Capitolo 4 Zona B/Capo Linaro Caratterizzazione geofisica e sedimentologica dei depositi Individuazione di un sito per il prelievo di inerti

Transcript

1 Capitolo 4 Zona B/Capo Linaro Caratterizzazione geofisica e sedimentologica dei depositi Individuazione di un sito per il prelievo di inerti 4.1 Introduzione Al traverso di Capo Linaro sono state eseguite tre campagne a mare: due di prospezioni geofisiche ed una di campionamenti mirati dell immediato sottofondo marino. Nella prima campagna geofisica (Odin Finder 2000) e in quella di campionamento (Mare Oceano 2000), è stato investigato in dettaglio il cuneo deposizionale marino individuato al largo di Capo Linaro, in base a rilievi a scala regionale nella I FASE della convenzione (Rapporto finale della I FASE - luglio 1999). Come già specificato, queste due campagne sono state eseguite in anticipo rispetto alla tempistica del contratto di ricerca a seguito delle pressanti esigenze di reperimento di inerti nel Lazio centro settentrionale. In particolare, i rilievi geofisici hanno interessato un area all incirca quadrata i cui lati corrispondono ai paralleli e ai meridiani e avente una superficie di circa 10 km 2. Sono state acquisite 7 linee (con Sub Bottom Profiler Chirp, Side Scan Sonar e Multibeam) perpendicolari a costa per una lunghezza complessiva di circa 20 km (densità della maglia sismica 2 km/km 2 ) aventi un interdistanza di 300 m (Fig. 4.1). Fig.4.1 rilievi sismici effettuati nella zona di interesse B/Capo Linaro e nelle zone limitrofe In realtà la linea posta all'estremità nord-occidentale dell area (linea CL7) è distante 600 m da quella precedente (linea CL5) in quanto l interpretazione speditiva fatta a bordo per ottimizzare il piano di rilievi ha consentito l eliminazione di una linea. Le linee programmate (8 linee parallele tra di loro della lunghezza di 3 km e con un'interdistanza di 300 m), infatti, sono state rispettivamente interrotte o prolungate quando ci si è resi conto di essere al di fuori o quando non si era raggiunta la chiusura del deposito; oppure esse sono state eliminate, come nel caso della linea CL6. Nella seconda campagna geofisica (Odin Finder 2001) è stato eseguito un rilievo, con Sub Bottom Profiler, Sparker e Multibeam, a maglia larga sul tratto di piattaforma continentale compreso tra Civitavecchia e Fiumicino. Tali rilievi hanno avuto lo scopo di integrare i dati sismici già esistenti al fine di individuare altri eventuali depositi sabbiosi presenti in questa zona.

2 L interpretazione dei nuovi dati sismici ha confermato che il cuneo deposizionale marino di Capo Linaro rimane l unico deposito di interesse per lo sfruttamento minerario presente su tutto il tratto di piattaforma continentale compreso tra la foce del F. Marta e Torvaianica. In questo rapporto vengono forniti i risultati degli studi di dettaglio effettuati sul cuneo deposizionale marino dove, oltre alla caratterizzazione geofisica e sedimentologica del deposito, si è individuato un sito per il prelievo di inerti. Figura 4.2 Profilo sismico Uniboom D50 (Alpha Centauri) perpendicolare a costa. Si osserva il cuneo deposizionale sabbioso giacente al tetto del substrato acustico (Pietraforte). FONDO DEL MARE PELITI DI PIATTAFORMA SW - NE PROFILO UNIBOOM CUNEO DEPOSIZIONALE MARINO (SABBIA) SUBSTRATO 20 m 450 m 4. 2 Analisi dei dati Riposizionamento dati Loran C Si è cercato di integrare i dati nuovi, localizzati con sistema D.G.P.S. (precisione dell'ordine del metro), con quelli del dicembre 1989 (campagna Alpha Centauri - sigla "D") localizzati con sistema Loran C che ha una precisione che, talora, è risultata essere superiore al chilometro. Per poter determinare con precisione la differenza di posizionamento, sono stati individuati su entrambi i profili sismici tutti i punti cospicui e singolari (rotture di pendio, scarpate in corrispondenza dell'affioramento del substrato ecc.). Si è quindi definita la traslazione necessaria per far coincidere i punti cospicui individuati. Da ciò è stato possibile determinare che i profili localizzati con Loran C nella zona di interesse devono essere traslati verso nord di circa 650 m e verso est di circa 150 m. In Tav. 1 B è riportata sia la posizione originaria sia quella traslata delle linee relative alla campagna Alpha Centauri.

