I calcari a Lucine dell'Appennino Settentrionale quali indicatori paleogeografici e geodinamici

I CALCARI A LUCINE DELL'APPENNINO SETTENTRIONALE QUALI INDICATORI PALEOGEOGRAFICI E GEODINAMICIESCURSIONE La presenza di calcari a Lucine nei terreni miocenici dell'Appennino Settentrionale era stata segnalata già nella seconda metà del secolo scorso (PARETO, 1865; MANZONI, 1876; DE STEFANI, 1880; MAZZETTI, 1874; COPPI, 1877; CAPPELLINI, 1881; DEL PRATO, 1881; PANTANELLI & MALAGOLI, 1884; LOTTI, 1895) con lo scopo, rivelatosi poi erroneo, di dare loro un valore stratigrafico. Attualmente calcari a Lucine sono segnalati in tutto l'Appennino Settentrionale e precisamente dalla Liguria (M. Colma di Rossiglione) fino a Deruta (SE di Perugia); altre segnalazioni provengono dalla Sicilia sia nella catena magrebide che nell'avampaese ibleo. Inoltre, elemento che già i vecchi autori avevano notato, le Lucine si presentano quasi sempre associate ad altri macrofossili (coralli, echinodermi, ostriche, alghe calcaree, gasteropodi, bivalvi) spesso indicativi di un ambiente di sedimentazione poco profondo (PETRUCCI, 1960; MORONI, 1966).Di recente, nella sua documentata tesi di dottorato, la Terzi (1991) ha riesaminato, soprattutto dal punto di vista geochimico, numerosi affioramenti di calcari a Lucine tra l'Appennino romagnolo e quello bolognese, proponendo un ambiente di sedimentazione di mare profondo legato alla risalita di acque fredde ricche in metano (cold seeps) lungo faglie. Si venivano così a creare dei biota del tutto simili alle attuali comunità a bivalvi giganti, crostacei, pogonofori e tiobatteri impostate nei pressi dei blake smokers e delle hot springs delle dorsali oceaniche. Ad ogni modo la maggior parte delle specie attuali del genere Lucina vive a scarsa profondità, infossata in sedimenti fangosi, pochi metri al di sotto della linea di bassa marea.Il problema sull'ambiente di deposizione originario delle Lucine è dunque ben lungi dall'essere risolto, in virtù anche del fatto che la maggior parte dei depositi citati in letteratura sembra essere risedimentata (strati a Lucine associate a torbide, olistoliti calcarei a Lucine associati a slump o a olistostromi liguri) e quindi l'escursione non si propone di illustrare i risultati di una ricerca ormai portata a termine, ma di far conoscere i dati finora raccolti (oggetto di una prossima pubblicazione). Questi testimoniano la presenza di Lucine in posizione primaria nella sola Successione epiligure e secondaria invece nei depositi dell'avanfossa (le Lucine sono spesso associate a slump, olistostromi di pertinenza ligure, brecce e torbiditi a provenienza appenninica). Il fatto poi che l'età dei più antichi depositi di Lucine, la loro posizione stratigrafica e associazione faunistica sia del tutto correlabile a quella delle Formazioni di Bismantova-S. Marino e che a loro volta blocchi di questi depositi si trovino inclusi come olistoliti negli stessi terreni dell'avanfossa in cui si trovano gli olistoliti a Lucine (addirittura talvolta associati in affioramento), ci sembra possa fornire interessanti elementi nella comprensione degli eventi geodinamici (fasi tettoniche, correlazione fra depositi epiliguri e peliti di chiusura, ecc.) che hanno interessato l'Appennino Settentrionale nel Miocene.In base alle loro posizione di affioramento i "calcari" a Lucine che abbiamo finora esaminato (dati di campagna e di letteratura) si possono così raggruppare:IN GIACITURA PRIMARIA:1- lenti di calcari marnosi, marne debolmente calcaree intercalate nei terreni epiliguri. DATI DI CAMPAGNA- a) Montebaranzone, b) Rocca S. Maria, c) Salsetta (Appennino modenese); in: Marne del Termina (Tortoniano);- a) M. della Rocca, b) Ducentola, c) Carbonara (Appennino bolognese); in: Marne del Termina (Serravalliano sup.