Salvatore Laurita 1, Francesco Cavalcante 2 & Giacomo Prosser 1

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1 Le successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso Le successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso Salvatore Laurita 1, Francesco Cavalcante 2 & Giacomo Prosser 1 1 Dipartimento di Scienze Geologiche, Università della Basilicata, Potenza, Italy 2 Istituto di Metodologie per l Analisi Ambientale - CNR, Tito Scalo (PZ), Italy Riassunto Lo scopo della nota è volto alla divulgazione delle peculiarità geologiche delle successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso affioranti nel massiccio del Pollino. La descrizione delle due successioni serve a mettere in luce le caratteristiche geologiche peculiari di due geositi di grande importanza scientifica. Quest area, infatti, rappresenta una tra le migliori testimonianze dell antico oceano Giurassico, noto come Tetide Occidentale o Tetide Alpina, presenti nella catena Appenninica. Gli affioramenti sono facilmente visitabili e i contatti tra le varie unità sono eccezionalmente esposti in un contesto paesaggistico di rara bellezza. Introduzione Nell Appennino lucano a ridosso del confine con la Calabria, nell area del Parco nazionale del Pollino, affiorano associazioni litologiche con caratteristiche peculiari, note come ofioliti. Esse rappresentano frammenti di crosta oceanica, con la relativa copertura sedimentaria, e sono la testimonianza di un antico bacino oceanico di età giurassica noto nella letteratura geologica come Tetide Occidentale (Marroni et alii, 1998) o Tetide Alpina (Stampfli et alii, 2002). Le ofioliti affiorano tipicamente lungo fasce orogenetiche e sono costituite prevalentemente da rocce basiche ed ultrabasiche. In diversi settori delle Alpi e dell Appennino, all interno delle unità tettoniche derivanti dall Oceano Tetideo, possono essere individuate sequenze ofiolitiche. Nell ambito delle catene peri-mediterranee le caratteristiche geologico-strutturali dell area del Pollino costituiscono uno degli argomenti di maggiore attrazione per la comunità scientifica in quanto le rocce affioranti in questo settore, oltre ad essere una testimonianza dell antico bacino tetideo, sono le porzioni più interne della catena e le prime ad essere state coinvolte nell orogenesi che ha portato alla formazione della Catena Appenninica meridionale. Le unità ofiolitiche e le successioni sedimentarie del confine Calabro-Lucano, affioranti lungo il versante settentrionale del massiccio del Pollino, sono ascritte al Complesso Liguride (Ogniben, 1969). La presente nota ha per oggetto le sezioni ofiolitiche, comprendenti resti della copertura sedimentaria, esposte a Timpa delle Murge ed a Timpa di Pietrasasso, che rappresentano le sequenze più complete dell area dell Appennino meridionale (Lanzafame et alii, 1978; Monaco, 1993; Fig. 1). Le sequenze ofiolitiche del Pollino comprendono serpentiniti e gabbri, ricoperti da lave a cuscino (pillow) e brecce di pillow. La copertura sedimentaria è costituita da radiolariti, calcari e argilliti. Appare quindi evidente, la necessità di evidenziare l importanza di alcuni affioramenti che presentano le migliori esposizioni, evidenziarne le loro peculiarità geologiche al fine di arricchire le conoscenze sul patrimonio naturalistico di questo territorio e sottolineare come la diffusione delle conoscenze geologiche possa essere una risorsa culturale di importanza internazionale

2 Il Patrimonio Geologico: una risorsa da proteggere e valorizzare Fig. 1 - Schema geologico dell Appennino meridionale, da Patacca e Scandone (2007). La stella verde indica la zona esaminata nel presente lavoro

