Le unità litostratigrafiche messiniane evaporitiche e post- evaporitiche nei Fogli CARG dell'appennino Campano

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1 Rend. online Soc. Geol. It., suppl. Vol. 12 (2011), pp , 3 figg., 1 Tab. Le unità litostratigrafiche messiniane evaporitiche e post- evaporitiche nei Fogli CARG dell'appennino Campano SILVIO DI NOCERA (*) & FABIO MATANO (*) ABSTRACT The Messinian evaporitic and post-evaporitic units mapped in the CARG geological sheets of the Sannio, Irpinia and Daunia sectors (Campania) of southern Apennines are described. These units are characterized by heterogeneous lithology and depositional settings. They are referred to several litho-stratigraphic units, such as, Evaporiti di Monte Castello fm., Argilliti del T. Calaggio Fm. and the Altavilla Group (Tufo-Altavilla unit,, T. Fiumarella unit and Anzano Molasse Fm. ). Key words: Messiniano, unità evaporitiche, unità postevaporitiche. INTRODUZIONE (*) Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Napoli Federico II, Napoli Lavoro eseguito nell ambito del progetto CARG Le successioni messiniane depostesi nel corso della "crisi di salinità" ( Ma), affioranti nei settori sannitico, irpino e dauno dell'appennino campano, sono caratterizzate da una notevole eterogeneità litologica e di ambienti di deposizione, comprendendo sia evaporiti di precipitazione primaria da acque marine e non-marine, sia evaporiti clastiche risedimentate, che depositi clastici di ambiente alluvionale-deltizio e lacustre e depositi con biofacies di "Lago-Mare". Nei Fogli CARG dell'appennino settentrionale e della Sicilia le successioni messiniane sin- e post-evaporitiche sono state riferite al Gruppo Gessoso-solfifera solfifera (sigla GS) (ROVERI & MANZI, 2006); esse sono caratterizzate dalla presenza di una discontinuità intra-messiniana che separa le successioni evaporitiche primarie inferiori da quelle evaporitiche clastiche, che poggiano sopra la superficie di discontinuità. Per quanto attiene ai bacini dell'area padanoadriatica viene suggerito di istituire due nuove unità: la formazione della Vena del Gesso (per le evaporiti primarie, prevalentemente selenitiche) e la formazione di Sapigno (per le evaporiti clastiche risedimentate), mentre per quanto riguarda i bacini siciliani, il Gruppo della Gessososolfifera comprende la formazione di Cattolica (gessi inferiori) e la formazione di Pasquasia (gessi superiori). Nell'area campana (Fogli CARG 432 Benevento, 433 Ariano Irpino, 449 Avellino, 450 Sant Angelo dei Lombardi, 451 Melfi; ISPRA, 2009, in prep a, in prep b, in prep c, in prep d,), la successione evaporitica risulta comprendere sia gessi primari che gessi clastici risedimentati con rapporti anche eteropici e non separati dalla superficie di discontinuità intra-messiniana (MATANO, 2007), e pertanto non è possibile applicare le unità litostratigrafiche proposte per il resto dell'appennino. Inoltre l'uso consolidato di differenti unità di uso tradizionale, ha fatto preferire unità litostratigrafiche diverse descritte nel seguito, che sono solo parzialmente correlabili al Gruppo Gessoso-solfifera. LE UNITA EVAPORITICHE Le successioni evaporitiche sono più ampiamente esposte nel Foglio 433 Ariano Irpino, dove esse sono attribuite alle Evaporiti di Monte Castello (CROSTELLA & VEZZANI, 1964), posizionate in continuità al top dell'unità tettonica della Daunia - subunità di Masseria Sicuranza (BASSO et alii, 2002). Tali successioni rappresentano il depocentro di bacino di avampaese non deformato e sono precedute da livelli euxinici con marne argillose e diatomitiche e sottili straterelli di diatomiti biancastre del Tortoniano superiore-messiniano inferiore, riferite alla formazione dei Tripoli (TPL). La formazione delle evaporiti del Monte Castello (CTL CTL) (Fig. 1) è formata da gesso cristallino selenitico e gesso laminato in banchi, alternato a marne gessose, gessoareniti, gessoruditi, gessosiltiti laminate ed argille con livelli di cineriti biancastre. Nella porzione inferiore della formazione è stata distinta una litofacies calcarea (CTL a ) costituita da calcari vacuolari e friabili, biancastri, mal stratificati o in strati spessi; verso l'alto i calcari si presentano brecciati e passano a brecce costituite da elementi di calcari evaporitici. I depositi nell insieme sono riferibili alla parte bassa del Messiniano superiore (stadio evaporitico); MATANO et alii (2005) ne hanno evidenziato l'origine marina in ambiente di acque basse.