3 Figura. 4.3 Profilo sonar (in alto) e sismico (in basso) rappresentativo del tratto di piattaforma continentale rilevato. Sul profilo sonar si osserva come i sedimenti pelitici siano caratterizzati da una risposta sonar a basso backscatter. Su quello sismico si osservano i principali lineamenti sismostratigrafici: substrato acustico (Pietraforte di età cretacica); serie clinostratificata (pleistocenica); superficie di erosione würmiana creatasi durante l ultimo basso stazionamento del livello del mare ( anni fa) in seguito all emersione della piattaforma continentale; cuneo deposizionale marino, sabbioso, formatosi durante le prime fasi della risalita del livello del mare; lag trasgressivo formatosi durante la risalita del livello del mare; peliti di piattaforma, di probabile origine tiberina (sedimenti alloctoni), depostisi Assetto morfologico nell attuale periodo di alto stazionamento. La carta batimetrica (Tav. 2 B) è stata realizzata con i dati dell'ecoscandaglio multifascia, utilizzando un equidistanza di 1 m. I dati multibeam non erano tarati e per questo sono stati integrati e verificati con i dati Alpha Centauri e con quelli dell I.I.M. L'area rilevata è compresa tra la profondità dei 54 m e quella dei 82 m, con una pendenza media di 0,5-0,7. In realtà la pendenza non è costante ma nella parte più meridionale si hanno pendenze di circa 0,4 (con le isobate regolari con direzione SE-NW), mentre nella parte settentrionale sono superiori a 2 (con isobate più articolate e con andamento E-W). Queste pendenze elevate, che proseguono fino alla linea di costa, sono dovute alla prosecuzione in mare delle formazioni rocciose che costituiscono il capo stesso (formazione della Pietraforte ) e che affiorano sul fondo o sono ricoperte solo da sottile spessore di sedimento Assetto sismostratigrafico Dal punto di vista sismostratigrafico, dai termini più antichi a quelli più recenti, nella zona è possibile distinguere (Fig. 4.2 e Fig. 4.3): Unità sismica superficiale, caratterizzata da trasparenza acustica o da riflettori ad alta continuità con configurazione dei riflettori interni paralleli e concordanti con la superficie di base (drappeggiante), testimonianza di tessiture sottili e sedimentazione per decantazione (peliti di piattaforma). Questa unità nell area rilevata è presente con spessori che variano da 1 m sottocosta fino a 21 m verso il largo (Tav. 3 B). Sulle registrazioni sonar a scansione laterale l'unità sismica superficiale corrisponde a fondali caratterizzati da una risposta a basso backscatter, a differenza dei depositi più grossolani costituenti il cuneo deposizionale marino, che hanno una risposta sonar ad alto backscatter. Cuneo deposizionale marino che costituisce il deposito di interesse per lo sfruttamento minerario. Esso è caratterizzato da scarsa trasparenza acustica al segnale a maggior frequenza e da una geometria interna data da riflettori a bassa ampiezza e continuità, debolmente immergenti verso mare. Si tratta di un cuneo di sedimenti depostisi durante le prime fasi della risalita del livello del mare a ridosso dell affioramento del substrato acustico che, probabilmente, costituiva un paleo promontorio anche

