e Poggio Ripaccia, che insieme a Poggio Le Perazzette fungono da spartiacque per i bacini del Fiume Fiora a ovest e del Fiume Paglia a est. Quest’area, nella sua porzione nord‐orientale, è incisa da due rami del Torrente Senna che si uniscono più a valle e che sono denominati storicamente Senna Viva e Senna Morta. Proprio in questa zona si trovano la maggior parte degli affioramenti magmatici, in particolare nei pressi del Podere Tafano, Podere L’Elceto e Podere San Carlo. Altri si trovano anche ad ovest e a SW del Poggio Le Perazette, in particolare nei pressi di Case Lorentano.
Castiglioncello del Trinoro (SI) si trova a NW del Monte Cetona e i suoi affioramenti magmatici sono ubicati su entrambi i lati della valle di Fosso Fico, in particolare a N‐NW del Podere Monticelli e a NW di Casa Nanni.
Gli affioramenti di Rapolano Terme (SI) si trovano a SE del paese, precisamente nei pressi del Podere Poggiarello e del Podere Santo.
2.2 Revisione bibliografica
Storicamente la prima località in cui furono studiate le rocce magmatiche alcaline cretacee, è stata Castiglioncello del Trinoro nel 1882 da parte di Taramelli (Puxeddu, 1964; cum biblio) che identificava queste come ofioliti. Qualche anno dopo fu studiata l’area del Torrente Senna (GR‐SI) nel 1889 da P.E.De Ferrari, il quale pure associava tali litologie alle ofioliti (De Benedetti A., 1957; cum biblio). Poco dopo Verri e Artini nel 1893, in una nota sulle ofioliti dell’Umbria e della Val di Chiana, segnalavano tra Abbadia S. Salvatore (SI) e Piancastagnaio (SI) e nei pressi di Castiglioncello del Trinoro (SI) queste litologie e le classificavano rispettivamente come microtescheniti e tescheniti micacee. In seguito Fucini nel 1905 inserì e descrisse nella nota illustrativa alla carta geologica del Monte Cetona i lamprofiri di Castiglioncello del Trinoro come diabasi. Tali rocce venivano ormai considerate da tutti ofioliti. Nel 1910 B. Lotti e nel 1914 C. De Castro (De Benedetti A., 1957; cum biblio) continuavano a parlare della presenza di “brecce ofiolitiche e oficalci alterate” a sud di Piacastagnaio. Per molti anni questo era quello che veniva riportato nel foglio Santa Fiora della carta geologica. Tutto ciò fino a quando, circa cinquant’anni dopo, Arturo De Benedetti nei suoi due lavori, nel 1958 prima e nel 1959 poi, riprendendo l’opinione di Rosenbusch (1908) sulle tescheniti studiate da Artini (1893), ipotizza l’analogia di questi tipi magmatici con quelli delle selagiti di Orciatico e Montecatini Val di Cecina. E’ da tener presente che le selagiti in quel periodo erano già ben note (Washington, 1900; Rodolico, 1934; Stefanini, 1934). Sulla
nel Torrente Senna e a Castiglioncello del Trinoro (Marinelli, 1961; Gherardi, 1964; cit. in Barberi e Innocenti, 1967; Bortolotti e Passerini, 1970; Marinelli, 1975). L’età Cretacea fu ipotizzata per la prima volta nel lavoro del 1964 di Passerini che descrisse stratigraficamente, tettonicamente e cronologicamente l’incassante sedimentario di Castiglioncello del Trinoro. Successivamente nel 1974 Giannelli e Passerini presentarono una datazione K/Ar su roccia totale per la medesima località e i risultati indicarono un’età di 110 ± 5 Ma. Nel 1964 Puxeddu, sotto la supervisione di Marinelli, scrisse una tesi dal titolo “Il vulcano sottomarino di Castiglioncello del Trinoro. Studio petrografico e vulcanologico” nella quale associava tali rocce ignee ai prodotti del magmatismo neogenico che ha generato le selagiti. Dessau et al. (1971) pubblicarono un lavoro in cui segnalavano per la prima volta a Fosso Ripiglio (GR) un filone e una colata lavica che classificarono, con l’ausilio delle note petrografiche di Marinelli, rispettivamente come un trachibasalto biotitico e come un basalto alcalino, ipotizzando, in mancanza ancora delle datazioni radiometriche del 1974, delle relazioni genetiche ancora con le selagiti di Orciatico e Montecatini Val di Cecina. Nel 1979 Faraone et al. segnalarono per la prima volta affioramenti di filoni lamprofirici a Murci (GR). Tali autori collegarono queste rocce a quelle già conosciute a Castiglioncello del Trinoro e nel Torrente Senna ma riconobbero la loro diversità con le selagiti. I lavori successivi sono volti a confermare l’appartenenza di tali prodotti ignei ad una fase magmatica alcalina diversa da quella che ha generato i prodotti magmatici neogenici. Vengono effettuate a tal proposito altre datazioni K/Ar su roccia totale che confermano, con la riserva dovuta all’affidabilità del metodo, l’età cretacea delle rocce magmatiche e vengono eseguite a tal proposito anche datazioni
biostratigrafiche sui microfossili e nannofossili delle rocce sedimentarie associate, le quali indicano delle età appartenenti al Cretaceo inferiore. Nel 2000 Brogi et al. segnalano a Rapolano Terme l’esistenza, all’interno di un livello caotico della Scaglia Toscana, di blocchi vulcanici e subvulcanici con affinità alcalina, associati ad una matrice la cui datazione biostratigrafica sui microfossili indica un’età del Cretaceo inferiore. Sempre nel 2000 è presentata dagli stessi autori una
datazione 4 0Ar‐3 9Ar su un separato di biotite di un campione di
Castiglioncello del Trinoro che fornisce un’età di 130.5 ± 1.3 Ma.