-Tortoniano (?)-Messiniano ?);DATI DI LETTERATURA- a) Montegibbio (Appennino modenese); in: Marne del Termina (Tortoniano);- a) Pantano, b) castello di Baiso (Appennino reggiano); Formazione di Bismantova, membro di Pantano (Langhiano sup.?-Serravalliano inf.?);- a) M. Radicchio, b) S. Leone (Appennino bolognese); Formazione di Bismantova, membro di Pantano (Langhiano sup.?-Serravalliano inf.?);- a) La Verna, b) M. Titano (Appennino tosco-romagnolo); Formazioni di San Marino e del M. Fumaiolo (Burdigaliano sup. ?- Serravalliano inf.?);- a) Cappella Montà, b) Rivanazzano (Vogherese); Formazione delle Arenarie di Serravalle (Serravalliano);- a) Case la Costa, b) T. Cinghio (Appennino Parmense); Marne del Termina (Tortoniano);- a) Licodia Eubea, b) Giarratana, c) Montallesa (Avampaese ibleo); Formazioni di Tellaro e di Palazzolo (Langhiano-Serravalliano);- a) Salinà, b) Roccapalumba, c) M. Peloritani ("epiligure" della Sicilia), Formazione di Terravecchia (Tortoniano- Messinano inf.);IN GIACITURA SECONDARIA2- brecce calcareo-marnose, Lucine isolate, olistoliti a Lucine, intercalati nei terreni epiliguri (risedimentate). DATI DI LETTERATURA - a) Fosso Bottazzo, b) Campetello (sinclinale Vetto-Carpineti); Membro di Cigarello (Serravalliano inf.);- a) Marmorito di Passorano, b) Pino Torinese, c) Pecetto (Vercellese e colline di Torino); Formazione di Baldissero (Langhiano sup?- Serravalliano ?);3- brecce calcareo-marnose a Lucine (risedimentate) intercalate in formazioni risedimentate dell'avanfossa (Arenarie del Cervarola, Marnoso-arenacea). DATI DI CAMPAGNA- a) Segavecchia (Lizzano in Belvedere),- b) M. Prati di Granaglione, (Appennino bolognese); Arenarie del Cervarola (Serravalliano);- a) Castagno di S. Andrea (Appennino tosco-romagnolo); Marnoso-arenacea Interna (Langhiano sup.-Serravalliano inf. pre Contessa ?);DATI DI LETTERATURA - a) Fosso Rampolli, b) Madonna dei tre Fiumi, c) Podere Filetta, d) Ricolle, e) Paretaio di M. Casi, f) Villore, g) Petrognano, h) Poggio Calcina (Appennino tosco-romagnolo); Marnoso-arenacea Interna (Langhiano sup.-Serravalliano inf.?);- a) Balzo dei Fiori; Unità di Castel Guerrino (Serravalliano);- a) C. Cavicchiolo, b) C. Passetti, c) Miano (Salsomaggiore); Marnoso-arenacea (Serravalliano ?) (non è chiaro se rientri nel caso 4);4- Lucine isolate, incluse come clasti alla base di strati risedimentati appartenenti alle formazioni risedimentate dell'avanfossaDATI DI CAMPAGNA- a) Madonna del Ponte di Porretta, (Appennino bolognese); Arenarie di Porretta-Suviana (Serravalliano);DATI DI LETTERATURA- a) Castello di Bargi, b) Suviana, (Appennino bolognese); Arenarie di Porretta-Suviana (Serravalliano);- a) Pianello di Badia Tedalda (Val Marecchia); Marnoso-arenace Interna (Langhiano-Serravalliano inf.?);- a) S. Maria Tiberina (Umbria); Marnoso-arenace Interna (Langhiano-Serravalliano inf.?);5a- blocchi di calcari marnosi (olistoliti) nelle formazioni risedimentate dell'avanfossa DATI DI CAMPAGNA- a) Barigazzo (Appennino modenese); Arenarie tipo Porretta-Suviana (Serravalliano);- a) Mulino di S. Lorenzo, b) Gorghi di sopra, c) Via Piana (Ranchio, Appennino romagnolo); Marnoso-arenacea Esterna, facies canalizzata di conoide interna (Tortoniano);DATI DI LETTERATURA- a) Tredozio, b) Martignano, c) Collina di sotto, d) Le Fogare, e) Cavalmagra, f) Salicecchio, g) Bibbiana, h) Belmonte, i) M. La Fine (Appennino tosco-romagnolo); Marnoso-arenacea Interna ed Esterna (Langhiano-Serravalliano);- a) Poggio delle Campane, (Val Marecchia); Marnoso-arenacea Interna (Langhiano sup.