2 50 S. DI NOCERA & F. MATANO 451 sono attribuite alle evaporiti del Monte Castello. LE UNITA POST-EVAPO EVAPORITICHE Fig. 1 Cava di gesso di Scampitella (AV) in cui affiora la successione dell evaporiti di Monte Castello. Nel Foglio 433 affiora anche una successione sinevaporitica più francamente bacinale, costituita dalla parte sommitale della sub-unità tettonica del Vallone del Toro (BASSO et alii, 2002), che si compone di due formazioni. Le Argilliti policrome del Calaggio (CIARANFI et alii, 1973) sono formate da alternanze di argilliti e marne policrome localmente silicizzate, argilliti marnoso-siltose e torbiditi calcaree in strati sottili. Verso l'alto si riconoscono intercalazioni di diatomiti nerastre con nuclei sulfurei giallognoli e piccoli clasti di gesso cristallino. Le litofacies sono indicative di un ambiente marino distale, in graduale evoluzione verso condizioni di scarsa ossigenazione (ambiente euxinico probabilmente poco profondo), con acque iperaline e/o con apporto di evaporiti clastiche (gessareniti), depostesi in acque marine (MATANO et alii, 2005) nel Messiniano superiore - parte bassa. Verso l'alto si passa alle argilliti con gessi di Mezzana di Forte (MZF), in cui sono presenti argilliti ed argille marnoso-siltose policrome con cristalli di gesso, lenti di gessareniti e sabbie fini bioclastiche; tale unità localmente presenta un assetto caoticizzato con blocchi lapidei eterometrici di calcari marnosi, calcareniti, marne silicizzate e gesso. L ambiente, probabilmente bacinale, è caratterizzato da acque a bassa salinità (MATANO et alii, 2005). L età è riferita al Messiniano superiore - parte alta. Depositi evaporitici di natura clastica di modesto spessore, riferiti a successioni discordanti sulle unità tettoniche, sono segnalate anche nei Fogli 432 Benevento, 450 Sant Angelo dei Lombardi e 451 Melfi (ISPRA, 2009, in prep c, in prep d). Nel Foglio 432 (ISPRA, 2009) sono attribuite alla formazione Gessoso-Solfifera (GES ES), che nel sottosuolo presenta livelli di zolfo, mentre nei Fogli 450 e Nell'Appennino campano le successioni del Messiniano superiore post-evaporitico sono riferite al gruppo di Altavilla (AL AL), presente nei Fogli 432, 433 e 449. Tali successioni poggiano mediante superfici di unconformity sul substrato, costituito da varie unità tettoniche, inclusa quella della Daunia che presenta al suo top le successioni sin-evaporitiche. Il nome Unità di Altavilla è stato utilizzato in passato per indicare depositi clastici o evaporiticoclastici depostisi nell Appennino campano tra la fase tettonica del Messiniano e la fase tettonica del Pliocene inferiore (D ARGENIO et alii, 1973). Il gruppo di Altavilla, confrontabile solo pro parte al Gruppo Gessoso-solfifera, comprende successioni di depositi prevalentemente clastici rappresentati in prevalenza da conglomerati, sabbie e peliti con livelli di gessoclastiti, diatomiti e calcari chimici. Le associazioni microfossilifere a nannoplancton e a foraminiferi planctonici sono generalmente mioceniche rimaneggiate, ma sono presenti rari foraminiferi bentonici ed ostracofaune di ambiente da iperalino a dulcicolosalmastro. I depositi rappresentano una varietà di sistemi deposizionali, da bacinali del tipo Lago-Mare a fluviodeltizi e alluvionali. L età è riferibile allo stadio postevaporitico del Messiniano superiore. Nel Foglio 433 Ariano Irpino (ISPRA in prep. a) nell ambito del gruppo di Altavilla sono state distinte due formazioni. La formazione del T. Fiumarella (TFR) (BASSO et alii, 2002) è costituita da depositi clastici, caratterizzati da una elevata variabilità delle litofacies (conglomerati disorganizzati, mal stratificati o in banchi, argille e marne sabbiose, silt sabbiosi laminati con clasti di gessoclastiti, sabbie quarzo-litiche a matrice prevalente, arenarie quarzofeldspatiche massive con lenti di conglomerati, livelli caotici di argilliti variegate e nerastre), che riflettono un ambiente continentale di tipo fluvio-lacustre e fluviotorrentizio. Nell ambito di alcune successioni sono stati rinvenuti ostracodi dulcicoli Candona spp. e Ilyocypris gibba Ramdohr, comuni nelle facies di Lago-Mare del Messiniano superiore.