2.3 Geologia ed età delle rocce incassanti
I dati in letteratura riguardo le litologie sedimentarie, associate ai prodotti ignei di questa tesi, sono ancora scarsi e certe volte discordanti, proprio per il fatto che non è stato ancora pubblicato uno studio geologico in cui venga chiarito il quadro d’insieme così da poter inserire univocamente tali rocce incassanti in precise unità formazionali e identificare i vari ambienti deposizionali alla luce della tettonica di quel periodo. Le unità formazionali in cui sono state rinvenute le rocce magmatiche alcaline della Toscana meridionale, sono ritenute tutte di chiara origine alloctona e, ad eccezione delle rocce di Rapolano Terme, vengono inserite essenzialmente in due gruppi di formazioni: un gruppo riferibile al dominio Ligure, definito Gruppo Ligure‐ Maremmano (Manganelli, 1982; Faraone & Stoppa, 1990) e l’altro associato ad un dominio di margine continentale africano, definito Gruppo di Santa Fiora (Costantini et al., 1978; Brogi et al., 2000)
(1983) nello studiare successivamente le stesse rocce, ma nell’area del Torrente Senna, identifica la presenza di un’unità simile a quella di Murci e la chiama unità Fosso della Marta II, inserendola questa volta nel Gruppo Ligure‐Maremmano. Anche a Castiglioncello del Trinoro le rocce ignee per alcuni (Marcucci e Passerini, 1980) si trovano nella Formazione di Fosso Fico di dominio Ligure, ma per altri (Costantini et al., 1974; Brogi et al., 2000) tali affioramenti appartengono all’Unità Santa Fiora. Questo fa capire l’incertezza presente nel definire le relazioni geologiche fra le rocce incassanti delle varie località studiate. Tutte queste rocce magmatiche nelle carte geologiche sono ancora classificate o come ofioliti oppure come selagiti. Nella carta geologica 1:25000 di C. Meletti, A. Moretti e G. Ottria (1990) i prodotti di Fosso Ripiglio sono inseriti nell’Unità Fosso Ripiglio e identificati come ofioliti. Nella carta geologica 1:50000 di Calamai, R. Cataldi, P. Squarci e L. Taffi (1963) le rocce studiate di Castiglioncello del Trinoro e del Torrente Senna sono inserite come selagiti, perché accomunate a quelle di Orciatico e Montecatini Val di Cecina.
Fosso Ripiglio
Le rocce sedimentarie associate sono torbiditi, costituite da argille alternate a spessi strati di calcari e marne e vengono inserite nella Formazione Santa Fiora (Brogi et al., 2000). I calcari non sono molto diversi da quelli di Castiglioncello del Trinoro e dell’area del T. Senna, ma qui mancano i livelli di arenarie quarzose (Marcucci M., Passerini P., 1982). I nannofossili all’interno dei calcari di Fosso Ripiglio indicano associazioni del Barremiano (Marcucci M., Passerini P., 1982). Di seguito Fig 2.2 la carta geologica degli affioramenti (C. Meletti et al., 1990).
( F i g . 2 . 2 ; C a r t a g e o l o g i c a d e g l i a f f i o r a m e n t i . L 1 v i o l a s c u r o : U n i t à F o s s o R i p i g l i o , r o c c e m a g m a t i c h e . M e l e t t i e t a l . , 1 9 9 0 ) Murci
Le rocce sedimentarie che ospitano i corpi magmatici di Murci appartengono al membro superiore dell’Unità del Fosso della Marta. L’Unità del Fosso della Marta è l’unità geometricamente più alta tra quelle cretaceo‐eoceniche che formano il complesso delle unità torbiditiche di Santa Fiora (Faraone et al., 1979), ma per Brunacci et al. (1983) tale unità va inserita nel Gruppo Ligure‐Maremmano.
