Tema della ricerca: Ruolo della tettonica sindeposizionale e della circolazione dei fluidi su geometria, facies e diagenesi dei corpi sedimentari

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1 Ambito della ricerca: Analisi dei bacini sedimentari Tema della ricerca: Ruolo della tettonica sindeposizionale e della circolazione dei fluidi su geometria, facies e diagenesi dei corpi sedimentari Componenti e collaborazioni: Anna d Atri, Francesco Dela Pierre, Luca Martire, Simona Cavagna, Carlo Bertok, Nicolò Incerpi, Marcello Natalicchio, Fabrizio Piana e Luca Barale (CNR-IGG Torino), Daniel Birgel e Joern Peckmann (Vienna), Gianreto Manatschal (Strasbourg), Christoph Spötl (Innsbruck), Stefano Bernasconi (Zurich) Descrizione della ricerca: La tettonica esercita un controllo fondamentale su nascita ed evoluzione dei bacini sedimentari. In particolare l attività di faglie agisce sia generando una topografia che condiziona composizione, facies e spessore dei sedimenti, sia creando vie di risalita di fluidi. Queste tematiche sono state affrontate in due aree molto diverse per età dei fenomeni, contesto geologico e caratteristiche dei fluidi. La prima è il Monferrato dove la successione sedimentaria terrigena Oligo-Miocenica presenta masse da metriche a ettometriche interessate da una anomala cementazione e in certi casi anche dalla concentrazione di bivalvi lucinidi che in ambienti attuali vivono in corrispondenza di emissioni sul fondo marino di fluidi ricchi di CH4. La degradazione ad opera di batteri di questi idrocarburi gassosi produce un aumento dell alcalinità e la precipitazione nei pori e in fratture presenti nei sedimenti di carbonati (aragonite, calcite, dolomite) che presentano valori molto bassi del δ13c (da 20 fino a -50 PDB). La seconda area si trova nelle Alpi Marittime nei Domini Brianzonese e Provenzale. Questi sono costituiti da successioni Mesozoiche prevalentemente carbonatiche. Nel Massiccio del Marguareis il controllo della tettonica è documentato da contatti stratigrafici anomali di marne cretaciche su paleoscarpate sviluppate a spese paleofaglie che esumavano dolomie triassiche o vulcaniti Permiane. Nel Dominio Provenzale le successioni TriassicoCretaciche presentano passaggi rapidi da piattaforma a scarpata e importanti lacune stratigrafiche. Sono inoltre presenti corpi dolomitici subverticali, brecciati, con abbondante dolomite a sella, e databili al Cretacico inf. Ciò suggerisce una circolazione lungo faglie di fluidi caldi ( sulla base di analisi delle inclusioni fluide) che testimonia un origine profonda e/o gradienti termici insolitamente alti riconducibili all evoluzione tettonica della porzione distale del margine continentale europeo cui l area studiata apparteneva. Sono state recentemente avviate ricerche sul tema delle interazioni tra rocce carbonatiche e fluidi idrotermali anche in altri esempi di margini distali (Alpi svizzere, Pirenei). Laboratori del DST utilizzati: SEM-EDS, Taglio rocce e preparazion campioni per peels Prodotti della ricerca: CLARI P., CAVAGNA S., MARTIRE L. & HUNZIKER J. (2004) - A Miocene mud volcano and its plumbing system: a chaotic complex revisited (Monferrato, NW Italy). Jour.Sed.Res., 74, PIANA F., MUSSO A., BERTOK C., D ATRI A., MARTIRE L., PEROTTI E., VARRONE D. & MARTINOTTI G. (2009) - New data on post-eocene tectonic evolution of the External Ligurian Briançonnais (Western Ligurian Alps). Ital.J.Geosci. (Boll.Soc.Geol.It.), 128,

