LA MICROFACIES TROMBOLITICA DEL CALCARE DI BASE NELL’ITALIA MERIDIONALE: REGISTRAZIONE DI UN UNICO EVENTO PALEOECOLOGICO
PRECURSORE DELLA CRISI DI SALINITÀ MESSINIANA
Adriano Guido, Adelaide Mastandrea & Franco Russo
Dipartimento di Scienze della Terra, Università della Calabria, Via Bucci Cubo 15b I-87036 Rende (CS) - Italy
RIASSUNTO - Il Calcare di Base costituisce la formazione carbonatica che prelude ai sedimenti evaporitici depositati nell’area mediterranea durante il Messiniano. Non sono ancora chiare le cause che hanno determinato questo significativo evento.
Lo scopo del presente lavoro è quello di riconoscere le principali microfacies che caratterizzano questi deposi- ti nell’Italia meridionale e fornire modelli deposizionali coerenti con i dati sperimentali. Sono state studiate le microfacies del Calcare di Base affiorante in alcune località della Calabria (Cropalati, San Donato di Ninea, Lattarico e Mendicino) e della Sicilia (Serra Pirciata e Marianopoli).
La ricerca è stata sviluppata tramite osservazioni in microscopia ottica ed elettronica (SEM), per la definizione delle micromorfologie, ed analisi alla microsonda EDS, per la caratterizzazione mineralogica e l’individuazione degli elementi minori. Sono state effettuate anche osservazioni in epifluorescenza per l’individuazione di resti di materia organica.
La microfacies dominante è costituita da micrite peloidale, con peloidi di dimensioni variabili che formano grumi a tessitura antigravitativa. I peloidi di dimensioni maggiori (50 µm - 500 µm) hanno forma cilindrica/sub- cilindrica e appaiono più scuri. La forma, la composizione mineralogica, le dimensioni e il contesto sedimentario permettono di interpretare tali peloidi come fecal pellets. Le osservazioni al SEM ad alto ingrandimento hanno messo in evidenza due tipi di fecal pellets: quelli costituiti prevalentemente da particelle silicoclastiche e quelli contenenti modelli esterni di coccolitoforidi ed una piccola componente terrigena.
L’origine biotica della microfacies peloidale è confermata dalle osservazioni in epifluorescenza che indicano un alto contenuto in materia organica. Sono state individuate due ulteriori microfacies molto meno frequenti: 1) detri- tica e 2) microbialitica/stromatolitica.
Nel Calcare di Base del Bacino di Rossano l’evidenza dell’attività biologica, le microstrutture primarie, l’assen- za di tracce di minerali evaporitici e la presenza di coccolitoforidi nell’ambiente deposizionale, farebbero esclu- dere sia una deposizione evaporitica sia un’origine diagenetica su solfati di calcio.
Infine la notevole uniformità della biofacies trombolitica in tutti gli affioramenti studiati indicherebbe un even- to paleoecologico, forse non sincrono, preludio in tutta l’Italia meridionale della Crisi di Salinità Messiniana.
PAROLE CHIAVE: microfacies trombolitica; peloidi; coproliti; Calcare di Base; Messiniano; Italia meridionale.
ABSTRACT - The transition from the pre-evaporitic diatomite-bearing unit to the overlying evaporites in the Messinian succession of the Southern Italy is represented by transitional carbonates (Calcare di Base). These enigmatic sediments still represent an open question as regards their origin and depositional setting. Many authors maintain that the Calcare di Base has been deposited under evaporitic conditions in which the diagenetic processes, carried out by sulphate reducing bacteria, replaced Ca-sulphates into carbonates. They support this interpretation mainly with the presence in the carbonate sediments of moulds and pseudomorphs after gypsum and halite, sulphur deposits, and very low ∂13C isotopic signal.
We analyzed the Calcare di Base cropping out in northern Calabria and in Sicily to clarify whether the deposition of these sediments happened under evaporitic or they are the result of particular paleogeographic and/or paleoecological contexts.