( F i g . 2 . 3 ; S c h e m a g e o l o g i c o d e g l i a f f i o r a m e n t i m a g m a t i c i d i M u r c i c o n i l d e t t a g l i o d e i c a m p i o n i r a c c o l t i p e r q u e s t a t e s i . F a r a o n e e t a l . , 1 9 7 9 ; m o d i f i c a t o . )
E’ divisa in un membro inferiore marnoso e uno superiore calcareo. Il membro superiore è costituito da alternanze di calcari biancastri micritici e argille marnose grigie. Gli strati calcarei superano anche il metro di spessore e talvolta presentano alla base livelli di calcareniti fini laminate, di spessore inferiore ai 20 cm. In ogni unità del complesso di Santa Fiora sono presenti talvolta lenti di arenarie quarzose (Faraone et al., 1979). A Murci, in entrambi i membri sono
stati ritrovati Tintinnidi e Radiolari del Neocomiano (Faraone et al., 1979).
Area del Torrente Senna
Brunacci et al. (1983) distinguono due gruppi tettonicamente sovrapposti, dall’alto verso il basso: il Gruppo Ligure‐Maremmano e il Gruppo di Santa Fiora. Il Gruppo Ligure‐Maremmano viene diviso da tali autori in tre unità: Unità Podere Ghiacciali, Unità Fosso della Marta II e le Marne di Murlo. ( F i g . 2 . 4 ; P o r z i o n e d e l l a c a r t a g e o l o g i c a 1 : 5 0 0 0 0 d i A . C a l a m a i , R . C a t a l d i , P . S q u a r c i e L . T a f f i , 1 9 6 0 ‐ 1 9 6 7 ; A r e a d e l T o r r e n t e S e n n a . A f f i o r a m e n t i s t u d i a t i s i g l a t i c o n σ . )
Le rocce magmatiche (Fig. 2.4) si ritrovano soltanto all’interno dell’Unità Podere Ghiacciali e dell’Unità Fosso della Marta II. L’unità Podere Ghiacciali è costituita essenzialmente da marne siltose e marne argillose, alle quali si alternano verso l’alto, strati di calcari micritici grigi selciferi, e verso il basso, strati e lenti di modesto spessore (~ 5 m) di arenarie, che sono ben rappresentate nella parte inferiore dell’unità ma che scompaiono nella parte alta. L’Unità Fosso della Marta II è caratterizzata da un’alternanza di calcari micritici bianco‐avorio, talvolta con locale laminazione sottile e/o con base finemente calcarenitica di argille grigie in quantità subordinata e di arenarie in lenti spesse anche decine di metri (Brunacci et al., 1983). Nell’Area del Torrente Senna le microfaune rinvenute all’interno dell’Unità Podere Ghiacciali, anche se non permettono un riferimento cronologico preciso, indicano un’età del Cretaceo inferiore. Mentre le nannofaune indicano un’età fra il Valanginiano e l’Aptiano (Marcucci M., Passerini P., 1982). L’Unità Fosso della Marta II presenta delle microfaune con associazioni di Tintinnidi rimaneggiate riferibili al Cretaceo inferiore (Brunacci et al., 1983; cum biblio).
Castiglioncello del Trinoro
Le rocce sedimentarie (Fig. 2.5) associate di Castiglioncello del Trinoro sono inserite nel “Complesso di Fosso Fico”. Questo complesso viene diviso in due diverse unità. Un’unità è riferibile alla Formazione Santa Fiora ed è priva della parte magmatica. L’altra è chiamata Unità Fosso Fico ed è costituita da argille, calcari grigio‐chiari, marne, arenarie quarzose in strati spessi e rare calcareniti. Sembra non esistere una continuità stratigrafica con la Formazione di Santa Fiora. Probabilmente l’Unità Fosso Fico appartiene alle Liguridi (Marcucci M., Passerini P.,
1980). Per Brogi et al. (2000) i prodotti di questo magmatismo invece sono contenuti all’interno di terreni flyscioidi polideformati, riferibili alla formazione di Villa la Selva, appartenente all’unità di Santa Fiora. ( F i g . 2 . 5 ; P o r z i o n e d e l l a c a r t a g e o l o g i c a 1 : 5 0 0 0 0 d i A . C a l a m a i , R . C a t a l d i , P . S q u a r c i , C . T a f f i , 1 9 6 0 ‐ 1 9 6 7 ; A f f i o r a m e n t i m a g m a t i c i s t u d i a t i i n q u e s t a t e s i σ . )
Le microfacies a Castiglioncello del Trinoro indicano un’età compresa tra il Barremiano inferiore e l’Aptiano inferiore. I nannofossili indicano un’età compresa tra il Barremiano inferiore e Barremiano superiore (Marcucci M., Passerini P., 1980). Per Brogi et al. (2000) l’età delle rocce incassanti è riferibile al Valanginiano – Hauteriviano per la presenza di
Rapolano Terme
Rapolano Terme è situato lungo il margine orientale del bacino estensionale neogenico senese e in questa zona la successione Toscana è rappresentata soltanto dai calcari del Lias alla base e dalla “Scaglia” e il “Macigno” al tetto. La successione Toscana è sormontata dalle unità Liguri e Sub‐Liguri. La “Scaglia” toscana è caratterizzata da diverse
lithofacies (Argilliti di Brolio, Nummulitico, Dudda, Argilliti di
Cintoia). La parte inferiore della Scaglia toscana è costituita, nell’area di Rapolano Terme dalle Argilliti di Brolio, mentre la porzione superiore è costituita principalmente da depositi calcarei, che mostrano verso l’alto una progressiva riduzione di argille e aumento di calcari (dalla lithofacies Dudda alla lithofacies Nummulitico). Tra queste due
lithofacies, nella parte alta della Scaglia toscana, si rinviene un livello
caotico costituito da blocchi di rocce vulcaniche e subvulcaniche che si presentano parzialmente amalgamati con una matrice calcarea micritica bianco‐rosa (Fig. 2.6). Tali blocchi sono poi disseminati in una matrice argillosa grigio chiara – marrone (Brogi et al., 2000).