3 Le successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso Le rocce ofiolitiche Le rocce che costituiscono le associazioni ofiolitiche rappresentano porzioni di litosfera oceanica ed hanno una composizione da basica ad ultrabasica. In passato erano note con il nome di rocce verdi, dal colore dei litotipi più diffusi. La costante presenza di sedimenti di mare profondo ed altre caratteristiche peculiari come la struttura a cuscino (pillow) delle rocce vulcaniche, ha permesso di riconoscere che tali associazioni si sono generate in ambiente marino. Dal 1972, in seguito alla Conferenza di Penrose della Società Geologica Americana, fu concordata la definizione di associazione ofiolitica, accettata poi universalmente. La sequenza, quando completamente sviluppata, è rappresentata dai seguenti termini, dal basso verso l alto: - Un complesso ultrabasico, in cui le rocce sono costituite da peridotiti di tipo lherzolitico e/o harzburgitico interessate da processi di serpentinizzazione. - Un complesso intrusivo in cui prevalgono rocce gabbriche; le porzioni inferiori comprendono tessiture di cumulo con stratificazione magmatica, mentre nelle porzioni più elevate sono frequenti rocce gabbriche e modesti volumi di rocce leucocratiche. - Un complesso filoniano, costituito da un associazione di dicchi, che talvolta può mancare completamente. - Un complesso vulcanico costituito, da vulcaniti basiche con struttura a cuscino, e da livelli ialoclastitici. - Una copertura sedimentaria, costituita da depositi di mare profondo (radiolariti, calcari pelagici, torbiditi, ecc.). Il processo di serpentinizzazione, molto frequente nel complesso ultrabasico, è il processo di alterazione dell olivina ed in generale delle rocce ultrabasiche. La reazione avviene per metamorfismo di fondo oceanico, in corrispondenza della dorsale oceanica, e durante i processi di obduzione delle ofioliti (Barker, 1998). L aggiunta di acqua è un fattore molto importante nella serpentinizzazione, che avviene a temperature generalmente inferiori a 350 C (Barker, 1998). Nell ambito delle ofioliti è possibile discriminare, sia su base geodinamica che petrografico-mineralogica, due diverse tipologie: ofioliti lherzolitiche ed ofioliti harzburgitiche. Le prime sono ascrivibili a processi di espansione oceanica lenta, le seconde ad espansione oceanica veloce. Dal punto di vista petrografico-mineralogico, la classificazione è basata sulla natura delle peridotiti, rispettivamente lherzolitiche e harzburgitiche, che compongono il mantello situato alla base della sequenza ofiolitica. Le lherzoliti nel mantello costituiscono le rocce sorgenti dei basalti attraverso processi di fusione parziale. Il mantello superiore è composto prevalentemente da olivina e da minerali del gruppo dei pirosseni (Enstatite e Diopside) generalmente per il 30% - 40%. Oltre ai minerali menzionati, la lherzolite contiene percentuali minori del 10% di minerali ricchi di alluminio, la cui natura mineralogica è relazionata alla profondità della lherzolite nel mantello (Nicolas, 1995). I bacini oceanici tetidei In figura 2, viene riassunta l evoluzione del Mediterraneo occidentale secondo la ricostruzione di Carmignani et alli, (2004), in parte ispirata ai modelli paleogeografici di Stampfli et alii (2001). In questa figura si può notare la distribuzione dei bacini oceanici giurassici da cui si sono originate le sequenze ofiolitiche presenti nelle Alpi e nell Appennino. Di seguito saranno riportate in ordine cronologico le diverse ricostruzioni paleogeografiche proposte per l area tetidea. Secondo Dercourt et alii, (1986) le ofioliti presenti in Appennino deriverebbero dall Oceano Ligure, che nel settore sudoccidentale si estendeva tra la Sila a NO e l Apulia a SE tra il Giurassico medio e il Cretacico superiore. L apertura di questo bacino sarebbe legata al continuo movimento sinistro dell Europa rispetto