The carbonate characterization was performed through microfacies observations with optical and scanning electron microscope (SEM), and microanalyses with energy-dispersive X-ray spectrometer (EDS). Uncovered thin- sections were checked for fluorescence to reveal the presence and distribution of the OM.
The dominant microfacies consists of peloidal micrite (40% - 50%) which is characterized by variably sized irregular peloids forming clots with antigravitative fabric. At the border of the clots micrite generally underwent aggrading diagenesis changing into microsparite (15% - 25%) with crystal sizes ranging from 5µm to 15µm.
Larger and darker cylindrical-subcylindrical micritic grains (50 µm - 500 µm), attributable to fecal pellets, are more or less randomly dispersed into the peloidal micrite. The biotic origin of fecal pellets and peloidal micrite is also supported by their bright epifluorescence indicative of high organic matter content.
EDS maps show that whereas the Ca is more or less evenly distributed, both in the micrite and fecal pellets, elements suggesting the presence of siliciclastic minerals (i.e. Si, Al) are preferentially clustered in the fecal pellets.
INTRODUZIONE
La transizione da condizioni marine normali a condi- zioni ipersaline, durante il Messiniano, è registrata nel- l’area mediterranea da una successione di depositi:
marne e diatomiti (Formazione del Tripoli), carbonati transizionali (“Calcare di Base”) ed evaporiti (Forma- zione Gessoso Solfifera). Le condizioni ambientali e le cause che hanno portato alla deposizione dei sedimenti carbonatici (Calcare di Base) non sono ancora del tutto chiarite. Infatti, non è evidente se tali sedimenti si siano formati in condizioni ipersaline o in condizioni saline normali e se essi rappresentano il risultato di una pura deposizione evaporitica o una mineralizzazione indotta biologicamente. L’interpretazione è resa difficile anche a causa dell’assenza di resti di metazoi scheletrici.
Ogniben verso la fine degli anni ‘50 (Ogniben, 1957, 1963) portò a termine alcuni lavori sugli aspetti sedi- mentologico-stratigrafici nei quali furono trattati anche i possibili ambienti deposizionali del Calcare di Base.
Tamajo (1961) per primo riconobbe tracce organiche in questi depositi e mise in dubbio la natura evaporitica del Calcare di Base.
Le modalità di precipitazione del carbonato di calcio in ambienti evaporitici sono estremamente complesse da interpretare a causa dei numerosi fenomeni che l’accom- pagnano, come l’azione batterica iniziale e la successiva diagenesi.
Studi precedenti sul Calcare di Base, basati prevalen- temente su analisi sedimentologiche, stratigrafiche, petrografiche e geochimiche (McKenzie, 1985; Bellanca
& Neri, 1986; Decima et al., 1988; Rouchy & Saint Martin, 1992; Rouchy et al., 2001; Rouchy & Caruso, 2006; Pedley & Grasso, 1993; Hilgen et al., 1995;
Franseen et al., 1998; Krijgsman et al., 1995, 1999), non forniscono una chiara interpretazione sulla genesi e sulle condizioni ambientali che hanno portato alla deposizio- ne di questi problematici sedimenti pre-evaporitici.
Lo scopo del presente lavoro è quello di riconoscere e confrontare le microfacies che caratterizzano questi depositi nell’Italia meridionale e formulare un modello deposizionale compatibile con i dati sperimentali.
La ricerca è stata sviluppata tramite l’analisi delle microfacies in microscopia ottica ed elettronica (SEM),
e con lo studio mineralogico (diffrattometrie), microana- litico (EDS) ed in epifluorescenza.
Sono state analizzate due sezioni stratigrafiche in Sicilia (Serra Pirciata e Marianopoli, affioranti nel baci- no di Caltanissetta), e quattro nella Calabria settentriona- le (Cropalati, nel bacino di Rossano; Cozzo Arcomanno, nei pressi di San Donato di Ninea in Catena Costiera;
Timpa di Forge, nei pressi di Lattarico, e Torrente Caronte, nei pressi di Mendicino, Valle del Crati).