-Serravalliano inf.?);- a) Deruta, b) Pieve di Compresseto, c) S. Lorenzo in Cerqueto, d) Busche, e) Pieve di Saddi (Umbria); Marnoso-areancea Interna (Langhiano-Serravalliano inf.?);- a) M. Calbano, b) Cimitero di Seguno, c) M. Bandirola, d) Case la Costa, e) Ca di Go, f) Paganica di Lunano (Appennino romagnolo-marchigiano); Marnoso-arenacea Esterna, facies canalizzata di conoide interna (Tortoniano);5b- blocchi di calcari marnosi (olistoliti) e brecce a Lucine nelle peliti di chiusura della sedimentazione torbiditicaDATI DI CAMPAGNA- a) Case Raggio, b) Case Rovereti, c) Ca Cella, d) S. Vernicio, e) Buscarelle (S. Sofia); Marne di Verghereto (Tortoniano inf.?);- a) Montepetra, b) Fosso Chiusa (Val Marecchia); Ghioli di letto (Tortoniano sup.);DATI DI LETTERATURA- a) Poggio Corniolo, b) Croce di Moggiona, c) Fosso Riconi (Appennino tosco-romagnolo; Marne di Vicchio (Serravalliano inf.);- a) Telecchio, b) Poggio di M. Migliore, (finestra di Bobbio); Argilliti di Peli (correlabili alle Marne di Vicchio), (Burdigaliano ?- Langhiano ?);- a) Giugnole, b) Sassoleone (appennino romagnolo); Marne di Piancaldoli (correlabili alle Marne di verghereto), (Tortoniano inf.?);- a) M. Cavalcaro, b) valle Belvedere, c) Valdicardi (Val Marecchia); Marne di Verghereto (Serravalliano sup.-Tortoniano inf?);- a) Martigliano, b) Terchia, c) Pereto, d) Rocca Pratiffi, e) Caresto, f) Macerat Feltria (Val Marecchia); Ghioli di letto (Tortoniano);- a) Angugnano, b) Pietralunga, c) Tossignano (area Sintria-Brisighella); Marne di Tossignano (correlabili ai Ghioli di letto), (Tortoniano sup.- Messiniano inf.?).A conclusione di tale rassegna vale la pena di ricordare che all'interno di uno stesso affioramento possiamo avere associate anche diverse tipologie di Lucine in posizione secondaria (ad es. brecce e olistoliti) dato che differenti meccanismi franosi (frane di crollo, debris flow) possono concorrere alla rimobilizzazione dei nidi a Lucine.PRIMO GIORNO 6/10/93 (fig...)I primi due stop sono ubicati nella parte alta della Successione epiligure che nell'area è rappresentata dalle Formazioni di Ranzano (Oligocene inf.), Antognola (Oligocene sup.-Miocene inf.), Bismantova (Miocene inf.-medio) e Termina (Tortoniano- Messiniano inf.) separate da discordanze angolari e lacune stratigrafiche e piegate in una sinclinale a direzione appenninica. All'interno delle Formazioni di Antognola e del Termina s'intercalano due potenti colate argillose denotanti l'instabilità tettonica del bacino di Montebaranzone-Montardone.Stop n.1. Montebaranzone:lenti di calcari marnosi a Lucine nelle Marne del Termina.(Tortoniano?)Le Marne del Termina (appartenenti alla Successione epiligure e di età compresa fra il Tortoniano ed il Messiniano inf.) sono qui caratterizate da peliti marnose grige a statificazione incerta, passanti verso l'alto, per alternanza, ad arenarie grigio-giallastre con livelli ricchi di tritume conchigliare tipo tempestiti o beach-rocks. Le marne sono ricche di macrofossili, ben conosciuti fin dal secolo scorso (faune di Montegibbio-Montebaranzone) indicanti un ambiente di sedimentazione di acque poco profonde.Panoramica sul calanco del FossoIn sinistra: le marne e le arenarie soprastanti sono inclinate di circa 30° a reggipoggio; sono visibili una decina di lenti, globose, di dimensioni variabili da pochi decimetri a qualche metro, poste a diverse