4 di un certo rilievo e in grado di favorire l'accumulo dei depositi litoranei ostacolando e in parte interrompendo il trasporto lungo riva dei sedimenti. La distribuzione degli spessori di questo deposito (Tav. 4 B) disegna una lente asimmetrica allungata in direzione SE-NW, con spessori massimi di 10 m. Mentre verso mare gli spessori diminuiscono in modo graduale, verso terra il limite dell accumulo è improvviso e gli intervalli sono interrotti bruscamente dalla scarpata che costituisce la parte sommersa del paleopromontorio. ig. 4.4 binato Bottom e Scan nologia l sito di L00/1. 50 m IMMAGINE SONAR A SCANSIONE LATERALE ROTTURA DI PENDIO VL00/1 SW - NE PROFILO SUB BOTTOM PROFILER 3,5 khz RUMORE FONDO DEL MARE PELITI DI PIATTAFORMA CUNEO DEPOSIZIONALE MARINO (SABBIA) SUBSTRATO 10 m MULTIPLA DEL FONDO Netta superficie di erosione subaerea, formatasi durante l'emersione della piattaforma nell'ultimo pleniglaciale pleniglaciale Würmiano anni fa), caratterizzata da un forte coefficiente di riflessione (in particolar modo quando incide il substrato acustico) e da una evidente discordanza angolare con i depositi sottostanti. Questa superficie rappresenta un'importante discontinuità stratigrafica, e probabilmente litologica, tra i sedimenti olocenici (prevalentemente pelitici) e i sedimenti più antichi, in

5 50 m IMMAGINE SONAR A SCANSIONE LATERALE ROTTURA DI PENDIO VL00/2 SW - NE PROFILO SUB BOTTOM PROFILER 3.5 khz FONDO DEL MARE PELITI DI PIATTAFORMA LAG TRASGRESSIVO Fig. 4.5 Profilo combinato Sub Bottom Profiler- Side Scan Sonar (tecnologia CHIRP) sul sito di carotaggio VL00/2. CUNEO DEPOSIZIONALE MARINO (SABBIA) SUBSTRATO 10 m RUMORE m

6 50 m IMMAGINE SONAR A SCANSIONE LATERALE Fig. 4.6 Profilo combinato Sub Bottom Profiler- Side Scan Sonar (tecnologia CHIRP) sul sito di carotaggio VL00/3 VL00/3 SW - NE PROFILO SUB BOTTOM PROFILER 3.5 khz FONDO DEL MARE PELITI DI PIATTAFORMA RUMORE LAG TRASGRESSIVO CUNEO DEPOSIZIONALE MARINO (SABBIA) SUBSTRATO 10 m genere appartenenti alla serie clinostratificata pleistocenica, forse in parte litificati. Serie clinostratificata di età pleistocenica con assetto progradante dato da riflettori a grande ampiezza e continuità immergenti verso mare; tale unità non affiora in quanto è ricoperta dai depositi olocenici. Substrato acustico completamente sordo alle prospezioni (mancante di riflessioni interne) e con una superficie di tetto articolata e con un alto coefficiente di riflessione (Fig. 4.2 e 4.3) substrato è attribuibile alla formazione della "Pietraforte" (flysch di natura argilloso-arenacea, di età prevalentemente cretacica) che affiora nell'entroterra tra Capo Linaro e S. Severa. Tale unità affiora sul fondo del mare nella parte nord dell area rilevata e il limite dell affioramento corrisponde al limite verso terra del cuneo deposizionale sabbioso.