2 CLARI P., DELA PIERRE F., MARTIRE L. & CAVAGNA S. (2009) - The Cenozoic CH4-derived carbonates of Monferrato (NW Italy): a solid evidence of fluid circulation in the sedimentary column. Marine Geology, 265, DELA PIERRE F., MARTIRE L., NATALICCHIO M., CLARI P. & PETREA C. (2010) - Authigenic carbonates in the Upper Miocene sediments of the Tertiary Piedmont Basin (NW Italy): vestiges of an ancient gas hydrate stability zone? Geol.Soc.Am.Bull., 122, MARTIRE L., NATALICCHIO M., PETREA C., CAVAGNA S., CLARI P., & DELA PIERRE F. (2010) Petrographic evidence of the past occurrence of gas hydrates in the Tertiary Piedmont Basin (NW Italy). GeoMar-Lett., 30, BERTOK C., MARTIRE L.., PEROTTI E., D ATRI A. & PIANA F. (2011) Middle-Late Jurassic syndepositional tectonics recorded in the Ligurian Briançonnais succession (Marguareis Mongioie area, Ligurian Alps, NW Italy). Swiss Jour. Geosci, 104, PEROTTI E., BERTOK C., D ATRI A., MARTIRE L.., PIANA F. & CATANZARITI R. (2012). A tectonically-induced Eocene sedimentary mélange in the West Ligurian Alps, Italy. Tectonophysics, , BERTOK C., MARTIRE L.., PEROTTI E., D ATRI A. & PIANA F. (2012). Km-scale paleoescarpments as evidence for Cretaceous sinsedimentary tectonics in the external Briançonnais Domain (Ligurian Alps, Italy). Sedimentary Geology, 251, NATALICCHIO M., BIRGEL D., DELA PIERRE F., MARTIRE L., CLARI P., SPÖTL C. & PECKMANN J. (2012). Polyphasic carbonate precipitation in the shallow subsurface: insights from microbially-formed authigenic carbonate beds in upper Miocene sediments of the Tertiary Piedmont Basin (NW Italy). Palaeogeogr. Palaeoclimat.Palaeoecol., , BARALEL., BERTOK C., D ATRI A., DOMINI G., MARTIRE L. & PIANA F. (2013). Hydrothermal dolomitization of the carbonate Jurassic succession in the ProvençalDauphinois and Subbriançonnais Domains (Maritime Alps, North-Western Italy). C.R. Geoscience, 345, NATALICCHIO M., DELA PIERRE F., CLARI P., BIRGEL D., CAVAGNA S., MARTIRE L. & PECKMANN J. (2013). Hydrocarbon seepage during the Messinian salinity crisis in the Tertiary Piedmont Basin (NW, Italy) Palaeogeogr. Palaeoclimat.Palaeoecol., 390, p MARTIRE L., BERTOK C., D ATRI A., PEROTTI E., PIANA F. (2014) Selective dolomitization by syntaxial overgrowth around detrital dolomite nuclei: a case from the Jurassic of the Ligurian Brianconnais (French-Italian Ligurian Alps). Journ. Sed. Res. 84, PIANA F. BATTAGLIA S., BERTOK C., D ATRI A., ELLERO A., LEONI L., MARTIRE L. & PEROTTI E. (2014) Illite and chlorite cristallinity as a constraint for the kinematic evolution of the External Briançonnais front in the Western Ligurian Alps (NW Italy). Ital.J.Geosci, 133,

3 Referente del gruppo: Luca Martire Fig.1 Modelli interni di bivalvi (Lucina) in blocchi di calcari marnosi metano-derivati imballati entro peliti Plioceniche (Verrua Savoia, TO). Fig. 2 Dicchi clastici e vene all interno di arenarie intensamente cementate (cava abbandonata ad Alfiano Natta, AL)

4 Fig. 3 Colle del Pas (Massiccio del Marguareis, CN): i sedimenti cretacici (FU) ed eocenici (CMC) poggiano con un contatto stratigrafico anomalo sulle vulcaniti Permiane (V) da cui sono separate da un sottile livello di brecce sedimentarie (br). (QPN: quarzareniti del Triassico inf.) Fig. 4 Intensa fratturazione e brecciatura dei calcari del Giurassico sup.: le vene e il cemento delle brecce è costituito da dolomite. (Palanfrè, CN)

5 Fig. 5 Aspetto in sezione sottile del cemento delle brecce di Fig. 4. Si noti la zonatura dei cristalli di dolomite che testimonia più fasi di precipitazione.