4 Il Patrimonio Geologico: una risorsa da proteggere e valorizzare all Africa, durante l apertura della porzione centrale dell Oceano Atlantico. L Oceano Ligure viene indicato da Stampfli et alii, (2001) come la Tetide Alpina (Fig. 2), ed anche in questo caso rappresenta l oceano da cui provengono le Unità Liguridi dell Appennino e della Calabria. In base alle ricostruzioni paleogeografiche rappresentate in figura 2 si può osservare la posizione dell area oceanica della Tetide Alpina a partire dal Giurassico medio, fino all Eocene-Oligocene, quando questo oceano viene consumato dai processi subduttivi che porteranno alla formazione dell orogene alpino e appenninico. Infatti, nell interpretazione di Stampfli et alii, (2002) le Alpi derivano dalla chiusura della Tetide Alpina, in seguito ad una subduzione verso Sud che termina per collisione nel corso dell Eocene. La Catena Appenninica si è invece sviluppata a partire dall Oligocene superiore in seguito all attivazione della subduzione verso W-NW del settore sudoccidentale della Tetide Alpina (Stampfli et alii, 2002). Le ofioliti della Calabria e del Pollino sarebbero quindi relitti alpini trasportati all interno della Catena Appenninica, in accordo anche con quanto riportato da Amodio Morelli et alii, (1976) e Gueguen et alii, (1997; 1998). Questa interpretazione è stata parzialmente criticata da Dewey et alii, (1989), Knott (1994), Faccenna et alii, (2001) e Carmignani et alii, (2004) che ritengono la subduzione della Catena Alpina (verso sud) in parte contemporanea alla subduzione verso Nord della porzione occidentale della Tetide Alpina. Il prisma d accrezione in cui si sono formate le Unità Liguridi sarebbe quindi legato alla stessa subduzione che ha portato successivamente alla formazione della Catena Appenninica. Fig. 2 - Schema paleogeografico dell area del Mediterraneo (da Carmignani et alli, (2004)). A. Situazione al Cretacico inferiore (125 Ma); B. Situazione all Eocene-Oligocene (35 Ma)

5 Le successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso Confine Calabro-Lucano Nell area del Confine Calabro-Lucano si rinvengono diffusamente resti di rocce ofiolitiche con la relativa copertura oceanica e a luoghi frammenti di crosta continentale appartenenti al Complesso Liguride. Il Complesso Liguride rappresenta i resti di un prisma di accrezione Cretacico-Oligocenico derivante dalla chiusura del dominio oceanico interposto tra il margine europeo rappresentato dal blocco Calabro ed il margine Apulo (Knott, 1994). I termini Liguridi giacciono in sovrapposizione tettonica sulle unità carbonatiche che derivano dalla deformazione della Piattaforma Appenninica (Unità Alburno-Cervati di Amodio Morelli et alii,1976) e rappresentano l elemento geometricamente più elevato della catena (Bonardi et alii, 1988). Le formazioni che compongono le unità di piattaforma sono rappresentate da un complesso calcareo-dolomitico di età compresa tra il Trias superiore ed il Cretaceo superiore. L area del confine Calabro-Lucano è interessata da un sistema di faglie con orientazione media N120 e cinematica trascorrente sinistra, che ha prodotto l accostamento di terreni appartenenti ai diversi domini paleogeografici (Schiattarella, 1996). Il Complesso Liguride è stato oggetto di numerosi studi, i cui risultati hanno spesso generato interpretazioni diverse e controverse. In particolare, il significato del Complesso Liguride nell evoluzione geodinamica dell Appennino meridionale è stato oggetto di due interpretazioni principali. Alcuni autori (Ogniben, 1969; Knott, 1987; Monaco et alii, 1991) hanno considerato i terreni alloctoni liguridi come elementi apulo vergenti con il significato di una zona di sutura tra il blocco Europeo, rappresentato dalle unità calabridi, ed il blocco Africano. La seconda interpretazione considera i terreni metamorfici dell Unità del Frido come elementi di una catena Eo-Alpina a vergenza Europea, di età Cretacico-Paleogenica, coinvolti