7 50 m IMMAGINE SONAR A SCANSIONE LATERALE AFFIORAMENTI DEL SUBSTRATO Fig.4.7 Profilo combinato Sub Bottom Profiler- Side Scan Sonar (tecnologia CHIRP) sui siti di carotaggio VL00/4 e VL00/5 AREA AD ELEVATO BACKSCATTER (sabbie subaffioranti) VL00/4 SW - NE PROFILO SUB BOTTOM PROFILER 3.5 khz VL00/5 LAG TRASGRESSIVO FONDO DEL MARE PELITI DI PIATTAFORMA CUNEO DEPOSIZIONALE MARINO (SABBIA) MULTIPLA DEL FONDO 10 m SUBSTRATO Stratigrafia delle carote Come già detto, nell area in cui è stato individuato il cuneo deposizionale marino sono stati eseguiti 6 vibrocarotaggi. In Tav. 1 B è riportata la loro ubicazione mentre in Tab. 4.1 sono riportate le informazioni relative ai 6 carotaggi mentre le coordinate sono riferite al carotiere. Carota latitudine longitudine prof penetr. recup. % recup. (m) (m) (m) VL00/ '35,56" 11 50'29,77" 53,0 1,70 1,6 91% VL00/ '26,55" 11 50'09,89" 60,5 3,55 3,26 92% VL00/ '19,64" 11 49'51,44" 63,5 3,76 3,47 92% VL00/ '20,95" 11 49'37,58 67,5 2,32 1,83 79% VL00/ '26,24" 11 49'40,61" 65,5 2,50 2,22 89% VL00/ '25,55" 11 49'25,69" 70,5 2,50 1,8 72% Tab. 4.1 Localizzazione dei vibrocarotaggi (Datum WGS84)

8 Per quanto riguarda la qualità dei vibrocarotaggi, purtroppo, essa non è stata sempre soddisfacente. Infatti, in genere, nonostante il vibrocarotiere fosse capace di raggiungere i 6 m di profondità, la penetrazione ottenuta è stata piuttosto scarsa, soprattutto nei depositi a granulometria più grossolana. La massima penetrazione è stata di 3,76 m di cui 2,10 m sono costituiti da sedimento argilloso (Tab. 4.1). 50 m IMMAGINE SONAR A SCANSIONE LATERALE Fig. 4.8 Profilo combinato Sub Bottom Profiler- Side Scan Sonar (tecnologia CHIRP) sul sito di carotaggio VL00/6. VL00/6 AREA AD ELEVATO BACKSCATTER (sabbie subaffioranti) AFFIORAMENTI DEL SUBSTRATO SW - NE PROFILO SUB BOTTOM PROFILER 3,5 khz FONDO DEL MARE PELITI DI PIATTAFORMA LAG TRASGRESSIVO RUMORE CUNEO DEPOSIZIONALE MARINO (SABBIA) SUPERFICIE WURMIANA SUBSTRATO 10 m Come già detto, nell area in cui è stato individuato il cuneo deposizionale marino sono stati eseguiti 6 vibrocarotaggi la cui ubicazione è riportata in Tav. 1B. Le carote hanno lunghezza variabile da 1 m a 3,5 m (Tab. 4.1). Come si può osservare dalle copie delle registrazioni combinate sismiche-sonar dei siti di carotaggio, generalmente vi è buona corrispondenza tra i dati geofisici e la stratigrafie delle carote. 4.10): In generale nelle carote, dall alto verso il basso, è possibile distinguere le seguenti unità (Fig. 4.9 e Unità A (peliti di piattaforma Pp). E l intervallo superiore (variabile da qualche centimetro a oltre due metri) di sedimenti depostisi durante l attuale periodo di alto stazionamento (da anni fa a oggi). Si tratta di sedimenti prevalentemente pelitici alloctoni (argilla e argilla siltosa ricca di sostanza organica) di probabile origine tiberina, in equilibrio con le profondità attuali. Unità B (Lag trasgressivo Lt); è un intervallo sabbioso (con spessori variabili da qualche centimetro ad almeno 50 cm) ricco di frammenti bioclastici, che rappresenta il deposito (lag) lasciato dalla risalita del livello del mare e che si è formato in una posizione distale rispetto al litorale. Questo deposito è costituito prevalentemente da sabbia fine in abbondante matrice argillosa e i bioclasti sono sia sparsi nel sedimento, sia concentrati in livelli centimetrici.