I carbonati della sezione di Cropalati preservano sia microfacies e microstrutture primarie, sia la fase minera- logica originaria (aragonite). Tale eccezionale stato di conservazione ha permesso di effettuare studi biochimi- ci e petrografici di dettaglio anche sui resti organici asso- ciati alla fase mineralogica (Guido et al., 2007).
INQUADRAMENTO GEOLOGICO E STRATIGRAFICO
La genesi e, per alcuni affioramenti, anche l’esatta posizione stratigrafica della Formazione del Calcare di Base sono motivo di dibattito scientifico. Le caratteristi- che litologiche di questa Formazione, che affiora più o meno diffusamente e con spessori variabili in tutta l’area mediterranea, risultano estremamente diversificate. Il grado di cementazione, la porosità secondaria e le inter- calazioni silicoclastiche variano notevolmente e sono spesso correlate alla località di affioramento. L’assenza di metazoi scheletrici e di microfossili, la variabilità lito- logica e la presenza di fasi mineralogiche di dubbia interpretazione (celestina, jarosite, etc.), rendono questa formazione estremamente enigmatica.
Per avere un quadro completo di questi sedimenti, almeno per quelli dell’Italia meridionale, sono state campionati alcuni affioramenti in Sicilia (Serra Pirciata e Marianopoli) (Fig. 1) ed in Calabria settentrionale (Cropalati, San Donato di Ninea, Lattarico e Mendicino) (Fig. 2).
Sezione di Serra Pirciata
Le caratteristiche litologiche e cronostratigrafico della sezione di Serra Pirciata (Fig. 3) sono state descritte da enigmatic carbonate unit happened in peculiar, but uniform, paleoecological conditions characterized by an oligotypic marine community.
KEY WORDS: thrombolitic microfacies; peloids; fecal pellets; Calcare di Base; Messinian; southern Italy.
Bellanca et al. (2001). Essa affiora circa 5 km dalla città di Riesi. Una precedente descrizione di questa sezione è stata pubblicata anche nei lavori di Pedley & Grasso (1993), Butler et al. (1995, 1999), Sprovieri et al. (1996) e McClelland et al. (1996).
L’intervallo litologico, appartenente alla Formazione del Tripoli, ha uno spessore di 19 m e consiste di 25 cicli sedimentari composti da marne grigie omogenee, marne rosse laminate e diatomiti bianche. Bellanca et al. (2001) attribuiscono la parte bassa di questa sezione alla Zona a Globorotalia conomiozea per la presenza di Globorotalia conomiozea e Globorotalia miotumida; le associazioni a nannofossili calcarei sono caratterizzate dalla presenza di Reticulofenestra rotaria.
Nell’intervallo compreso tra 13 e 19 m la successione si arricchisce di strati dolomitici laminati, intercalati con argille e marne diatomitiche, che formano una transizio- ne graduale con la formazione del Calcare di Base.
Un primo strato di carbonati brecciati, definito Primo Banco Carbonatico (First Carbonate Bed - FCB) compa- re alla base del 46° ciclo. Questo strato è stato interpre- tato da Pedley & Grasso (1993) come marker di inci- pienti condizioni evaporitiche. Verso l’alto (da 19 a 31 m), la successione è composta da carbonati ricchi in celestina e fantasmi di alite. Tali livelli contengono gesso nodulare e cristallino e costituiscono gli ultimi 9 cicli della sezione.
In corrispondenza del 34° ciclo si osservano i princi- pali cambiamenti che hanno interessato l’associazione micropaleontologica, la mineralogia e la composizione isotopica dei carbonati (Bellanca et al., 2001). I valori del ‰18O e del ‰13C indicano, per i livelli carbonatici, condizioni instabili dell’ambiente deposizionale, caratte- rizzato da salinità variabili da condizioni evaporitiche e fasi di diluizione. Secondo Bellanca et al. (2001) condi- zioni evaporitiche dovevano sussistere già durante la deposizione del Calcare di Base, come testimoniato dai fantasmi e dai pseudomorfi di gesso, anidride e alite.
