3

04. INQUADRAMENTO GEOLOGICO

4.1 Sistema Appennino - Tirreno

Gli Appennini sono una catena a sovrascorrimenti in rapida migrazione

sviluppatasi prevalentemente durante il Neogene, in risposta

allarretramento flessurale della placca adriatica in subduzione (Scrocca et

al., 2003); questa catena associata con un bacino estensionale di retro-

arco corrispondente al mar Tirreno, che in alcune zone presenta una crosta

oceanica ed un elevato flusso di calora (Fig. 4.1).

La crosta della microplacca adriatica, andando in subduzione verso

ovest, lungo un piano di subduzione piuttosto inclinato, ha prodotto lo

scollamento delle sue coperture sedimentarie, le quali si sono accavallate le

une sulle altre, sottoforma di falde, movendosi verso est (Scrocca et al.,

2003). Sul fronte esterno della catena si formato un profondo bacino di

avampaese corrispondente allavanfossa adriatica.

LAppennino Meridionale mostra unevidente struttura a falde,

sviluppatasi gradualmente durante il Neogene, costituite da numerose unit

stratigrafico-strutturali (e.g. Mostardini Merlini, 1986). Una sezione

trasversale dellAppennino meridionale mostrerebbe in genere tre grandi

unit: il bacino di retro-arco tirrenico, la catena e la coppia avanfossa-

avampaese. Lavampaese costituito dalle Murge e dal Gargano, con terreni

solo debolmente deformati. Lavanfossa affiora con continuit tra gli Abruzzi

e la Sicilia ed costituita da depositi clastici marini di et Plio-quaternaria.

La catena , come gi detto, costituita da una potente pila di falde,

conseguenza dello scollamento e accavallamento delle rocce sedimentarie

dellantico fondale delloceano Tetide e dei suoi margini continentali.

Levoluzione del Mar Tirreno e della Catena Appenninica sono il risulato

di una rotazione della Penisola Italiana a partire da Miocene Superiore fino al

Quaternario (Patacca & Scandone, 1989).

4

Fig. 4.1 Schema tettonico dellItalia e dei mari circostanti. 1)aree davampaese; 2) depositi davanfossa (delimitati dallisobata 1000 m); 3) domini caratterizzati da un regime tettonico compressivo negli Appennini; 4) settori strutturati in catene durante lorogenesi alpina nelle Alpi e in Corsica; 5) aree interessate da una tettonica estensionale; queste aree possono essere considerate come un sistema di bacini di retro -arco sviluppati in risposta allarretramento f lessurale della subduzione appenninica; 6) aff ioramenti del basamento cristallino e delle unit metamorf iche alpine; 7) regioni caratterizzate da crosta oceanica; una crosta oceanica di neo-formazione stata riconosciuta nel bacino provenzale (di et miocenica) e nel bacino tirrenico (di et plio -pleistocenica) mentre la presenza di una vecchia crosta oceanica mesozoica ipotizzata per il bacino ionico; 8) spartiacque appenninico; 9) sovrascorrimenti principali; 10) faglie indifferenziate (Scrocca et al., 2003).

La catena a falde appenninica dislocata fa horst e graben, formatesi,

a partire dal Neogene, durante la migrazione verso est dellonda tettonica

estensionale (Fig 4.2).

5

Fig. 4.2 Sezione schematica attraverso il Tirreno e lAppennino centrale che mostra la piastra Adriatica subdotta e la distribuzione della contrazione e dellestensione (da Cavinato & De Celles, 1999).

Il bacino Tirrenico pu essere suddiviso in due settori:

- Tirreno settentrionale: poco profondo e morfologicamente molto

articolato, impostato su crosta continentale (circa 20 km);

- Tirreno meridionale: pi profondo con piante batiali e vari rilievi

sottomarini, impostato in parte su crosta ocenica (circa 10 km,

Bacino di Vavilov e Marsili).