9 Unità C (sabbie fini con matrice argillosa Sf); è un intervallo (con spessore variabile da qualche decimetro a 1,3m) costituito da sabbie a granulometria fine in matrice argillosa con un valore della mediana (D 50 ) di 120 micron (la mediana corrisponde al valore del percentile 50). Unità D (sabbie medio-fini Smf); è un intervallo costituito da sabbie a granulometria mediofine avente un valore di D 50 di 180 micron. Di tale intervallo, definito sabbie medio fini, non è stato mai raggiunta la base e di conseguenza il suo spessore non è quantificabile (il sondaggio VL00/5 lo ha attraversato per circa 2m). La correlazione con i profili sismici; dove non si notano significativi salti di impedenza acustica e quindi significative variazioni litologiche, fa ragionevolmente presupporre che queste litologie si riscontrino fino alla base del cuneo deposizionale ed esse, per la loro granulometria e per la scarsità della matrice più fine, costituiscono l obiettivo minerario principale. Per le analisi granulometriche sono stati campionati solo gli intervalli sabbiosi. In particolare: 2 campioni ( cm di VL00/4 e cm di VL00/6) sono relativi all intervallo peliti di piattaforma ; 2 campioni (2-28 cm di VL00/5 e cm di VL00/6) sono relativi al lag trasgressivo; 3 campioni ( cm di VL00/1, cm di VL00/2 e cm di VL00/3) sono relativi all intervallo sabbie fini in matrice argillosa ; 7 campioni ( / cm di VL00/2, / cm di VL00/3, cm di VL00/4 e / cm di VL00/5) sono relativi all intervallo sabbie medio-fini. Le litologie sono state definite in base alla classificazione binaria (sabbia/pelite) di Nota (1958) e dalla curva di frequenza cumulata probabilistica sono stati calcolati alcuni parametri granulometrici sia con il metodo grafico di Folk-Ward (1957) sia con quello dei momenti (Krumbein & Sloss, 1963).

10 Tabella Parametri granulometrici (sistema di Folk- Ward) dei campioni. Md (mediana)= Ø 50; Mz=valore medio;0 σ 1 =deviazione standard; SkI =Skewness (asimmetria); KG=Kurtosis (appuntimento); * Classificazione di Nota (1958); Unità A =peliti di piattaforma; Unità B =Lag trasgressivo; Unità C =Sabbia fine; Unità D =Sabbia medio-fine.

11 Figura 4. 9 Diagramma fence di correlazione tra le carote. In Tab. 4.2, oltre alla percentuale in sabbia e in pelite (frazione di sedimento inferiore a 63 micron) e a una descrizione del campione (quando si tratta di sabbia questa è stata suddivisa in subpopolazioni secondo la classificazione di Wentworth), sono stati riportati i valori della mediana, del valore medio o mean size (che rappresenta il diametro del centro di gravità della curva di distribuzione della frequenza), della deviazione standard (che è una misura di quanto è espansa la distribuzione di frequenza granulometrica), dell asimmetria (che misura la simmetria della curva di frequenza), della kurtosi (che misura l appuntimento della curva). Dalla Tab 4.2 si può osservare che la percentuale di sabbia dell unità definita sabbie medio fini, principale obiettivo minerario e principale costituente il cuneo deposizionale marino, è variabile tra 85% (VL00/2) e il 98% (VL00/3) e ha granulometrie medie comprese tra i 178 e i 195 micron. Si tratta quindi, in prevalenza, di sabbia fine a classazione variabile e asimmetria positiva o molto positiva (coda delle distribuzioni di frequenza nelle granulometrie più fini).