Sono stati analizzati 10 campioni, siglati SP, prelevati dai carbonati degli ultimi 10 cicli (Fig. 3).
Sezione di Marianopoli
La sezione di Marianopoli, di circa 35 m di spessore, affiora vicino la città di Marianopoli lungo la strada che conduce a San Cataldo. Tale sezione è stata dettagliata- mente descritta da Bellanca et al. (2001). I depositi tipi- ci della formazione del Tripoli, costituiti da una ripeti- zione ciclica di marne grigie omogenee, marne laminate rosse e diatomiti, rappresentano solo la parte basale della sezione ed hanno uno spessore di circa 10 m. La succes- sione sedimentaria sovrastante mostra una grande varia- bilità litologica. La caratteristica più evidente è la pre- senza nei cicli 44-46 di strati carbonatici ricchi in ooliti intercalati a marne e diatomiti. La parte superiore della sezione, invece, è caratterizzata da alternanze di sabbie a laminazioni incrociate e silt, carbonati laminati e argille.
La sezione termina con banchi carbonatici attribuibili al Calcare di Base costituiti da strati sottili di carbonati brecciati, ricchi in fantasmi di alite e pseudomorfi di gesso. Per l’analisi di tali banchi, intercalati con livelli decimetrici di marne, sono stati prelevati 6 campioni, siglati M.
Sezione di Cropalati
La sezione di Cropalati (Fig. 4) è ubicata in località Vallone Casino (Rossano). In questa sezione è registrato il passaggio dalle argille francamente marine del
Fig. 1 - Localizzazione delle aree di studio nel bacino di Caltanissetta (Sicilia) (modificata da Bellanca et al., 2001).
- Location of the study areas in the Caltanissetta basin (Sicily) (modified from Bellanca et al., 2001).
Fig. 2 - A: Schema regionale dell’Arco Calabro; B: Schema geologico semplificato della Calabria settentrionale ed ubicazione delle aree di studio (modificato da Mastandrea et al., 2002).
- A: Regional scheme of the Calabrian Arc; B: Simplified geologic scheme of northern Calabria and location of the study areas (modified from Mastandrea et al., 2002).
Tortoniano ai depositi transizionali quali la formazione del Tripoli ed il Calcare di Base (Fig. 4). La sezione ha uno spessore di circa 39 m, di cui 5 m non esposti. La
porzione inferiore della sezione, dello spessore di circa 16 m, è costituita da argille di colore grigio scuro fine- mente stratificate. La porzione mediana, dello spessore
Fig. 3 - Sezione di Serra Pirciata con ubicazione dei campioni studiati.
- Serra Pirciata section with the location of the studied samples.
Fig. 4 - Sezione di Cropalati.
- Cropalati section.
di circa 15 m, è caratterizzata da un’alternanza di marne laminate e fogliettate di color marrone-verdastro e di strati decimetrici di diatomiti finemente laminate con intercalazioni di livelli di gesso. Chiudono la sezione due strati metrici di carbonati a grana molto fine e massivi.
Intercalato a questi due banchi carbonatici è presente un livello decimetrico di marne argillose laminate di colore marrone.
In questa sezione sono stati prelevati tre campioni per ogni banco carbonatico, siglati rispettivamente dal basso verso l’alto, CB1, CB2, CB3 e CB4, CB5, CB6 (Fig. 5c).
Sezione di San Donato di Ninea
La sezione campionata affiora in località Cozzo Arcomanno nei pressi di San Donato di Ninea (Fig. 2).
In questa sezione non affiorano i livelli attribuibili alla formazione del Tripoli. Il Calcare di Base, con spessore di circa 12,5 m, inizia con circa 1,5 m di alternanze fra marne calcaree, livelli decimetrici di calcari peloidali, brecce a matrice carbonatica e calcareniti marnose (Fig.
5a). In tutti i termini citati sono frequenti livelli siltosi e clasti terrigeni, prevalentemente argillosi a spigoli vivi.