Il settore tirrenico settentrionale separato dal settore tirrenico

meridionale dalla 41st parallel line che si estende dal margine

orientale della Sardegna fino al margine campano. The 41st parallel

line corrisponde ad unanomalia gravimetrica ad aria libera orientata

E-W e il suo significato geodinamico oggetto di dibattito (Lavecchia,

1988; Milia & Torrente, 1997, 2003; Bruno et al., 2000).

Lapertura del Mar Tirreno iniziata nel Tortoniano Superiore lungo il

margine Corsica-Sardegna (Magnaghi basin) ed continuata a sud-est

nel Messiniano (Vavilov basin) fino al Plio-quaternario (Marsili basin),

(e.g. Trincardi & Zitellini, 1987).

Dal Tortoniano Superiore, lestensione del Mar Tirreno coincide con la

compressione dellAppennino. Questo processo ha portato ad una

progressiva migrazione del sistema Mar Tirreno Catena Appenninica

Avanfossa Apula verso lAvanpaese Padano- Adriatico Ionico con la

subduzione del dominio Apulo al di sotto dellAppennino (Fig. 4.3).

6

Fig. 4.3 Schema cinematico del bacino di retro-arco Tirrenico negli ultimi 10 Ma. Le f recce gialle indicano la direzione di estensione e i punti rossi il vulcanismo. Vengono visualizzate solo le faglie associate a ogni fase tettonica. (A) fase 1; CB = Bacino Cornaglia; VB = Bacino del Vavilov. (B) fase 2; VB = Bacino del Vavilov, Po = Ponza. (C) fase 3; VB = Bacino del Vavilov, MB = Bacino del Marsili, GB = Goldo di Gaeta, P = Bacino di Paola, Po = Ponza, Pa = Vulcano Parete. (D) fase 4; MB = Bacino del Marsili, Ve = Ventotene, R = Roccamonf ina. (E) fase 5; MB = Bacino del Marsili, E = Vulcano Eolian, V = Vulcano Vavilov, Ve = Ventotene; R = Roccamonf ina; SGB = Vulcanismo meridionale del Golfo di Gaeta, Ca = ingnimbrite Campana.

7

Il modello strutturale dellAppennino centro-meridionale proposto da

Mostardini & Merlini nel 1986 basato su una serie di sezioni geologiche

trasversali alla catena, prevede da ovest verso est i seguenti domini

paleogeografici mesozoici: Bacino Liguride, Piattaforma appenninica, Bacino

lagonegrese-molisano, Piattaforma apula s.l. (Figg. 4.4; 4.5).

Fig. 4.4 Schema paleogeograf ico: stadio pre-orogenico (Mostardini & Merlini S., 1986).

Fig. 4.5 Schema paleogeograf ico: stadio post-orogenico (Mostardini F. & Merlini S., 1986)

Verso occidente della Piattaforma Appenninica sono nnote da tempo

facies di transizione verso ambienti pelagici (Bacino Umbro-Marchigiano-

Sabino). Allisola di Zannone e al promontorio del Circeo sono presenti facies

bacinali rispettivamente a cominciare dal Cretacico Superiore e dal Lias

8

Medio. Anche nel sottosuolo della Pianura Pontina al pozzo Fogliano, sono

state incontrate facies tipo scaglia del Cretacico superiore (Fig. 4.6).

Fig. 4.6 Mappa paleogeograf ica riferita al Lias superiore -Necomiano (Scrocca et al., 2003).

La serie Liguride si originata in una posizione molto prossima allarea

oceanica (Tetide) del Bacino Tirrenico che separava i domini africano ed

europeo. Questa serie affiora estesamente nei settori meridionali a sud di

Salerno, dove sovrasta sia la Piattaforma appenninica sia i depositi del

Bacino Lagonegrese-Molisano.

9

Generalmente ritenuta originaria di questo Bacino anche la

successione Sicilide (Complesso Sicilide di Ogniben 1969, argille scagliose o

varcolori degli autori).