3 LE UNITA LITOSTRATIGRAFICHE MESSINIANE IN CAMPANIA 51 La formazione delle molasse di Anzano (ANZ ANZ) (CROSTELLA & VEZZANI, 1964; MATANO, 2002) (Fig. 2) è costituita da conglomerati, arenarie quarzo-feldspatiche e subordinate marne argillose, deposte da flussi gravitativi e correnti di torbida in un ambiente subacqueo caratterizzato da acque ipoaline e dolci come indicato dalla presenza di rare ostracofaune di ambiente dulcicolo-salmastro (Candona sp., Loxoconcha sp.). L unità è stata suddivisa in due membri, largamente eteropici: un membro arenaceo-conglomeratico (ANZ 1 ), formato da conglomerati a piccoli ciottoli sostenuti da matrice sabbioso-microconglomeratica ed areniti grossolane quarzoso-feldspatiche in banchi e strati, ed un membro arenaceo-pelitico (ANZ 2 ), formato da arenarie Toppa dei Monaci 4 ). Nel Foglio 449 (ISPRA in prep b) l'unità UTA è invece rappresentata da due successioni separate da una unconformity, la successione di Manocalzati (alla base) e la successione di San Barbato (alla sommità). La successione di Manocalzati è prevalentemente costituita dalla litofacies arenaceo-argillosa-gessosa b ), nell insieme regressiva (coarsening upward), con passaggi eteropici e verso il basso ad una litofacies pelitico-arenaceagessosa a ), e ancora con passaggi laterali, nella porzione medio-alta, ad una litofacies arenaceoconglomeratica c ). La litofacies arenaceo-argilloso-gessosa b ) (Fig. 3) è formata da arenarie, ricche in matrice, in strati da medi e spessi con intercalazioni di argille siltose e marnose grigie in strati da sottili a medi ed argille siltose nere euxiniche, con rari livelli di gessoclastiti risedimentate e intervalli diatomitici e calcareo-marnosi; a più altezze si intercalano pacchi decametrici di strati di torbiditi arenaceo-pelitiche sottilmente stratificate. La litofacies pelitico-arenaceogessosa a ) è formata da argille siltose in strati da medi a spessi alternate ad arenarie grigio-giallastre in strati medi e sottili con sottili livelli di gessosiltiti e gessareniti fini risedimentate, diatomiti e marne euxiniche. Nelle due litofacies si rinvengono a varie altezze livelli lenticolari di spessore da metrico a decametrico di conglomerati sigle 449 sigle 432 Fig. 2 Affioramento tipico delle molasse di Anzano lungo il Vallone di Fassa presso Anzano di Puglia (AV). quarzo-feldspatiche alternate a siltiti e argille marnose. Nella parte alta si rinvengono due livelli discontinui di arenarie vulcanoclastiche di spessore decimetrico di natura riolitica e riolitico-riodacitica (BARONE et alii, 2006), e livelli riferiti alla litofacies ANZ 2a costituiti da calcari micritici laminati con oncoliti ed abbondanti valve di ostracodi alternati ad areniti ibride e argille siltose con ricca ostracofauna di tipo dulciculo-salmastro, tra cui Cyprideis torosa, (Jones) Cypridei sp. e Ilyocypris gibba, assimilabili alle biofacies di Lago-Mare del Messiniano superiore. Nei Fogli 432 e 449 nell ambito del Gruppo di Altavilla si individua l unità informale denominata unità di Tufo- Altavilla UTA), riferita al Messiniano - Pliocene inferiore p.p. (Tab. 1). Nel Foglio 432 (ISPRA, 2009) l'unità UTA è suddivisa in quattro membri con numerose litofacies, caratterizzati da frequenti eteropie, di ambiente