Seguono banchi carbonatici massicci, da metrici a sub- metrici, di colore bianco. La forma di tali banchi è irre- golare ed è messa in evidenza da sottili intercalazioni di marne. A circa 8,5 m dalla base è presente un intervallo marnoso/siltoso dello spessore di circa 1,5 m in cui si intercalano frequenti livelli centimetrici di calcare bian- co massiccio. La parte alta della sezione (2,5 m) è costi- tuita da banchi calcarei alternati a livelli marnoso/siltosi.
In questa sezione sono stati prelevati 29 campioni sigla- ti AM.
Sezione di Lattarico
Nell’area di Lattarico (Fig. 2), a causa dell’intensa tet- tonica, non è stata individuata una sezione continua. Per tale motivo sono stati campionati alcuni livelli isolati, siglati TF, affioranti nei pressi di Timpa di Forge. I livel- li carbonatici, riferibili al Calcare di Base si presentano molto meno cementati e più vacuolari rispetto i corri- spettivi affioranti nel bacino di Caltanissetta e nell’area di Cropalati e San Donato di Ninea. Questi carbonati di colore grigio brunastro presentano tessitura brecciata vacuolare. La maggior parte dei vacuoli hanno forme regolari con spigoli vivi, altri hanno forma irregolare e presentano riempimenti siltoso-argillosi di colore da giallo chiaro a verdastro.
Sezione di Mendicino
La sezione è stata campionata lungo il torrente Caronte nei pressi di Mendicino (Fig. 2) ed è costituita da livelli attribuibili alla formazione del Tripoli (10 m) e alla formazione del Calcare di Base (17 m). I livelli della formazione del Tripoli, sono composti prevalentemente da argille intercalate a livelli marnosi e diatomitici e a livelli scuri carboniosi. La formazione del Calcare di
Base inizia con argille e marne calcaree che passano a livelli centimetrici di brecce a matrice carbonatica a cui seguono calcari decimetrici molto compatti. Seguono banchi carbonatici, da metrici a submetrici, molto meno cementati e molto porosi, con intercalazioni siltose e marnose (Fig. 5b). In questa sezione sono stati prelevati 28 campioni siglati CM.
METODI
La caratterizzazione dei carbonati è stata effettuata attraverso l’osservazione delle microfacies, tramite microscopio ottico e microscopio elettronico a scansione (SEM), analisi diffrattometriche, microanalisi in EDS ed osservazioni delle microfacies in epifluorescenza.
Le analisi chimiche puntuali sono state effettuate usando un microscopio elettronico a scansione (SEM) FEI-Philips ESEM-FEG Quanta 200F interfacciato ad una microsonda a dispersione di energia (EDS) EDAX Genesis 4000. Le superfici dei campioni analizzati sono state lucidate con polvere di diamante del diametro di 0,25 µm, successivamente attaccate per 10 min con una soluzione di acido acetico (0,1%) e metallizzate con un film di carbonio (circa 250 Å). Le condizioni di lavoro sono 20 KeV, gun current 3 nA, working distance 10 mm e angolo di take off 32.01.
Per le osservazioni in fluorescenza sono state utilizza- te sezioni sottili non coperte al fine di mettere in eviden- za la distribuzione della materia organica (Dravis &
Yurewicz, 1985; Machel et al., 1991; Neuweiler &
Reitner J., 1995, 1997; Russo et al., 1997). Le immagini sono state ottenute con un microscopio Axioplan II ima- ging (Zeiss), dotato di una lampada a vapori di Hg e fil- tri BP 436/10 nm/LP 470 nm, per la luce verde, e BP 450-490 nm/LP 520 nm, per la luce gialla.
MICROFACIES: ANALISI AL MICROSCOPIO OTTICO ED AL SEM-EDS
Le osservazioni delle microfacies al microscopio otti- co hanno messo in evidenza che gli strati carbonatici, rappresentati prevalentemente da mudstones-wackesto- nes e subordinatamente da packstones a tessitura peloi- dale, sono caratterizzati dall’assenza di tracce di schele- tri di metazoi (Fig. 6). La microfacies prevalente è costi- tuita da micrite peloidale (40%-50%) caratterizzata da peloidi con ampio spettro dimensionale che formano grumi con struttura antigravitativa (Figs. 6, 7). I peloidi con dimensione maggiore (50µm - 500 µm) hanno forma da cilindrica a sub-cilindrica e colore più scuro. La forma, la composizione mineralogica, le dimensioni e il contesto generale suggeriscono che la maggior parte di questi peloidi può essere interpretata come fecal pellets.