A Rapolano Terme è stata analizzata dal punto di vista bio‐ cronostratigrafico la matrice micritica bianco‐rosa associata ai blocchi vulcanici e subvulcanici. Le microfacies presenti indicano come limite
cronologico inferiore un’età compresa tra il Valanginiano e
l’Hauteriviano. Mentre la biostratigrafia dei depositi calcarei della Scaglia toscana, che racchiude il livello caotico, indica un’età compresa tra l’ Eocene medio e l’Eocene superiore (Brogi et al., 2000).
( F i g . 2 . 6 ; S c h e m a g e o l o g i c o d e l l ’ a r e a i n c u i s i t r o v a n o g l i a f f i o r a m e n t i m a g m a t i c i s t u d i a t i n e i p r e s s i d i R a p o l a n o T e r m e . T a l i a f f i o r a m e n t i s o n o c e r c h i a t i d i r o s s o . B r o g i e t a l . , 2 0 0 0 ; m o d i f i c a t o )
La Fig. 2.7 di seguito mostra, schematicamente e non in scala, le
vari tipi litologici e, dove possibile, si evidenziano le unità litologiche associate.
( F i g . 2 . 7 ; C o l o n n e s t r a t i g r a f i c h e r e l a t i v e a l l e l o c a l i t à s t u d i a t e )
2.4 Giacitura e struttura delle rocce magmatiche
e rapporti con l’incassante
2.4.1 Fosso Ripiglio
Gli affioramenti di Fosso Ripiglio sono scarsi e quasi inesistenti ad eccezione di alcuni massi nella parte sommitale di un colle sopra il fosso (Lat N 42° 30’ 58’’, Long E 11° 28’ 04’’, quota 125 mt s.l.m.) e di un affioramento lungo quest’ultimo nei pressi di un’ansa (Lat N 42° 30’ 51’’, Long E 11° 28’ 05’’, quota 109 mt s.l.m.). La discontinuità e le condizioni degli affioramenti negli anni sono probabilmente peggiorate e tali rocce rimangono oggi più coperte dalla vegetazione e dai campi coltivati rispetto al passato. La roccia magmatica, dove affiora, si presenta molto alterata e anche i rapporti con le rocce sedimentarie sono difficili da capire e riconoscere. Faraone e Stoppa nel loro lavoro del 1990 affermano che i calcari sono intrusi da un sill e più in alto coperti da pillow lava, dichiarando che le relazioni spaziali e genetiche tra le lave e i sill non sono chiare. Nel 1972 Dessau et al. descrivevano la presenza di un sill con una potenza di circa 7 m e giacitura concordante con gli strati calcarei la cui direzione era stata individuata come circa N‐S con immersione verso ovest. Inoltre affermavano che i
pillow lava erano situati più in alto e più verso nord e che questi
presentavano localmente una facies “bollosa”. Tra pillow e pillow Dessau aveva osservato intercalazioni ialoclastitiche e di materiale diasprino, descrivendo il colore della colata come variabile da grigio scuro a verdastro. Per Dessau i calcari incassanti il sill, come le litologie calacareo‐argillose sottostanti i pillow lava, non presentano
campagna sono stati prelevati due campioni facenti parte di due massi non in posto, situati nella parte sommitale del colle sopra il fosso, e sono stati siglati FR 1 e FR 2. Infine sul letto del fosso è stato prelevato un campione in posto FR 3. Il campione FR 1 di colore grigio scuro rappresenta la facies “bollosa” sensu Dessau, mentre i campioni FR 2 e FR 3 si presentano macroscopicamente simili e di colore verdastro.