compreso tra il litorale, il neritico e l alluvionale, quali il membro arenaceo inferiore del fiume Sabato 1 ), il membro pelitico-arenaceo del Vallone del Tufo 2 ), il membro conglomeratico dello Stretto di Barba 3 ) ed il membro arenaceo superiore di successione di San Barbato UTA f UTA e cfr. p.p. UTA 1, UTA 1a e UTA 4a UTA d cfr. p.p. UTA 1, UTA 2 e UTA 4 successione di Manocalzati UTA c cfr. p.p. UTA 1a e UTA 3 UTA b cfr. p.p. UTA 1 UTA a cfr. p.p. UTA 2 Tab. 1 Correlazione tra litofacies e membri dell unità di Tufo-Altavi Altavilla lla nei Fogli 432 e 449. eterometrici poligenici. La litofacies arenaceoconglomeratica c ) è composta da conglomerati eterometrici e poligenici clasto-sostenuti in matrice sabbiosa, talora prevalente, di colore bruno arrossato in strati da spessi a megastrati. Le associazioni microfossilifere (foraminiferi planctonici e nannoplancton)

4 52 S. DI NOCERA & F. MATANO sono rimaneggiate e comprendono microfaune del Messiniano inferiore (DE CASTRO COPPA et alii, 1969); sono presenti associazioni a foraminiferi bentonici poco diversificate e, occasionalmente oligotipiche, con Bolivina dentellata Tavani, Bolivina spathulata (Williamson) e Bulimina echinata d Orbigny, che caratterizzano ambienti salmastri e marini con salinità anomala (ALDINUCCI et alii, 2006). L ambiente deposizionale è di tipo bacinale lacustre b e UTA a ) presumibilmente a salinità variabile da iperaline ad acque dolci o salmastre (tipo Lagomare) e alluvionale-deltizio c ). CONCLUSIONI Nei settori sannitico, irpino e dauno dell'appennino campano affiorano diffusamente successioni depostesi nel corso della "crisi di salinità" del Messiniano. Esse sono caratterizzate da una notevole eterogeneità litologica e di ambienti di deposizione e sono riferite a differenti unità litostratigrafiche. Esse comprendono evaporiti di precipitazione ed evaporiti clastiche risedimentate (evaporiti di Monte Castello), depositi bacinali con gessoclastiti (argilliti del T. Calaggio) e depositi clastici di ambiente alluvionale-deltizio e lacustre (gruppo di Altavilla). BIBLIOGRAFIA ALDINUCCI M., BOSSIO A., CONTI L., DONIA F., FORESI L. M., MAZZEI R., RIFORGIATO F., SALVATORINI G. & SANDRELLI F. (2006) - The pre-evaporitic Messinian in Tuscany (Italy) as recorded in the Gello section (Volterra Basin, Tuscany Italy). Acta Naturalia de L Ateneo Parmense, 42, 2. Fig. 3 Affioramento della litofacies arenaceo-argillosa-gessosa b ) presso Manocalzati (AV). La successione di San Barbato è formata da depositi arenaceo-sabbiosi rappresentanti la litofacies arenaceo sabbiosa d ) con frequenti passaggi eteropici a una litofacies conglomeratica e ) e, nella porzione superiore, con locali orizzonti lenticolari di calcari e marne di probabile natura chimica (litofacies calcareo-marnosa, UTA f ). La litofacies arenaceo sabbiosa d ) è formata da arenarie e sabbie, ricche in matrice, in strati da medi a spessi con rare sottili intercalazioni di argille siltose grigie e livelli lenticolari di spessore da metrico a decametrico di conglomerati eterometrici poligenici. La litofacies conglomeratica e ) è composta da conglomerati clastosostenuti, generalmente ben cementati con strati e megastrati, che CHIOCCHINI & CHIOCCHINI (1997) riferiscono ad un ambiente di