I fecal pellets mostrano una straordinaria uniformità nella morfologia e nelle dimensioni. Tale uniformità può essere spiegata in termini di una bassa diversità nella fauna a metazoi che li ha prodotti. La microfacies peloi-
Fig.5-SezionistratigrafichedeiprincipaliaffioramentidiCalcarediBasecampionatiinCalabria:a)sezionediSanDonatodiNinea;b)sezionediMendicino;c)sezionediCropalati. -StratigraphicsectionsofthemainCalcarediBaseoutcropssampledinCalabria:a)SanDonatodiNineasection;b)Mendicinosection;c)Cropalatisection.
Fig. 6 - Microfacies peloidale trombolitica: i peloidi di maggiori dimensioni sono interpretabili come fecal pellets.
- Peloidal thrombolitic microfacies: larger peloids are interpretable as fecal pellets.
Fig. 7 - Percentuale dei principali componenti nelle microfacies del Calcare di Base (sezione di Cropalati).
- Percentage of the main microfacies components in the Calcare di Base (Cropalati section).
Fig. 8 - Confronto fra le facies trombolitiche, a peloidi e fecal pellets, del Calcare di Base affiorante in Calabria Settentrionale ed in Sicilia (scala:
500 µm). a) campione CB3, sezione di Cropalati; b) campione TF4, sezione di Lattarico; c) campione CM15, sezione di Mendicino; d) campione AM16, sezione di San Donato di Ninea; e) campione SP60C, sezione di Serra Pirciata; f) campione M53B, sezione di Marianopoli.
- Photomicrographs showing the uniformity of the thrombolitic facies, characterized by peloid and fecal pellets, in the Calcare di Base cropping out in Northern Calabria and Sicily (scale bars: 500 µm): a) sample CB3, Cropalati section; b) sample TF4, Lattarico section; c) sample CM15, Mendicino section; d) sample AM16, San Donato di Ninea section; e) sample SP60C, Serra Pirciata section; f) sample M53B, Marianopoli section.
dale coprolitica è quella dominante in tutte le sezioni campionate e mostra una straordinaria omogeneità in tutti i campioni analizzati (Fig. 8).
Nei livelli più ricristallizati i peloidi sono dispersi in una matrice più chiara con dimensione dei cristalli che variano tra 5 µm e 10 µm.
Le diffrattometrie e le microanalisi in EDS rivelano che la fase carbonatica più comune, nella sezione di Cropalati, è l’aragonite e che i fecal pellets contengono oltre la fase carbonatica anche una discreta frazione ter- rigena (Fig. 9). Nelle cavità sono presenti frequenti riem- pimenti di celestina (Fig. 9). Osservazioni al SEM rive- lano la presenza di cementi primari che orlano la mag- gior parte dei fecal pellets (Fig. 10). La micrite aragoni- tica presenta un alto contenuto di stronzio (15,000 - 20,000 ppm). Questo dato associato ai cementi primari e alla microstruttura aciculare della micrite peloidale con- fermerebbe il basso grado diagenetico dei livelli carbo- natici del Calcare di Base affiorante nel Bacino di Rossano. Ciò ha permesso di effettuare studi di dettaglio
Fig. 9 - Particolare del campione CB5 (sezione di Cropalati) e microanalisi effettuate sulla micrite (aragonite), sui fecal pellets (matrice aragonitica con frazione silicoclastica) e sulla celestina (solfato di stronzio).
- Morphologic detail of the sample CB5 (Cropalati section) and microanalyses on micrites (aragonite), fecal pellets (aragonite with siliciclastic fraction) and celestine (strontium sulphate).