Secondo i sopra citati autori la Piattaforma appenninica doveva

svilupparsi ad occidente del Bacino Lagonegrese-Molisano.

Le facies di transizione tra la Piattaforma appenninica ed il Bacino

lagonegrese-molisano sono ben evidenti nei settori settentrionali, verso sud

le facies di transizione sono molto meno sviluppate risultando

verosimilmente coperte da scaglie tettoniche di Piattaforma in

accavallamento verso oriente.

Per quanto riguarda le dimensioni trasversali della Piattaforma

appenninica, le sezioni interpretate indicano un valora che si aggira sui 150-

200 km.

Il Bacino lagnegrese-molisano una depressione paleogeografica

interposta tra le due piattaforme carbonati che, appenninica ad ovest ed

apulo garnica ad est. Le unit lagonegrese sono comunemente divise in due

successioni, una inferiore rappresentata dalla serie calcareo-silico-marnosa

(triassico sup. cretacico inf.) ed una superiore (paleogenica).

Ad Oriente del Bacino Lagonegrese-Molisano affiora una Piattaforma

carbonatica della Piattaforma Apula Interna.

La Piattaforma Apula Interna stata attraversata da molti pozzi che

hanno evidenziato una serie cretacica a diversi livelli stratigrafici con al top

talvolta sottili orizzonti paleo genici e miocenici coperti o direttamente dal

Pliocene inferiore oppure da coltri provenienti dal contiguo Bacino

Lagonegrese-Molisano.

Il Bacino Apulo nella ricostruzione di Mostardini & Merlini situato tra

le due Piattaforme carbonati che, quella Apula interna e quella esterna, ed

stato riconosciuto in un settore compreso tra il fiume Biferno a nord ed il

Volture a sud.

Infine lultimo dominio individuato la Piattaforma Apula Esterna,

questa unit rappresenta lavampaese della catena a falde sud appenninica;

si tratta di una successione carbonatica mesozoica coperta da sottili livelli

10

del Terziario. Il margine occidentale di tale dominio sprofonda rapidamente

verso est, soprattutto dove presente il Bacino Apulo.

La piattaforma Apula esterna caratterizzata da una tettonica

distensiva.

4.2 Il margine Laziale: generalit

Le aree pi prossime al Tirreno mostrano chiaramente linfluenza di un

regime distensivo collegato ai processi geodinamici che alla fine del Miocene

interessano larea tirrenica, con oceanizzazione di questo settore seguita da

veloce sprofondamento in et pliocenica.

La fase distensiva del margine tirrenico produce zone sollevate e

depresse con stile ad Horst e Graben, allineate in sistemi di faglie a direzione

appenninica interrotti da faglie trasversali (Praturlon, 1993).

In particolare il margine Laziale caratterizzato da faglie NE-SW, NW-

SE (Fig. 4.7)

Fig. 4.7 Schema geologico dellitalia centrale e posizione della linea sismica CROP 11 e dei dati geof isici DSS.

Levoluzione geomorfologica delarea Pontina ha inizio nel Pliocenne

superiore-Pleistocene (circa 3 milioni di anni fa).

11

La linea di riva giungeva a lambire i rilievi carbonatici dei Monti Lepini

ed Ausoni ancora in fase di sollevamento. Il Circeo costituiva unisola

separata della terra ferma da un ampio tratto di mare.

Lapporto di sedimenti ad opera di corsi dacqua che sfociavano in mare,

e soprattutto lapporto di materiali clastici legati allentrata in attivit del

Vulcano Laziale, determinarono nel Pleistocene medio-superiore (circa

200.000 anni fa) un primo parziale colma mento del bacino marino e la

formazione di una serie di cordoni litoranei che dallarea del Vulcano Laziale

si spingevano a sud fino al promontorio del Circeo, originando ampie lagune

che via via andavano interrandosi (Praturlon et al., 1993).