2.4.2 Murci
Qui le rocce magmatiche sono soltanto di natura subvulcanica e presentano condizioni di affioramento decisamente migliori di quelle di Fosso Ripiglio. Tali affioramenti sono discontinui e si allineano secondo due direzioni principali subparallele NW‐SE, separate da una faglia che corre lungo Fosso Rigo di direzione anch’essa NW‐SE. Un allineamento è situato nei pressi del Podere Bellavista e della strada statale, l’altro nei pressi del Podere Montebello (Fig. 2.3).
Faraone et al. (1979) identificano tali affioramenti come sill perché concordanti con la stratificazione dei calcari. Anche dal sopralluogo di campagna di questa tesi risulta che le rocce del primo allineamento sono identificabili come sill con giacitura di direzione NW‐SE e immersione verso NE, così come quelle del secondo allineamento. Quest’ultime pur aumentando la loro inclinazione e conservando il
parallelismo giaciturale con la stratificazione dell’incassante,
possiedono una giacitura di direzione sempre NW‐SE ma con immersione verso SW. La roccia si presenta macroscopicamente molto alterata anche se sulle superfici di frattura più fresche sono visibili i riflessi delle laminette micacee brunastre. Le parti più periferiche dei
fondo a grana medio‐fine e in alcuni casi medio‐grossa. Come afferma anche Faraone et al. (1979), i contatti fra subvulcanite e incassante sono bruschi e la roccia sedimentaria non sembra manifestare tracce apprezzabili di metamorfismo di contatto, ad eccezione di una fascia di pochi centimetri di spessore, dal bordo verso l’interno dell’incassante, che risulta essere “cotta”. Sono stati prelevati a Murci 4 campioni di sill nei pressi del Podere Bellavista e 2 nei pressi del Podere Montebello. Il campione M 1 è costituito da tre pezzi non in posto, presi a pochi metri di distanza l’uno dall’altro. ( F i g . 2 . 8 ; S i l l d i M u r c i , c a m p i o n e M 2 , l e l i n e e r o s s e d e l i m i t a n o i l f i l o n e ) ( F i g . 2 . 9 ; S i l l d i M u r c i , c a m p i o n e M 4 , l e l i n e e r o s s e d e l i m i t a n o i l f i l o n e )
stati individuati tre sill, affioranti in modo discontinuo, dai quali si è potuto prelevare i campioni M 2, M 3 e M 4. Il sill dal quale è stato preso il campione M 2 (Fig. 2.8) sembra leggermente dislocato. Il contatto di giacitura N 140 50 NE è subconcordante con la litologia incassante e presenta delle strie.
Alcune misure di stratificazione degli strati calcarei intorno sono: N 160 30 NE, N 170 39 NE, N 162 26 NE. Dal secondo sill (Fig. 2.10) sono stati campionati il pezzo M 3‐a che rappresenta la porzione sedimentaria al contatto e M 3‐b che costituisce la porzione ignea. ( F i g . 2 . 1 0 ; S i l l a f f i o r a n t e a M u r c i , c a m p i o n i p r e l e v a t i M 3 a e M 3 b ) Il contatto, la cui misura è N 114 verticale, è netto (vedi Fig. 2.11) e non presenta segni evidenti di metamorfismo di contatto. La struttura del
sill, come per i dicchi dell’area del Torrente Senna e di Castiglioncello
del Trinoro, manifesta un aumento di grana dal contatto verso il suo interno e a poche decine di centimetri dal contatto mostra una fascia,
ad esso parallela, molto vescicolata (vedi Fig. 2.12 e Fig. 2.13). Il colore dei filoni varia da un violaceo scuro quando il campione è più fresco a un verde chiaro quando è più alterato.
( F i g . 2 . 1 1 ; Z o n a d i c o n t a t t o d e l s i l l d i F i g . 2 . 1 0 )
Il terzo sill (Fig. 2.9) presenta un contatto col sedimentario meno evidente degli altri, in ogni modo di giacitura circa N 120‐125 50 NE. Da questo è stato prelevato il campione M 4.