nel Neogene nella costruzione della catena Appenninica (Amodio Morelli et alii, 1976; Bonardi et alii, 1988). Bonardi et alii (1988) riconoscono all interno del Complesso liguride l Unità del Frido, interessata da un metamorfismo di alta pressione e bassa temperatura, e l Unità Nord Calabrese, costituita in buona parte dalla Formazione delle Crete Nere priva di una sovraimpronta metamorfica. Questi terreni sono ricoperte in discordanza dalle formazioni di Pollica, San Mauro, Albidona, riferibili al Burdigaliano superiore-langhiano. Secondo Monaco et alii, (1991; 1995) l Unità del Frido, derivante dalla porzione più profonda del prisma di accrezione liguride, sovrascorre la Formazione delle Crete Nere. Descrizione dei siti Nell area compresa tra Timpa delle Murge e Timpa Pietrasasso (Fig. 3) affiorano l Unità Nord-Calabrese e, in misura minore, l Unità del Frido. Il contatto tra le due Unità, in genere poco affiorante, costituisce il limite tra gli argilloscisti dell Unità del Frido a tetto e le argille della Formazione delle Crete Nere a letto. Le Unità liguridi a loro volta poggiano tettonicamente sull Unità Alburno-Cervati, costituita da calcari del Cretacico, ben visibile nell estremità sudorientale dell area. Le successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e Timpa Pietrasasso sono situate entrambe all interno dell Unità Nord-Calabrese. In particolare, l assenza di metamorfismo in questa unità ha permesso una migliore preservazione delle ofioliti e della relativa copertura sedimentaria. Timpa delle Murge Nell area di Timpa delle Murge (Fig. 3) si può osservare la sequenza ofiolitica meglio esposta e completa (Monaco, 1993). La successione dei litotipi comprende alla base serpentiniti di colore verde scuro, molto tettonizzate, visibili in piccoli affioramenti alla base della sequenza. Verso l alto si osservano piccoli corpi di gabbro, frequentemente di tipo eufotide, con una tessitura granulare e porfirica con diallagio. I termini

6 Il Patrimonio Geologico: una risorsa da proteggere e valorizzare Fig. 3 - Carta e sezione geologica dell area di Timpa delle Murge - Timpa Pietrasasso (da Cavalcante et alli, 2009 modificata)

7 Le successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso effusivi sono costituiti da basalti con strutture a pillows (Fig. 4a) che passano, nella parte alta della successione, a brecce di pillows (Fig. 4b). La dimensione dei pillows è compresa tra pochi dm e fino a 1,5 m circa. Il bordo esterno presenta una riduzione in grana e un colore rossastro, che testimoniano il rapido raffreddamento del basalto a contatto con l acqua marina. Inoltre, all interno del pillow si osservano fratture radiali, che si sono formate per contrazione termica successivamente alla solidificazione del basalto (Fig. 4a). I pillows e le brecce di pillows sono cementati da una matrice ialoclastitica, spesso cloritizzata, di colore verde. La copertura sedimentaria comprende argilliti silicee seguite da un intervallo di radiolariti rosse e verdi del Giurassico superiore (Marcucci et alii, 1983), che in continuità passano verso l alto a calcari marnosi di colore rosato (Fig. 4b). Le radiolariti presentano strutture nodulari, evidenziate dalle variazioni cromatiche della selce. Seguono argilliti varicolori, interessate da un clivaggio tipo pencil, contenenti alcuni strati di quarzoareniti fini. Verso l alto la successione probabilmente prosegue nella Formazione delle Crete Nere, costituita da potenti intervalli di argilliti nere e con intercalazioni di strati quarzoarenitici (Monaco et alii, 1995). Fig. 4 - Caratteristiche della successione ofiolitica di Timpa delle Murge: a. particolare dei basalti a pillows; b. appoggio stratigrafico della copertura sedimentaria, costituita da radiolariti e calcari marnosi rossi, sulle brecce di pillows. Timpa di Pietrasasso