altezze nella successione pelitica (sono riconoscibili 5-6 allineamenti lungo strato). Si tratta di calcari marnosi, ricchi di calchi interni di Lucine (i gusci sono stati completamente disciolti) che sfumano nelle peliti marnose circostanti (fig ); l'aumento di CaCO3 dalla periferia verso il centro delle lenti sembra legato alla dissoluzione dei gusci delle Lucine che vivevano in nidi. Non si tratta pertanto di "blocchi di calcari" di origine esterna al bacino di sedimentazione, ma di fossili in giacitura primaria. Nel versante in destra della valle è visibile una sola lente, che è anche quella di maggior dimensioni qui affioranti, raggiungendo l'altezza di 4-5 metri (fig. ).Stop n.2. Rocca S. Maria: Sasso delle Streghe. Lenti di Calcari a Lucine nelle Marne del Termina (Tortoniano?)E' questa la località dove i calcari a Lucine hanno il massimo sviluppo, sia in senso orizzontale che verticale: essi si estendono, intercalati nelle Marne del Termina, in modo presocchè continuo per circa 300 metri, con uno spessore che raggiunge i 30 metri; un secondo episodio, qualche metro stratigraficamente più in alto, è rappresentato da una lente potente 5-6 metri soltanto (fig.).Non è chiaro se la discontinuità di affioramento dell'orizzonte principale sia imputabile a discontinuità stratigrafica oppure ad uno sblocchettamento tettonico; almeno in un caso l'interruzione è dovuta ad una faglia subvertivale. In questa zona i "calcari", che hanno un considerevole spessore, sono meno marnosi e i gusci delle Lucine non sono stati tutti completamente disciolti.La sezione del Sasso delle Streghe (la base non è visibile per l'abbondante detrito di falda) inizia con 1,5 m di calcare marnoso grigio chiaro con piccoli clasti spigolosi a provenienza ligure (breccia basale?) e ricco di impronte di Lucine (una breccia simile, ma con clasti anche decimetrici e gusci di Lucine immersi in una matrice calcareo-marnosa, sta alla base del secondo orizzonte). Seguono 5-6 m di calcari marnosi e calcareniti stratificate (concordanti con l'assetto delle circostanti peliti marnose) ricchi di Lucine, 6-7 m sempre di calcari marnosi talora laminati, e con rare intercalazioni pelitiche, con rare Lucine ma abbondanti altri macro; l'affioramento termina con 8-9 m, sempre degli stessi calcari marnosi, ricchi di Lucine anche di grandi dimensioni, disposte in livelli subparalleli alla stratificazione.Il secondo livello, quello di minor dimensione, affiora a SE del precedente, sopra il calanco. Sopra la breccia grossolana di cui si è detto, affiorano i soliti calcari marnosi a Lucine per 4-5 m. Interessante è il fatto che lateralmente nelle marne affioranti nel calanco si osserva, come a Montebaranzone, un passaggio sfumato tra i due tipi litologici. Per questo motivo e per il fatto che la disposizione delle lenti calcaree e la loro stratificazione, quando è visibile, siano allineate e concordanti con le peliti marnose circostanti, fanno ritenere questi affioramenti in giacitura primaria.Stop n.3. Strada Forestale Segavecchia (Lizzano in Belvedere) Brecce calcareo-marnose intercalate nelle Arenarie del Cervarola (Serravalliano)La sezione affiora nella scarpata di monte della strada in sinistra del T. Causso, a monte del Rifugio Segavecchia, nel versante orientale di M. Grossi.Siamo in corrispondenza di un sovrascorimento con rovesciamento frontale delle Arenarie del Cervarola; il sovrascorrimento è contrassegnato dalla presenza di una fascia di terreni dell'Unità Sestola-Vidiciatico che si continua a nord oltre M. La Nuda e a sud nella valle del Reno. Procedendo