Nei pressi del Podere Montebello, sono stati raccolti i campioni M 5‐a e M 5‐b appartenenti a due sill lamprofirici poco distanti l’uno dall’altro, forse appartenenti al solito filone dislocato. Il campione M 5‐a è stato prelevato da un piccolo affioramento (vedi Fig 2.14) mentre l’altro a pochi metri di distanza da un sill dal quale è stato possibile misurare la sua giacitura (Fig. 2.15) che è risultata essere circa N 140‐150 70‐80 SW,
C o n t a t t o
R o c c i a s e d i m e n t a r i a
( F i g . 2 . 1 2 ; S t r u t t u r a d e l d i c c o d i M u r c i ( v e d i a n c h e F i g . 2 . 8 e 2 . 9 ) , a u m e n t o d i g r a n a v e r s o l ’ i n t e r n o ( f r e c c i a ) e p r e s e n z a d i u n a f a s c i a r i c c a d i v e s c i c o l e a c i r c a 1 5 c m d a l c o n t a t t o ) ( F i g . 2 . 1 3 ; S t r u t t u r a i n t e r n a d e i d i c c h i a M u r c i , T o r r e n t e S e n n a e C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o )
Il campione M 5 macroscopicamente presenta una grana medio‐grossa e una struttura chiaramente porfirica costituita da fenocristalli di dimensione centimetriche e di colore verde scuro immersi in una matrice afanitica di colore grigio chiaro. In tale campione sono visibili i riflessi micacei della mica bruna. ( F i g . 2 . 1 4 ; S i l l n e i p r e s s i d i P o d e r e M o n t e b e l l o ‐ M u r c i , c a m p i o n e p r e l e v a t o M 5 a ) ( F i g . 2 . 1 5 ; S i l l n e i p r e s s i d i P o d e r e M o n t e b e l l o a p o c h e d e c i n e d i m e t r i d a q u e l l o d i F i g . 2 . 1 4 , c a m p i o n e p r e l e v a t o M 5 b , l a l i n e a r o s s a i n d i c a l ’ e s t e n s i o n e . ) ~ 6 m t
E’ stato inoltre prelevato un pezzo non in posto nei pressi di Podere Bellavista M 6 probabilmente appartenente al sill del campione M 4.
2.4.3 Area Torrente Senna
Nell’unità di Podere Ghiacciali si ritrovano sia sill sia olistoliti costituiti da pillow lava, mentre nell’unità Fosso della Marta II soltanto
sill e dicchi. Brunacci et al. (1983) riferiscono della presenza all’interno
dell’unità di Podere Ghiacciali di un olistolite presso Case Lorentano, e di un’altro presso Podere Lorentana. Affermano che l’olistolite di Case Lorentano sia costituito da una massa effusiva con struttura a pillow avvolta da una breccia sedimentaria, a sua volta composta da elementi spigolosi di vulcanite, micriti grigie, quarzoareniti e calcari silicizzati in matrice argilloso‐cloritica. I pillow, talvolta schiacciati fino ad assumere forme stratoidi, sono caratterizzati da sferule e da fratture riempite di calcite e fra pillow e pillow tali autori indicano la presenza di un calcare marnoso rosso‐fegato parzialmente silicizzato e di colore verdastro verso l’esterno, simile al materiale diasprino citato da Dessau nel 1972 per i pillow di Fosso Ripiglio. I sill/dicchi e i pillow lava sono in giaciture correlabili da un punto di vista genetico.
Sono inoltre segnalati massi erratici di tali litologie a N‐NW di Poggio del Nibbio, lungo l’alveo del torrente Scabbia. I contatti fra subvulcanite e silt sono osservabili a nord di Podere San Carlo e fra subvulcanite e arenaria a SE di Podere L’Elceto e a nord di Podere Tafano. Tali contatti talvolta presentano apofisi ignee che penetrano l’incasso per alcuni decimetri.
Dal lavoro di campagna di questa tesi sono prelevati 5 campioni, quattro dei quali provenienti dai dintorni di Podere Tafano e uno dalla località Ceppeta. Tali filoni si presentano discontinui, hanno giacitura subconcordante con l’incassante e potenza da alcuni decimetri ad alcuni metri, in accordo con quanto osservato da Brunacci et al. (1983). Il dicco campionato nei pressi di Podere Tafano possiede una giacitura suborizzontale e subconcordante con la stratificazione delle argille e dei calcari, ma più a valle taglia verticalmente la stratificazione dell’incassante.
Spesso circa 4 mt, presenta al contatto una fascia di circa 5 mm d’ampiezza in cui l’incassante è ricristallizzato.
Dalla zona di contatto verso l’interno del dicco sono stati prelevati alcuni campioni: il campione TS 1 rappresentante la zona di contatto, costituita da una porzione a grana fine afirica di circa 20 cm di spessore e costituita da una fascia, sempre a gran fine, ma caratterizzata da vescicole riempite da calcite; il campione TS 2 che rappresenta una porzione più interna ma sempre a grana fine; il campione TS 3 che costituisce la parte più interna del dicco e mostra una grana al limite tra fine e media; e per ultimo il campione TS 4 che rappresenta il nucleo del dicco a grana più grossa. Tale variazione strutturale all’interno del dicco si riscontra anche per i filoni di Murci e Castiglioncello del Trinoro. In località Ceppeta è stato prelevato il campione TS 5, appartenente ad un masso lamprofirico non in posto. Tale roccia mostra una grana medio‐fine, un colore verde scuro dal quale spiccano i riflessi micaei sulle superfici fresche di rottura. E’ stato prelevato inoltre il campione TS 6 della roccia sedimentaria affiorante nei dintorni, a poche decine di metri di distanza. E’ di colore verde chiaro, molto alterata ed è un’arenaria.
