Grotta dell’Acqua Mintina a peculiar geosite with the smell of sulfur

The Acqua Mintina cave (Butera, Caltanissetta, Sicily) cuts for a total length of 140 m the Messinian Calcare di base unit and is characterized by the spectacular, and fortunately still poorly degraded, presence of native sulfur and secondary gypsum. The sulfur occurs on the walls and ceiling in crystals up to 1 cm in length and centimeter-thick microcrystalline botroydal, cloud, popcorn, and folia concretions. Gypsum is present in acicular, prismatic and fibrous crystal aggregates consisting of crystals of up to 3 cm in length. The cave shows karst morphologies due to acid attack on limestone and not the usual dissolution by water flow. The organic-rich Tripoli sediments below the Calcare di Base unit and/or the bacterial reduction of gypsum from the Upper Gypsum unit probably provided the original H2S. Sulfuric acid was generated when H2S-rich water encountered oxygen-rich water at or near the water table. Gypsum formed by condensation-corrosion of sulfuric acid on the cave walls, while the sulfur concretion probably formed where H2S and CO2 were outgassing below the water surface, with the H2S partially oxidizing to sulfur. The cave for its widespread presence of spectacular crusts of sulfur and gypsum crystals represents a rare and valuable geosite to be actively protected and preserved.

Riassunto La grotta dell’Acqua Mintina (comune di Butera, Caltanissetta, Sicilia) si estende per una lunghezza totale di 140 m nel Calcare di Base di età messiniana (Miocene superiore) ed è caratterizzata dalla spettacolare presenza di concrezioni e cristalli di zolfo nativo e gesso secondario. Lo zolfo si è formato sulle pareti e sul soffitto della grotto in cristalli fino a 1 cm di lunghezza e in concrezioni microcristalline di forma botroidale, a nuvola, a popcorn e a “mensola”. Il gesso è presente in aggregati cristallini aciculari, prismatici e fibrosi con cristalli fino a 3 cm di lunghezza. La grotta mostra morfologie non compatibili con i consueti fenomeni carsici ma legate ad attacco acido su calcare. L’acido solforico è stato generato in corrispondenza della falda acquifera per miscelazione di acque ricche di H2S risalite dai sedimenti sottostanti con acque ricche in ossigeno infiltrate dalla superficie. Il gesso si è formato attraverso il fenomeno della condensazione-corrosione di acido solforico sulle pareti calcaree della grotta, mentre lo zolfo si è formato per degassamento di H2S e CO2 al di sotto della superficie dell’acqua, con parziale ossidazione dell’acido solfidrico. L’acido solfidrico è stato a sua volta generato dalla degradazione dei sedimenti ricchi in materia organica del Tripoli che si trovano immediatamente al di sotto del Calcare di Base e/o per riduzione batterica del gesso primario della Formazione di Pasquasia affiorante al di sopra. La grotta, per la presenza di spettacolari concrezioni di zolfo e gesso, rappresenta un geosito di interesse nazionale da tutelare e conservare attivamente.