ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLA LINEA CROP-MARE 2A5 NEL BACINO DI GIOIA (TIRRENO SUD-ORIENTALE)

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1 Volpi V., Del Ben A., Martini F. & Finetti I. Gruppo di Geofisica di Esplorazione, Dipartimento di Scienze Geologiche Ambientali e Marine, Università di Trieste ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLA LINEA CROP-MARE 2A5 NEL BACINO DI GIOIA (TIRRENO SUD-ORIENTALE) RIASSUNTO Il Bacino di Gioia si estende in prossimità del margine sud-est tirrenico, tra la costa nord-orientale siciliana, quella sud-occidentale calabrese, le isole vulcaniche delle Eolie Stromboli, Panarea e, verso ovest, l allineamento Salina Lipari e Vulcano. Il bacino è situato al retro del fronte appenninico calabro nel punto di massima curvatura dell arco in compressione verso l interno dello Ionio. Il suo studio è quindi di notevole interesse al fine di ricostruire l evoluzione geodinamica di tali domini. Dopo una fase di reprocessing tesa soprattutto alla evidenziazione dei riflettori profondi, oltre che alla eliminazione delle multiple del fondo mare, è stato compiuto uno studio sismostratigrafico della linea CROP MARE 2A5 che attraversa l area in esame. Ne sono emerse alcune interessanti indicazioni relative alla genesi ed alla evoluzione del bacino stesso. ELABORAZIONE Fig. 1 Mappa di posizione Progetto CROP (evidenziata la linea M2A5) Il processing sismico è stato focalizzato soprattutto all individuazione dei riflettori profondi e all eliminazione, o quantomeno all attenuazione, delle riflessioni multiple del fondo mare. In tal senso è stato applicato un filtraggio f-k (frequenze-numeri d'onda) che, tra le varie modalità di rimozione, è quella che utilizza la discriminante in moveout tra riflessioni primarie e multiple. I

2 L analisi di velocità, effettuata dopo la rimozione delle multiple, ha permesso di definire la funzione di velocità applicata poi in fase di stack. Ad una prima analisi speditiva eseguita con il metodo degli spettri, mirata ad ottenere una sezione preliminare, sono seguite analisi più accurate eseguite utilizzando tecniche specifiche quali il CVG (Constant Velocity Gather), il CVS (Constant Velocity Stack) ed il Semblance, permettendo di ottenere la funzione di velocità ottimale. Un filtraggio tempo-variante è stato applicato alla sezione stack, al fine di conservare ad ogni profondità le sole componenti in frequenza utili, eliminando quelle associate al rumore. Le frequenze proprie del segnale primario per ogni profondità sono state identificate con test di filtraggio su bande di frequenza ristrette. Ciò ha permesso l'individuazione dell intervallo di frequenze per il quale si ha il miglior rapporto segnale/rumore ad ogni profondità. La sezione finale così ottenuta è risultata di buona qualità permettendo di procedere alla fase interpretativa INQUADRAMENTO GEOLOGICO E STRUTTURALE L area studiata ha strette analogie con quelle che sono le unità geologiche presenti nell Arco Calabro. L'area in esame può essere suddivisa in vari settori ognuno con diverse caratteristiche strutturali cinematiche, quali l Arco Calabro, l Appennino Maghrebide (Sicilia) l'appennino Meridionale (Campania Basilicata). L'Arco Calabro, in questo contesto, si distingue nettamente per la presenza delle unità dei margini ovest-africano ed est-europeo di deformazione cretacico-paleogenica, risalenti all orogenesi eoalpina. Le unità calabre deformate sono state successivamente coinvolte nell orogenesi appenninica (est-vergente), accavallandosi durante l'oligocene-miocene inf., sulle unità appenniniche. La presenza di queste ultime è testimoniata da diverse finestre tettoniche presenti nell Arco Calabro settentrionale e nei Peloritani, che dimostrano come le unità calabre costituiscono dei thrust pellicolari di spessore molto ridotto. In Calabria meridionale i dati geologici e geofisici sembrano indicare la presenza di maggiori spessori delle unità calabre. Sembra comunque si possa ipotizzare che le unità alloctone Calabridi di questo settore dell Arco giacciono al di sopra delle unità appenniniche sicuramente presenti sotto i Peloritani e la Calabria settentrionale. La migrazione delle Calabridi, dalla loro originaria posizione di margine continentale adiacente all oceano Ligure-Tetideo, è avvenuta inizialmente in concomitanza con l apertura del Bacino Balearico, a partire dall'oligocene. E' proseguita con l'apertura del Bacino Tirrenico, iniziata nel Serravalliano e ancora in corso. Durante quest'ultimo processo si è avuta la deformazione della Piattaforma Interna, costituita dalle unità carbonatiche appenniniche e panormidi, che si sono scollate dal loro originario basamento impilandosi e trasportando nei fenomeni di thrusting anche le coperture e le unità calabridi soprastanti (Finetti et al., 1996). INTERPRETAZIONE Alla luce di quanto sinora detto analizzeremo la sismostratigrafia riconoscibile nella parte più orientale della linea (Fig. 2) che attraversa il Bacino di Gioia. Si può distinguere una copertura plio-quaternaria, costituita da una sequenza continua di riflettori paralleli al fondo mare con uno spessore che va da qualche decina fino a 800 ms. Dai dragaggi (Fabbri et al.,1980) risulta essere costituito da argille marnose, arenarie argillose di età Pliocene medio, Pliocene superiore e Pleistocene inferiore. Nel suo interno si riconosce un orizzonte, (indicato con la lettera A) che rappresenta un unconformity. Alla base (orizzonte B), troviamo il top di una serie generalmente ben caratterizzata da una sequenza sismostratigrafica semi-trasparente, costituita dai Trubi, di età Pliocene inferiore. Queste unità poggiano sullo spessore messiniano, indicato in giallo. Alla base si nota uno spessore variabile di sedimenti, costituito da riflettori molto discontinui in dipendenza dell alto grado di tettonizzazione. Esso è stato attribuito al Flysch di Capo d Orlando. L intera copertura poggia su un basamento, (orizzonte D), costituito come già discusso dalle unità calabridi. L orizzonte E indica la discontinuità crosta superiore/inferiore. Relativamente al significato dei riflettori più profondi, per analogia con le aree circostanti il Bacino di Gioia, siamo portati ad attribuire tali elementi ad unità della Piattaforma Appenninica, nelle quali è distinguibile una crosta superiore con relative coperture carbonatiche (come testimoniano le finestre tettoniche in Calabria settentrionale e Peloritani) e una crosta inferiore. Un'ipotesi alternativa prevederebbe invece, per la Calabria meridionale, uno spessore crostale completamente costituito dagli antichi margini peri-tetidei. A circa 7,5 sec (TWT), lungo l intera linea si individua un riflettore (orizzonte M) attribuibile alla discontinuità crosta/mantello, anch essa coinvolta nelle fasi compressive calabre. Si può osservare come le faglie inverse che tagliano la crosta profonda a testimonianza della tettonica compressiva iniziata nel Tortoniano, siano il risultato di un accavallamento dell Arco Calabro meridionale sulla piana batiale ionica, attualmente in subduzione. In questo contesto il Bacino di Gioia rappresenta uno dei bacini marginali della zona di retroarco interessata dalla tettonica distensiva del Tirreno (troviamo suoi analoghi nel Bacino di Paola a nord e nel Bacino di Cefalù a sud).