La sequenza ofiolitica di Timpa di Pietrasasso (Fig. 3) presenta alcune analogie rispetto a quella di Timpa delle Murge, sia pure con una differente abbondanza dei tipi litologici. A partire dal basso sono presenti ampi affioramenti di serpentiniti, contenenti blocchi di dimensione metrica costituiti da anfiboliti e gneiss. Localmente si osservano anche corpi di metadoleriti e di metabasiti. Verso l alto compaiono i gabbri (Fig. 5), costituiti da plagioclasio completamente trasformato ed evidente clinopirosseno, con una grana da media a grossolana. I sovrastanti basalti costituiscono buona parte della rupe di Timpa Pietrasasso, che si erge come un monolito isolato all interno dei dolci rilievi costituiti dalla Formazione delle Crete Nere. I basalti sono costituiti alla base da brecce di pillows e pillows. Verso l alto le brecce di pillows sono caratterizzati dalla presenza di rari pillows integri. Al bordo dei pillows è visibile una matrice di colore verdastro, mentre gli interstizi tra i pillows sono talvolta riempiti da carbonato di colore rosato. Le osservazioni petrografiche hanno messo in evidenza la presenza di strutture magmatiche ben preservate che variano da intersertali a sferulitiche a grana fine. A tetto del complesso effusivo si osserva il passaggio stratigrafico alle sovrastanti radiolariti rosse e verdi, scarsamente rappresentate in presso la sommità del rilievo

8 Il Patrimonio Geologico: una risorsa da proteggere e valorizzare Conclusioni Nel presente lavoro sono state evidenziate le peculiarità geologiche delle successioni ofiolitiche che affiorano nell Appennino Lucano a ridosso del confine con la Calabria. Queste successioni sono i resti della crosta oceanica Giurassica appartenente alla Tetide Alpina, incorporati all interno della catena dell Appennino meridionale nel corso dei processi orogenici dell Oligocene superiore - Miocene inferiore. L area di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso è uno dei pochi settori della catena Appenninica meridionale in cui sono presenti affioramenti ben preservati di successioni ofiolitiche. Pertanto i siti individuati sono estremamente importanti da un punto di vista scientifico, in quanto forniscono informazioni fondamentali per la comprensione della paleogeografia e dell evoluzione geodinamica di questo settore di catena. Inoltre presentano notevoli potenzialità da un punto di vista didattico, grazie all ottima qualità degli affioramenti e alla varietà delle litologie esposte. Appare quindi evidente la necessità di diffondere la conoscenza di questi affioramenti, evidenziandone le peculiarità geologiche, al fine di sottolineare l importanza geologica di quest area anche come risorsa culturale di interesse internazionale. è quindi auspicabile che questi geositi, particolarmente pregevoli, siano riconosciuti come beni geologici ed in quanto tali valorizzati con la realizzazione di percorsi naturalisticodidattici, di pannelli esplicativi e di altre azioni volte alla conservazione e alla divulgazione di questo importante patrimonio geologico. Fig. 5 - contatto tra serpentiniti, gabbri e basalti a Timpa Pietrasasso

9 Le successioni ofiolitiche di Timpa delle Murge e di Timpa di Pietrasasso Bibliografia - AMODIO MORELLI L., BONARDI G., COLONNA V., DIETRICH D., GIUNTA G., IPPOLITO F., LIGUORI V., LORENZONI S., PAGLIONICO A., PERRONE V., PICCARRETA G., RUSSO M., SCANDONE P., ZANETTIN LORENZONI E. & ZUPPETTA A. (1976) - L Arco Calabro-Peloritano nell Orogene Appenninico-Maghrebide. Mem. Soc. Geol. It., 17, BARKER A. J. (1998) - Introduction to Metamorphic Textures and Microstructures. Blakie,Glasgow, and London, 264 p.p. - BONARDI G., AMORE F. O., CIAMPO G., DE CAPOA P., MICCONET P. & PERRONE V. (1988) - Il complesso Liguride. Auct.: stato delle conoscenze e problemi aperti sulla sua evoluzione pre-appenninica ed