Fig. 10 - Particolare di un fecal pellet bordato da un orlo isopaco di cemento primario.
- Detail of a fecal pellet rimmed by isopachous cements.
su tali carbonati e di confrontare i dati con quelli prove- nienti dallo studio degli analoghi sedimenti delle altre sezioni campionate. Infatti, nonostante la diagenesi abbia obliterato e reso difficile la caratterizzazione delle varie facies, e possibile riconoscere anche nelle altre sezioni numerosi caratteri che accomunano tali sedimen- ti, come la microfacies peloidale coprolitica, i cementi primari, le microbialiti di tipo stromatolitico e la distri- buzione degli elementi maggiori.
Le osservazioni al SEM ad alto ingrandimento rivela- no due tipi di fecal pellets: quelli contenenti prevalente- mente particelle silicoclastiche e quelli che inglobano coccolitoforidi con minoritari componenti terrigeni (Fig.
11). Dovevano quindi prosperare nell’ambiente deposi- zionale due tipi di organismi: detritivori/depositivori, ai quali si possono associare i fecal pellets ricchi in compo- nenti silicoclastici, e sospensivori o planctonici, ai quali si possono associare i fecal pellets che inglobano cocco- litoforidi.
Le mappe EDS mostrano che il calcio è distribuito più o meno uniformemente sia nella micrite sia nei fecal pel- lets, mentre elementi che suggeriscono la presenza di minerali silicoclastici come il silicio e l’alluminio sono inglobati prevalentemente nei fecal pellets (Figs. 12, 13).
Tale distribuzione in elementi maggiori è osservabile sia nelle microfacies del Calcare di Base della Calabria set- tentrionale sia in quelle della Sicilia.
Le mappe dei campioni carbonatici della sezione di Cropalati rilevano un maggiore contenuto di stronzio nei fecal pellets rispetto alla micrite peloidale (Fig. 12). Ciò può essere spiegato dal maggiore contenuto in materia organica nei fecal pellets che avrebbe inibito il flusso dei liquidi diagenizzanti. Le mappe hanno messo in eviden- za che la presenza dello zolfo è concentrata nei minerali che riempiono le cavità, che, per la concomitante presen- za di stronzio, sono stati interpretati come celestina (Fig.
12).
I fecal pellets analizzati nei campioni prelevati in Sicilia sono fortemente alterati a causa della diagenesi
che ha modificato la mineralogia e le microstrutture ori- ginarie. Pertanto su tali campioni non è stato possibile effettuare osservazioni di dettaglio; sono stati tuttavia identificati piccoli minerali di pirite per la presenza di ferro e zolfo (Fig. 13).
La microfacies peloidale coprolitica, sottoposta ad eccitazione UV evidenzia un alto contenuto di materia organica (MO), espresso dall’alta autofluorescenza dei fecal pellets e, in misura minore, anche della micrite che li ingloba. Il contenuto di MO è messo in evidenza anche dalla colorazione con Acridina arancio (Fig. 14). Tale composto, che ha la proprietà di legarsi alle molecole organiche e di emettere un’alta fluorescenza, ha rivelato un cospicuo contenuto di MO nei fecal pellets e, contem- poraneamente, ha confermato la presenza di una compo- nente organica minoritaria, diffusa in modo omogeneo nella matrice micritica. Inoltre la colorazione con Acridina arancio ha permesso di distinguere due tipi di MO: 1) elementi molto fluorescenti a spigoli vivi, attri- buibili a resti organici insolubili (Fig. 14b); 2) una fra- zione a fluorescenza omogenea, concentrata soprattutto nei fecal pellets ma presente anche nella matrice, attri- buibile alla materia organica solubile (Fig. 14b).
Oltre alle microfacies peloidali coprolitiche sono state riconosciute altre due microfacies molto meno frequen- ti: 1) detritica e 2) microbialitica/stromatolitica.
La microfacies detritica è caratterizzata da grani pre- valentemente carbonatici organizzati in sottili lamine gradate, spesso bioturbate. Tale microfacies frequente- mente si alterna, con contatti irregolari, a quella trombo- litica (Fig. 15). Le laminazioni delle microfacies stroma- tolitiche si presentano regolari o molto irregolari (Fig.