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6 Tutti questi bacini sarebbero dovuti ad una serie di faglie distensive legate a questi processi: 1) Compensazione ai movimenti compressivi che interessano il fronte in accavallamento 2) Fenomeni di trascorrenza dovuti all avanzamento differenziato dei diversi settori dell orogene. Proseguendo verso l edificio vulcanico di Panarea (Fig. 3), impostato su faglie normali che terminano sulla Moho e che hanno permesso la risalita dei magmi, è ipotizzabile che il basamento sia costituito dalle unità calabre alloctone giacenti sulle unità appenniniche. Lo spessore risulta ridotto, in accordo con una crosta assottigliata. Da notare le due strutture positive interpretate come strutture a fiore di cui la più occidentale è posta a circa 36 km a NW di Panarea è che, per la posizione in cui si trova, sarebbe da attribuire all allineamento Vulcano-Lipari-Salina, già interpretato da Finetti e Del Ben 1986, come faglia trascorrente destra, di età recente, tuttora attiva, come testimoniato dalla sua sismicità. Essa sembrerebbe legata alla trascorrente di Taormina e alla migrazione preferenziale dell Arco al di sopra della parte residua di crosta oceanica Ionica, compresa tra la scarpata di Malta e la scarpata Apula. Nel suo tratto più occidentale, la sezione M2A5 illustra il passaggio tra la crosta continentale, assottigliata da faglie normali che hanno permesso la risalita dei magmi dragati anche in superficie e il Bacino Tirrenico a crosta oceanica. Il Bacino di Gioia rappresenta quindi un bacino marginale caratterizzato da una tettonica distensiva tipica delle aree di retroarco, nel quale hanno giocato un ruolo importante le strutture trascorrenti, come l allineamento di Vulcano e quello del Capo Vaticano, che separa il Bacino di Gioia dal Bacino di Paola, che hanno permesso lo svincolo dei diversi settori dell area (Fig. 4). BIBLIOGRAFIA FABBRI A., GHISETTI F. & VEZZANI L. - The Peloritani-Calabria range and the Gioia Basin in the Calabria Arc (Southern Italy): Relationships between land and marine data. Geologica Rom., 19, 1980, FINETTI I. & DEL BEN A. - Geophysical study of the Tyrrhenian opening. Boll. Geof. Teor. Appl., vol XXVIII, 110, FINETTI I., LENTINI F., CARBONE S., CATALANO S. & DEL BEN A. - Il Sistema Appennino Meridionale- Arco Calabro-Sicilia nel Mediterraneo Centrale: Studio geologico-geofisico. Boll. Soc. Geol. It., 115, , 1996.