Labbassamento eustatico del livello marino, port quindi ad un

avanzamento della linea di riva stimabile in diverse decine di chilometri;

larea Pontina si trasform in una vera e propria zona palustre, con alcuni

corsi dacqua maggiori che raggiungevano il mare formando valli ampie e

incise.

Infine con il sollevamento marino avvenuto circa 10.000 anni fa, la linea

di riva regred assumendo un andamento articolato, occupando le precedenti

valli fluviali. La deposizione di nuovi cordoni litoranei port alla formazione

di una nuova linea di riva, pi rettilinea, con lisolamento dei laghi costieri di

Fogliano, dei Monaci, di Caprolace e di Paola (Fig. 4.8).

12

Fig. 4.8 Schema dellevoluzione geomorfologica dellarea Pontina (ricostruzione di G. Mariotti).

La figura 4.9 mostra la distribuzione dei prodotti ignei per quanto

concerne principalmente il periodo che va dal Neogene Quaternario, distinti

in relazione con la natura della sorgente magmatica dominante (Scrocca et

al., 2003).

Da nord a sud, il settore di nostro interesse la Provincia Magmatica

Romana (RMP). Nel Lazio il vulcanismo ha originato una serie di distretti

13

vulcanici: il Distretto vulcanico dei Vulsini, Vico, Sabatini, Colli Albani,

Ernici e Roccamonfina.

I prodotti della RMP di estendono dai Vulsini a nord fino a

Roccamonfina e Ventotene a sud. Le rocce vulcaniche di questarea possono

essere raggruppate in diverse serie comprendenti rocce da acide ad

intermedie e rocce potassiche.

Fig. 4.9 Distribuzione dei prodotti ignei Cenozoici nella regione T irrenica e circum-Tirrenica (Scrocca D. et al., 2003).

I vulcani che ricadono nella zona di studio sono: Albani (036 Ma), Ernici

(0.25 Ma) e Vercelli (7.2 Ma) (Fig. 4.10).

Fig. 4.10 Distribuzione dei vulcani che ricadono nellarea di studio

14

4.3 Assetto tettonico del margine Laziale

Larea di studio corrisponde al margine Laziale, che mostra

sovrascorrimenti del Miocene Superiore (affioranti per esempio allisola di

Zannone e al Circeo) interessati da faglie normali che presentano

principalmente un trend NE-SW, NW-SE e E-W (Fig. 4.11).

Fig. 4.11 Schema strutturale dellarea di studio. Le Contours rappresentate nelloff -shore del margine Laziale corrispondono alle isocrone del Plio-Pleistocene (Bigi G. et al., 1992).

Il margine tirrenico Laziale unarea estensionale di et Neogenica

Quaternaria successivamente colmata da sedimenti epiclastici e vulcaniti

quaternarie. Esempi di tali depressioni sono la Piana Pontina e la Piana

Campana.

Di seguito sono riportate due sezioni geologiche di Moscardini & Merlini

che vanno dal mar Tirreno fino allAvampaese Adriatico. Queste sezioni

geologiche sono basate sulla geologia di superficie e, dove possibile, si

appoggiano ai dati della sismica e dei pozzi.

Le sezioni prese in considerazione sono la 14 e la 15. Nella sezione 14

ricade il pozzo Fogliano, mentre nella 15 ricade il pozzo Acciarella.

15

Fig

. 4

.12

Se

zio

ne

14

(M

os

tard

ini

& M

erli

ni,

19

86

)

Fig

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.13

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zio

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15

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& M

erli

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19

86

)

16

Fig. 4.14 Sezione geologica schematica attraverso la catena appenninica dellItalia Centrale. 1) Coperture post -orogene sedimentarie marine e continentali del margine tirrenico, dei bacini intramontani (Messiniano sup.-Quaternario) e depositi marini sin e post orogeni del margine adriatico (Pliocene inf.-Quaternario); 2)Depositi sin-orogeni dei differenti bacini di avanfossa dellAppennino (Tortoniano -Pliocene inf.); 3) Unit Tettonica del M. Circeo; 4)Unit tettonica dei M. Lepini; 5)Unit tettonica dei Simbruini-Ernici; 6) Unit tettonica Marsica; 7) Unit tettonica del M.