16). L’alta fluorescenza delle laminazioni scure farebbe supporre una loro genesi via degradazione microbica della MO. Tale microfacies, anche se minoritaria rispet- to quella peloidale coprolitica, è presente in tutte le sezioni campionate.
Fig. 11 - Particolare di un fecal pellet in cui sono osservabili modelli esterni di placche di coccolitoforidi (campione CB1).
- Photomicrograph of a fecal pellet showing coccolithophorid moulds (sample CB1).
Fig. 12 - Mappa della distribuzione dei principali elementi nei fecal pellets e nella micrite (campione CB2, sezione di Cropalati).
- X-ray distribution map of the main elements in the fecal pellets of the Cropalati section (sample CB2).
Fig. 13 - Mappa della distribuzione dei principali elementi nei fecal pellets e nella micrite (campione SP60, sezione di Serra Pirciata).
- X-ray distribution map of the main elements in the faecal pellets and micrites of the Serra Pirciata section (sample SP60).
CONCLUSIONI
Il Calcare di Base, campionato in varie località della Calabria e della Sicilia, presenta costantemente la mede- sima microfacies dominante. Si tratta di mudstone/wac- kestone a micrite peloidale/coprolitica con tessitura trombolitica. Tale microfacies registrerebbe un unico evento paleoecologico, probabilmente non sincrono, pre-
ludio in tutta l’Italia meridionale, della Crisi di Salinità Messiniana.
La natura peloidale/trombolitica con tessitura antigra- vitativa della micrite del Calcare di Base indicherebbe
Fig. 14 - Particolare di un fecal pellet colorato con Acridina Arancio.
a) Luce trasmessa. b) Epifluorescenza: sono osservabili i detriti organici insolubili (frecce bianche) e la frazione organica solubile (frecce nere) (campione CB5).
- Photomicrograph of a fecal pellet stained with Acridine orange. A) Transmitted light. B) Epifluorescence UV: note the insoluble organic debris (white arrows) and the soluble organic fraction (black arrows) (sample CB5).
Fig. 15 - Particolare del campione CB4 in sezione sottile: è evidente l’alternanza tra la microfacies detritica e quella microbialitica.
- Photomicrograph of the sample CB4: the alternation between the microbialitic and detritic microfacies is observable.
Fig. 16 - Microfacies microbialitica di tipo stromatolitico (campione CB5).
- Stromatolitic microfacies (sample CB5).
che la sua genesi è connessa all’attività metabolica di microorganismi che hanno controllato la geometria deposizionale.
L’evidenza dell’attività biologica nelle microfacies, le microstrutture primarie, l’assenza di tracce di minerali evaporitici e la presenza di coccolitoforidi nell’ambiente deposizionale escluderebbero sia una deposizione eva- poritica sia un’origine diagenetica su solfati di calcio per il Calcare di Base depositato nel Bacino di Rossano.
Le microfacies carbonatiche, caratterizzate da una monotona associazione di fecal pellets indicherebbero la presenza nei bacini deposizionali di un’associazione oli- gotipica di metazoi marini. Dovevano prosperare due tipi di organismi: detritivori/depositivori, ai quali si possono
associare i fecal pellets ricchi in componenti silicoclasti- ci, e sospensivori o planctonici, ai quali si possono asso- ciare i fecal pellets che inglobano coccolitoforidi.
RINGRAZIAMENTI - Un affettuoso ringraziamento al prof. Claudio Neri, che con la sua gentilezza, umanità, cultura e saggezza ha sempre costituito un punto di riferimento scien- tifico per tutti i colleghi del Dipartimento di Scienze della Terra, Università della Calabria.
Contributo al progetto MIUR PRIN 2004045107 (L’influsso di fluttuazioni paleoclimatiche sulle comunità di biocostruttori, la produttività carbonatica e la dinamica deposizionale di piat- taforme meso-cenozoiche italiane). Bosellini A., coordinatore.
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