2.4.4 Castiglioncello del Trinoro
Affiorano sia pillow lava (Fig. 2.16) che dicchi/sill, ma la massa dei
pillow lava prevale. Faraone e Stoppa (1990) indicano che i pillow lava a
NW di Monticelli sono rovesciati, e ciò è confermato dalla gradazione inversa di alcuni strati delle torbiditi. ( F i g . 2 . 1 6 ; A f f i o r a m e n t o d i P i l l o w L a v a a C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o . P a s s e r i n i , 1 9 6 4 )
Esistono disconformità angolari tra i contatti e la superficie d’appiattimento dei pillow. Marcucci e Passerini (1980) segnalano intercalazioni di calcari all’interno di tali lave e affermano che nell’incassante non ci sono evidenze di metamorfismo di contatto.
I campioni raccolti sono CT 1, CT 2, CT 3 e CT 4 provenienti da dicchi e come pezzi sciolti. E’ stato trovato un dicco (Fig. 2.17) dal quale sono state campionate due porzioni molto grandi. Tali parti rappresentano la frazione magmatica che è stata siglata CT 5‐I e quella sedimentaria incassante, siglata CT 5‐S. ( F i g . 2 . 1 7 ; P o r z i o n e d e l d i c c o l a m p r o f i r i c o c a m p i o n a t o a C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o , c a m p i o n i C T 5 I , C T 5 S . L e l i n e e b l u d e l i m i t a n o l a f a s c i a r i c c a d i b o l l e r i e m p i t e d a c a l c i t e , m e n t r e l a l i n e a r o s s a d e l i m i t a a p p r o s s i m a t i v a m e n t e i l c o n t a t t o . S o n o v i s i b i l i g l i e f f e t t i d i u n a f r a t t u r a z i o n e d e l l ’ i n c a s s a n t e a l c o n t a t t o d o v u t a a l l a m e s s a i n p o s t o d e l f i l o n e . )
La struttura interna del dicco è simile a quella dei sill di Murci e dei dicchi del Torrente Senna, una grana fine al contatto che aumenta verso l’interno e una fascia di bolle che si trova circa 10‐20 cm da esso (Fig. 2.18).
( F i g . 2 . 1 8 ; Z o n a d i c o n t a t t o d i c c o a C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o , c a m p i o n i C T 5 I e C T 5 S )
2.4.5 Rapolano Terme
Secondo Brogi et al. (2000) i blocchi magmatici all’interno del livello caotico possiedono sia caratteristiche dei pillow lava sia di dicchi/sill. Spesso delle vene di calcite marcano il contatto tra la matrice rosa e la roccia magmatica. Lo spessore del livello caotico raggiunge al massimo circa gli 8 metri e questo deposito caotico viene interpretato, secondo tali autori, come deposito di slides e/o debris flow sottomarini. A Rapolano Terme sono stati campionati, in un affioramento del livello caotico, blocchi vulcanici nei pressi del Podere Poggiarello, insieme alla
porzione di calcare micritico rosa ad essi amalgamata (Fig. 2.19). Tali pezzi costituiscono un solo campione denominato R 1. ( F i g . 2 . 1 9 ; A f f i o r a m e n t o d i R a p o l a n o T e r m e – P o d e r e P o g g i a r e l l o , l i v e l l o c a o t i c o , c a m p i o n e p r e l e v a t o R 1 )
2.5 Età radiometriche delle rocce magmatiche
La prima datazione radiometrica è stata effettuata da Giannelli e Passerini (1974) che datarono, tramite il metodo K/Ar su roccia totale, un campione proveniente dalla porzione orientale, quella più fresca, dell’affioramento di pillow lava a nord‐ovest di Monticelli a Castiglioncello del Trinoro. Il risultato ottenuto fu di 110 ± 5.5 Ma.
In seguito Faraone et al. (1983) effettuarono altre datazioni K/Ar su roccia totale sia per Castiglioncello del Trinoro, sia per l’area del Torrente Senna. Per quanto riguarda Castiglioncello del Trinoro
datarono il campione S 15 corrispondente alla porzione di un sill e il campione S 16 corrispondente alla porzione di un pillow lava. Ottennero un’età rispettivamente di 109.3 ± 4 Ma e 106.8 ± 0.2 Ma. Per quanto riguarda l’area del Torrente Senna datarono due porzioni di sill, il campione SF 29 e SF 34, ottenendo rispettivamente un’età di 97.1 ± 2.3 Ma e di 86.3 ± 1.7 Ma. Quest’ultime due datazioni secondo Faraone et al. (1983) potrebbero essere non esatte a causa del maggiore grado di alterazione dei campioni rispetto a quelli provenienti da Castiglioncello del Trinoro.