Morrone-Queglia; 8)Unit tettonica del M. Maiella; 9) unit tettonica di Casoli-Bomba; 10) Avampaese Adriatico; 11) Basamento magnetico della catena appenninica; 12) Basamento magnetico dellavampaese adriatico (da Cipollari et alii, 1999).

In queste sezioni (Figg. 4.12, 4.13, 4.14) possibile vede la struttura a

falde che costituisce lappenninco e una piccola parte dellarea estensionale

tirrenica.

4.4 Studi di geologia marina nel margine continentale Laziale

Nelloff-shore del margine laziale Zitellini et al. (1984) hanno individuato

i bacini di Palmarola e Ventotene separati dallalto morfologico di Ponza-

Zannone (Fig. 4.15).

Fig. 4.15 Batimetria delloffshore del margine Campano -Laziale. (Zitellini et al., 1984)

17

Tali autori da uno studio su profili sismici della zona E, carote e

dragaggi con datazione hanno riscontrato diverse unit stratigrafiche.

In particolare dalle carote effettuate sulla piattaforma continentale al

largo del C. Circeo, sono stati individuati sedimenti del Pliocene Inferiore;

una di queste stazioni di campionamento localizzata sulla linea sismica

TP6 (Fig. 4.16), che mostra chiaramente una successione progradazionale.

La prima delle unit progradazionali individuate lunit A2 che include

sequenze sedimentarie del Pliocene Medio-Inferiore e si deposta sul

substrato acustico C2 (il top del substrato acustico indicato con Z). Al di

sopra dellunit sismica A2 troviamo lunit A1 che si deposta a partire dal

Pliocene Medio fino al Quaternario (Fif. 4.17).

Fig. 4.16 Mappa morfologica che mostra la zona di piattaforma continentale e le aree bacinali. (Zitellini et al., 1984)

Fig. 4.17 Prof ilo Sismico TP6. (De Rita et al., 1986)

Roberto Bartole nel 1990 ha interpretato una maglia sismica ad alta

penetrazione della piattaforma tosco-laziale fornendo informazioni dordine

stratigrafico, strutturale e paleogeografico (Fig. 4.18).

18

Fig. 4.18 Mappa di posizione del rilievo sismico e suddivisione dellarea studiata da Bartole. Abbreviazione dei pozzi: BA = Bagnarello; CM = Circo Massimo; F = Fogliano; L = Latina; LS = Ladispoli; MR = Martina; MT = Matilde; PA = Pantani; RM = Roma; V = Vico (Bartole, 1990).

La colonna stratigrafica penetrata acusticamente composta da cinque

unit sismiche correlabili con le unit geologiche dellAppennino

settentrionale e centrale. Lunit pi profonda corrisponde alle unit

metamorfiche toscane; seguono verso lalto in sovrapposizione tettonica due

unit intensamente deformate appartenenti rispettivamente alla Falda

Toscana ed ai complessi Liguridi. Al di sopra, poggiano in trasgressione due

unit post-orogene divise da una discordanza regionale di et medio-

pliocenica.

Bartole individua due momenti principali nellevoluzione neogenica. Nel

primo, collegato alla tettogenesi appenninica, si ha la definitiva messa in

posto delle coltri liguri e la formazione di strutture compressive con

migrazione spzio-temporale degli eventi tetto genetici da Ovest verso Est.

Nel secondo momento, che va dal Miocene superiore al Quaternario, si

ha lo sviluppo di fenomeni trans tensivi e di subsidenza quantitativamente

molto diversi da zona a zona.

19

Fig. 4.21 Schema strutturale della piattaforma continentale tosco-laziale e della fascia costiera limitrofa (Bartole, 1990).