i suoi rapporti con l Arco Calabro. Mem. Soc. Geol. It., 41, CARMIGNANI L., CONTI P., CORNAMUSINI G. & MECCHERI M. (2004) - The internal Northern Apennines, the Northern Tyrrhenian sea and the Sardinia-Corsica block. Special Volume of the Italian Geological Society for the IGC 32 Florance Cavalcante F. (2009) - Carta geologica delle unità liguridi dell area del Pollino (Scala 1:25.000). Ed. Regione Basilicacata - Dipartimento Ambiente, Territorio e Politiche della Sostenibilità. - DEWEY J. F., HELMAN M. L., TURCO E., HUTTON D. H. W., KNOTT S. D. (1989) - Kinematics of the Western Mediterranean. In: Coward M. P., Dietrich D. & Park R. G. (eds), Alpine Tectonics, Geol. Soc. Spec. Publ., 45, DERCOURT J., ZONENSHAIN L. P., RICOU L. E., KAZMIN V. G., LE PICHON X., KNIPPER A. L., GRANDJACQUET C., SBORTSHIKOV I. M., GEYSSANT J., LEPVRIER C., PECHERSKY D. H., BOU- LIN J., SIBUET J. C., SAVOSTIN L. A., SOROKHTIN O., WESTPHAL M., BAZHENOV M. L., LAUER J. P. & BIJU-DUVAL B. (1986) - Geological evolution of the Tethys belt from the Atlantic to the Pamirs since the lias. Tectonophysics, 123, FACCENNA C., FUNICIELLO F., GIARDINI D. & LUCENTE P. (2001) - Episodic back-arc extension during restricted mantle convection in the Central Mediterranean. Earth and Planetary Science Letters 187, GUEGUEN E., DOGLIONI C. & FERNANDEZ M. (1997) - Lithospheric boudinage in the western Mediterranean back-arc basin. Terra Nova, 9, GUEGUEN E., DOGLIONI C. & FERNANDEZ M. (1998) - On the post-25 Ma geodynamic evolution of the western Mediterranean. Tectonophysics, 298, KNOTT S. D. (1987) - The Liguride Complex of southern Italy-a Cretaceus to Paleogene accretionary wedge. Tectonophysics, 142, KNOTT S. D. (1994) - Structure, kinematics and metamorphism in the Liguride Complex, southern Apennines, Italy. J. Struct. Geol., 16, LANZAFAME G. SPADEA P. TORTRICI L. (1978) - Provenienza ed evoluzione dei flysch Cretacico- Eocenici della regione Calabro-Lucana. II relazioni tra ofioliti e flysch Calabro-Lucano. Ofioliti 3 (2/3)

10 Il Patrimonio Geologico: una risorsa da proteggere e valorizzare - MARCUCCI M., CONTI M., SPADEA P. (1983) - Radiolarian association in cherts from Timpa delle Murge (Lucanian Apennine, Italy). Ofioliti, 12, MARRONI M., MOLLI G., MONTANINI A. & TRIBUZIO R. (1998) - The association of continental crust rocks with ophiolites in the Northern Apennines (Italy): implications for the continent-ocean transition in the Western Tethys. Tectonophysics, 292, MONACO C., TANSI C., TORTORICI L., DE FRANCESCO A.M. & MORTEN L. (1991) - Analisi geologio-strutturale dell Unità del Frido al Confine Calabro-Lucano (Appennino Meridionale). Mem. Soc. Geol. It., 47, MONACO C. (1993) - Assetto geologico-strutturale dell area di Timpa delle Murge (Appennino Calabro- Lucano). Boll. Soc. Geol. It., 112, MONACO C., TORTORICI L., MORTEN L., CRITELLI S., TANSI C. (1995) - Geologia del versante nord-orientale del massiccio del Pollino (confine calabro-lucano): nota illustrativa sintetica della carta geologica alla scala 1: Boll. Soc. Geol. It., 114, NICOLAS A. (1995) - The mid-oceanic ridges. Mountains below sea level. Springer-Verlog. 200 p.p. - OGNIBEN L. (1969) - Schema introduttivo alla geologia del confine Calabro-Lucano. Mem. Soc. Geol. It., 8, PATACCA E. & SCANDONE P. (2007) - Geology of the Southern Apennines. Boll. Soc. Geol. It., spec. Issue No. 7, SCHIATTARELLA M. (1996) - Tettonica della Catena del Pollino (confine calabro-lucano). Mem. Soc. Geol. It., 51, STAMPFLI G. M., BOREL G. D., CAVAZZA W., MOSAR J. & ZIEGLER P. A. (2001) - Palaeotectonic and palaeogeographic evolution of the western Tethys and PeriTethyan domain (IGCP Project 369). Vol. 24, STAMPFLI G. M., BOREL G. D., MARCHANT R. & MOSAR J. (2002) - Western Alps geological constraints on western Tethyan reconstructions. Journal of the Virtual Explorer, 8,