da sud verso nord: circa 50 metri di Arenarie del Cervarola (rovesciate) con un "normale" rapporto, superiore ad uno, tra peliti/arenarie; risalendo la successione, sempre rovesciata, affiora un pacco, potente un centinaio di metri, di strati in prevalenza arenacei; la componente pelitico-marnosa rappresenta non più del 10%. Gli strati arenacei, di spessore puridecimetrico, talora amalgamati, a grana medio-fine, di colore grigio ferro e ricchi di muscovite, sono separati da sottili intercalazioni pelitiche. A circa metà del pacco arenaceo s'incontra un primo strato arenaceo fine, brecciforme, con nubi di clasti di calcari marnosi grigi di qualche millimetro e clasti isolati, che arrivano fino a 5 cm di diametro. Quindici metri stratigraficamente più in alto si ha un secondo straterello (10 cm di spessore) di breccia a grana medio-fine a cui seguono circa 5 metri di arenarie e 2 metri di breccia (calcarenite) gradata e laminata con Lucine (se ne possono osservare 2 disposte trasversalmente alla stratificazione).Segue un disturbo tettonico che non consente di valutare quanta successione manchi.Si riprende con 5 metri di arenarie prima della comparsa di almeno 2 livelli di breccia grossolana calcareo-marnosa, con Lucine, dello spessore apparente di 60-70 cm, separati da arenarie fini. Si tratta di una breccia (Gelmini, 1993) costituita quasi esclusivamente di clasti calcareo-marnosi dello stesso tipo della matrice, di dimensioni variabili da pochi millimetri a diversi centimetri. La breccia contiene numerosi resti di gusci di Lucine disposte in modo del tutto disordinato. Il pacco di strati arenacei e le brecce (si può notare anche la presenza di selci nere) è fortemente tettonizzato in prossimità del contatto con i terreni dell'USV, per cui non è ben ricostruibile la geometria degli strati.Un altro affioramento di brecce con Lucine, identico alle precedenti, si ha qualche decina di metri verso valle, nei terreni dell'USV, interpretabile come una scaglia tettonica.La presenza di Lucine risedimentate in depositi fliscioidi dell'avanfossa della stessa età (Marnoso-arenacea e Arenarie del Cervarola) ma con caratteristiche petrografiche differenti pone alcuni problemi per la ricostruzione paleogeografica dell'avanfossa situata a NW della linea del Sillaro durante il Serravalliano e quindi sull'attribuzione all'una o all'altra formazione degli affioramenti attualmente attribuiti alle Arenarie del Cervarola. In aree esterne a quella del Bolognese infatti durante il Serravalliano si depongono, le Marne di Vicchio e più esternamente la Marnoso-arenacea Interna (Conti & Gelmini, 1992).Stop n.4. Porretta Terme, cava alla Madonna del Ponte. Lucine nelle Arenarie di Porretta-Suviana (Serravalliano inf.).Nella cava si ha un'ottima esposizione della base di un pacco di strati risedimentati delle Arenarie di Porretta-Suviana (Serravalliano inf.), appartenenti all'Unità Sestola-Vidiciatico; le paleocorrenti indicano provenienze dai quadranti occidentali (WNW). Le impronte di Lucine , isolate, sono osservabili alla base dei due strati a mezza costa della parete nord della cava. Un bell'esemplare è raffigurato in fig. Le Lucine sono chiaramente risedimentate e situate nelle porzioni più grossolane degli strati arenacei spesso accompagnate a brecciole costituite da clasti di provenienza ligure ?. Nello stesso affioramento è pure presente un livello a slump.Tali arenarie si sono probabilmente deposte in bacini minori (piggyback) trascinati sul dorso dei vari thrust impilanti sia le unità dell'avanfossa che quelle liguri (fig.).