conoide alluvionale. L ambiente deposizionale della successione di San Barbato è di tipo alluvionale d ) con sedimenti riferibili anche a conoidi alluvionali e ) e bacini lacustri f ) presumibilmente con acque dolci o salmastre (tipo Lagomare). BARONE M., CRITELLI S., DI NOCERA S., LE PERA E., MATANO F. & TORRE M. (2006) - Stratigraphy and detrital modes of the late Messinian post-evaporitic sandstones of the southern Apennines foreland basin system, Italy: evidences of foreland basin evolution during messinian mediterranean "salinity crisis". International Geology Reviews, 48, BASSO C., CIAMPO G., CIARCIA S., DI NOCERA S., MATANO F. & TORRE M. (2002) Geologia del settore irpino-dauno dell'appennino meridionale: implicazioni sui domini paleogeografici delle unità bacinali meso-cenozoiche e nuovi vincoli stratigrafici nell'evoluzione tettonica miopliocenica del settore esterno della catena. Studi Geologici Camerti, nuova serie, 1, 2, 7-27, con carta geologica in scala 1: CHIOCCHINI U. & CHIOCCHINI F. (1997) I conglomerati messiniani dell area tra Benevento ed il fiume Sabato (Appennino meridionale). Studi Geol. Camerti, 14, CIARANFI N., DAZZARO L., PIERI P., RAPISARDI L. & SARDELLA A. (1973) - Geologia della zona compresa fra Bisaccia (Av) ed il T. Olivento, presso Lavello (PZ). Mem. Soc. Geol. It., 12, CROSTELLA A. & VEZZANI L. (1964) - La geologia dell Appennino foggiano. Boll. Soc. Geol. It., 83, D'ARGENIO B., PESCATORE T. & SCANDONE P. (1973) - Schema geologico dell'appennino meridionale (Campania e Lucania). Atti Acc. Naz. Lincei - Quad., 183,

5 LE UNITA LITOSTRATIGRAFICHE MESSINIANE IN CAMPANIA 53 DE CASTRO COPPA M.G., MONCHARMONT ZEI M., PESCATORE T., SGROSSO I. & TORRE M. (1969) - Depositi miocenici e pliocenici ad est del Partenio e del Taburno (Campania). Atti Acc. Gioenia Sc. Nat. Catania, Suppl. Sc. Geol., ser. VII, 1, , Catania. ISPRA (2009) - Carta Geologica d Italia in scala 1: Foglio 432 Benevento. ATI. ISPRA (in prep a) - Carta Geologica d Italia in scala 1: Foglio 433 Ariano Irpino. ISPRA (in prep b) - Carta Geologica d Italia in scala 1: Foglio 449 Avellino. ISPRA ( in prep c) - Carta Geologica d Italia in scala 1: Foglio 450 Sant Angelo dei Lombardi. ISPRA (in prep d) - Carta Geologica d Italia in scala 1: Foglio 451 Melfi. MATANO F (2007) Evaporite deposits of the Messinian southern Apennines foreland basin (Irpinia-Daunia Mts., southern Italy). In: SCHREIBER, B. C., LUGLI, S. & BABEL, M. (eds) Evaporites Through Space and Time. Geological Society, London, Special Publications, 285, MATANO F., BARBIERI M., DI NOCERA S. & TORRE M. (2005) - Stratigraphy and strontium geochemistry of Messinian evaporite-bearing successions of the southern Apennines foredeep, Italy: implications for the Mediterranean salinity crisis and regional palaeogeography. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology, 217, ROVERI M. & MANZI V. (2006) - Gessoso-solfifera. In: Carta Geologica d.italia 1:50.000, Catalogo delle Formazioni, Unità tradizionali. APAT, Quaderni, serie III, Vol. 7, Fasc. 7, MATANO F. (2002) - Le Molasse di Anzano nell evoluzione tettono-sedimentaria messiniana del margine occidentale della microzolla apula nel settore irpinodauno dell orogene sud-appenninico. Mem. Soc. Geol. It., 57,