12 gura 4.10 ione tra i i eseguiti interesse minerario 4. 3 Considerazioni minerarie e conclusioni Lo scopo dei rilievi è stato, oltre quello di individuare altri eventuali depositi presenti nella Zona B Capo Linaro, di localizzare, definire e caratterizzare con precisione il cuneo deposizionale marino individuato al traverso di Capo Linaro e di valutarne l utilizzo ai fini del ripascimento dei litorali in erosione. Le indagini effettuate hanno confermato che questo cuneo deposizionale marino, individuato nella I FASE della convenzione (rapporto definitivo della I FASE luglio 1999) in base a rilievi a scala regionale, rappresenta l unico deposito di interesse per lo sfruttamento minerario su tutto il tratto di piattaforma continentale compreso tra la foce del F. Marta e Torvaianica. Localizzato ad una distanza di circa 2,5 km dalla costa e a un battente d acqua compreso tra i 50 m e i 78 m, esso si estende su di un'area di m 2, ha spessori fino a 10m (cubatura totale di m 3 ) ed è ricoperto da sedimenti pelitici il cui spessore è variabile da qualche decimetro a oltre 17 m. Un deposito per essere economicamente sfruttabile deve avere caratteristiche granulometriche e mineralogiche idonee, una cubatura di almeno di m 3, una copertura pelitica non superiore a 5-6 m e essere localizzato su fondali di profondità non superiore a m.

13 Sulla base di queste considerazioni, dei dati granulometrici (che hanno permesso di definire le caratteristiche del sedimento) e dei dati geofisici (che hanno permesso di definire la geometria del deposito), l'area maggiormente idonea per una eventuale operazione di dragaggio è il poligono riportato in Tav. 5 B i cui vertici hanno coordinate (Datum WGS84). Vertice Latitudine Longitudine A 42 00' 46" 11 48' 55" B 42 00' 25" 11 49' 52" C 42 00' 37" 11 50' 34" D 42 00' 26" 11 50' 34" E 42 00' 11" 11 49' 44" F 42 00' 35" 11 48' 45" Tabella 4.3 Localizzazione del possibile sito di prelievo di inerti nell area B1/Capo Linaro (Datum WGS84) In tale area ampia 400 m ed estesa m (superficie totale m 2 ), sono presenti sabbie di spessore compreso tra i 2 m e i 10 m per un totale di di m 3. Su tale zona le peliti sovrastanti le sabbie hanno spessore compreso tra il decimetro e 6m e un volume di m 3. Per quanto riguarda le profondità, queste sono comprese tra i 50 m e i 74 m e riguardano fondali con pendenza fra 0,6 1. Considerando solo la porzione di poligono con spessore di pelite inferiore a 4 m, la cubatura del deposito sabbioso utilizzabile scende a m 3. Dall analisi delle 6 carote prelevate con vibrocarotiere - la cui posizione è riportata in Tav. 1B e i risultati delle analisi granulometriche nelle schede allegate - è risultato che il primo paio di metri di questo deposito, giacente sotto spessori variabili di pelite, è costituito da un livello superiore, con spessori variabili da qualche decimetro a più di un metro, di sabbia con D 50 = 120 micron e da un livello inferiore, di cui non è stata mai raggiunta la base, di sabbia con D 50 = 180 micron; lo spessore di questo deposito, che è il principale obiettivo minerario, è stato verificato per almeno 2 m, ma probabilmente si estende fino alla base del cuneo deposizionale marino in quanto sulle registrazioni sismiche non si riscontrano significativi salti di impedenza acustica a evidenziare disomogeneità litologiche Le considerazioni sopra esposte si basano sull'elaborazione di dati sismici e di carotaggi che hanno interessato solo la parte sommitale del deposito. Le caratteristiche granulometriche e la geometria ricostruita sismicamente permettono comunque di considerare il deposito utilizzabile ai fini di ripascimento dei litorali. Tuttavia si consiglia fortemente, qualora si optasse per la sua coltivazione, la realizzazione di alcuni vibrocarotaggi con un carotiere di maggior lunghezza (almeno 9 m) al fine di poter definitivamente valicare le interpretazioni qui esposte.