Faraone e Stoppa (1990) presentarono due datazioni K/Ar su roccia totale per Fosso Ripiglio e affermarono di aver ottenuto una datazione di circa 90 Ma per l’area del Torrente Senna, senza specificare quanti, quali campioni e di che tipo. Anche per le datazioni di Fosso Ripiglio vengono indicate le due sigle dei campioni, FR 2 e FR 8, senza specificare il tipo magmatico di provenienza (pillow lava o sill ?). Comunque ottengono un’età di 57.3 ± 2.7 Ma per il campione FR2 e 57.0 ± 3.4 Ma per il campione FR 8. Quest’età più giovane rispetto alle altre datazioni effettuate fino allora è stata interpretata come dovuta al forte grado di alterazione metasomatica delle rocce analizzate.
Infine è stata effettuata un’altra datazione a Castiglioncello del Trinoro
da Brogi A. et al. (2000) con il metodo 4 0Ar‐3 9Ar su un separato di
biotite, mediante la tecnica di step‐heating con sonda laser, che ha fornito un’età di plateau di 130.5 ± 1.3 Ma. A proposito di quest’ultimo metodo d’analisi utilizzato, è importante evidenziare il fatto che costituisce un dato fondamentale per questa tesi, grazie alla sua oggettività. Il metodo di per se è molto più preciso e accurato del K/Ar su roccia totale per il fatto che, innanzitutto non esiste il problema
decadimento del 4 0K. Inoltre il metodo non è applicato su roccia totale
bensì su una fase minerale, nella fattispecie biotite che costituisce in queste rocce una delle poche fasi primarie rimaste inalterate e rappresentative del magma originario. Le datazioni K/Ar che danno età
più giovani possono essere spiegate col fatto che il K è un elemento
mobile che viene in genere diluito nei processi di alterazione dovuti a fluidi in circolazione e quindi anche le rocce magmatiche di questo studio, essendo così alterate e avendo un contenuto in K minore rispetto al contenuto originario, forniscono con tale metodo età apparentemente più giovani.
Di seguito nella Tabella 2.1 sono presentate tutte le datazioni effettuate ed il nome delle varie età è stato inserito utilizzando l’International Stratigraphical Chart (Gradstein F.M. et al., 2004). S i g l a C a m p i o n e L o c a l i t à T i p o M a g m a t i c o M e t o d o U s a t o E t à ( M a ) E t à ( n o m e ) R i f . B i b l i o g r a f i c o ? C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o P i l l o w L a v a K / A r s u r o c c i a t o t a l e 1 1 0 . 0 ± 5 . 5 A l b i a n o G i a n n e l l i e P a s s e r i n i , 1 9 7 4 S 1 5 C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o S i l l K / A r s u r o c c i a t o t a l e 1 0 9 . 3 ± 4 . 0 A l b i a n o F a r a o n e e t a l . , 1 9 8 3 S 1 6 C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o P i l l o w L a v a K / A r s u r o c c i a t o t a l e 1 0 6 . 8 ± 0 . 2 A l b i a n o F a r a o n e e t a l . , 1 9 8 3 S e p a r a t o d i b i o t i t e C a s t i g l i o n c e l l o d e l T r i n o r o ? 4 0A r ‐3 9A r s o n d a l a s e r 1 3 0 . 5 ± 1 . 3 H a u t e r i v i a n o B r o g i e t a l . , 2 0 0 0 S F 2 9 A r e a T o r r e n t e S e n n a S i l l K / A r s u r o c c i a t o t a l e 9 7 . 1 ± 2 . 3 C e n o m a n i a n o F a r a o n e e t a l . , 1 9 8 3 S F 3 4 A r e a T o r r e n t e S e n n a S i l l K / A r s u r o c c i a t o t a l e 8 6 . 3 ± 1 . 7 C o n i a c i a n o F a r a o n e e t a l . , 1 9 8 3 ? A r e a T o r r e n t e S e n n a ? K / A r s u r o c c i a t o t a l e ~ 9 0 T u r o n i a n o F a r a o n e e S t o p p a , 1 9 9 0 F R 2 F o s s o R i p i g l i o ? K / A r s u r o c c i a t o t a l e 5 7 . 3 ± 2 . 7 T a n e t i a n o F a r a o n e e S t o p p a , 1 9 9 0 F R 8 F o s s o R i p i g l i o ? K / A r s u r o c c i a t o t a l e 5 7 . 0 ± 3 . 4 T a n e t i a n o F a r a o n e e S t o p p a , 1 9 9 0
