Escursione Anteo Minerali della Maiella: giacimenti di Bitume e Gessi del Miocene. sabato 1 maggio 2010

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1 Escursione Anteo Minerali della Maiella: giacimenti di Bitume e Gessi del Miocene sabato 1 maggio

2 Introduzione L evoluzione geologico-strutturale dell Appennino centrale è frutto della progressiva migrazione verso est del sistema catena, avanfossa, avampaese, a seguito della migrazione del fronte compressivo verso oriente. In particolare l Appennino Centrale è una catena costituita da una serie di sovrascorrimenti adriatico vergenti, che rappresentano il risultato della tettonica compressiva di età mio-pliocenica. Il fronte della tettonica compressiva è progressivamente migrato verso Est dislocando ed impilando falde di ricoprimento costituite dalle successioni carbonatiche marine meso-cenozoiche ed interessando unità terrigene neogeniche di avanfossa progressivamente più giovani (Patacca et al., 1990; Patacca et al., 1992; Cipollari e Cosentino, 1995). Sezione sud ovest nord est dell Appennino centrale. Nell immagine si mette in evidenza la struttura duplex formata dalla Queglia sulla Majella e le altre unità presenti nell area. Unità Majella Il massiccio della Majella è una grossa struttura ad anticlinale tipo box fold a forma di semi duomo, con culminazione assiale in corrispondenza del M.Amaro ed il cui trend strutturale varia da un andamento NWSE, nella parte settentrionale, ad uno N-S, in quella meridionale. L unità Majella è costituita da una potente successione carbonatica estesa dal Trias superiore. al Miocene superiore, all interno della quale le variazioni di facies riflettono movimenti tettonici distensivi giurassico-cretacei e variazioni eustatiche del livello del mare. In generale sono presenti a sud facies di piattaforma protetta seguite da facies di rampa carbonatica prevalentemente di mare basso. Facies di bacino e facies di rampa carbonatica distale affiorano nel settore settentrionale. Nel Miocene inf e nel Tortoniano c è una progradazione verso nord delle facies meno profonde della rampa. Queste ultime vengono ricoperte da marne calcaree bioturbate con echinidi, brachiopodi e lamellibranchi. Seguono i depositi evaporitici messiniani della Formazione Gessoso Solfifera e successivamente peliti con ostracofaune salmastre. Chiude la successione Un flysch pliocenico inferiore. Risalendo il fianco Ovest della Majella si costeggia tutto il sistema di faglie della zona di Caramanico che disloca il contatto che a sud mette in sovrapposizione i calcari del Porrara con i carbonati miocenici della Majella e a nord l'unità della Queglia con l unità della Majella. Questo grande sistema di faglie, nel giro di pochi chilometri, andando verso Nord, passa da un rigetto di qualche centinaio di metri a circa 4000 metri. Si pensa che ciò sia dovuto ad un backthrust profondo, cieco che, a causa del meccanismo di fault propagation folding, ha fatto sollevare la Majella con uno slip rate dell'ordine del cm/anno; questo innalzamento ha provocato quindi dei grossi collassi gravitativi responsabili dell'aumento di rigetto della faglia verso Nord. I gessi A Nord della Majella, nei pressi di S.Valentino, è presente una cava (pagina 3) di gessi appartenenti alla Formazione Gessoso Solfifera, caratterizzata da una sequenza di marne, gessi, e ancora marne lagomare che implica forti contrasti di impedenza acustica che si traducono nelle sezioni sismiche nella classica doppietta a grande ampiezza e bassa frequenza. Il Gesso in geologia, è una roccia sedimentaria di origine evaporitica, il cui costituente principale è dato dall'omonimo minerale (formato da solfato di calcio biidrato), con eventuale presenza accessoria di carbonato di calcio e/o argilla. L'origine di tale roccia è oggetto di teorie che si sono susseguite nel corso del tempo, ma che concordano, in linea generale, nel principio di precipitazione del solfato di calcio attraverso l'evaporazione dell'acqua marina. Il gesso è un minerale molto tenero composto da solfato di calcio bidrato. 2

3 Il nome deriva dal latino gypsum = gesso. Riscaldando il gesso tra 100 C e 150 C (la temperatura ottimale è 128 C) si elimina parte dell'acqua (circa il 75%) presente nella struttura chimica, ottenendo una roccia idratata. La temperatura ed il tempo necessario dipendono dalla pressione parziale ambientale dell'acqua. Le temperature superiori a 170 C sono usati nella calcinazione industriale. La reazione per la disidratazione parziale è: CaSO4 2H2O + calore CaSO4 ½H2O + 3½H2O (vapore). Il minerale parzialmente disidratato è chiamato emiidrato del solfato del calcio o gesso calcinato (conosciuto comunemente come intonaco di Parigi). Se la cottura avviene a 168 C si ha una totale perdita dell'acqua: CaSO4 2H2O + calore CaSO4 + 2H2O (vapore). Entrambi sono processi reversibili. La disidratazione (specificamente conosciuta come calcinazione) comincia a circa 80 C, anche se in aria asciutta, una certa disidratazione avviene già a 50 C. L'energia termica apportata al gesso (il calore di idratazione) tende ad allontanare l'acqua (come vapore acqueo) piuttosto che ad aumentare la temperatura del minerale. È solubile in acqua calda e in acido cloridrico; entrambe le soluzioni possono presentare un colore rossoarancio tipico. Formula chimica CaSO4 2(H2O) Formazione gessoso-solfifera La Formazione Gessoso Solfifera è una definizione geologica utilizzata per indicare sedimenti evaporitici primari e secondari di età miocenica superiore situati nell'area appenninica, presenti dal Piemonte all'emiliaromagna, Abruzzo, Marche e Toscana, e poi in Sicilia e Calabria. Si tratta di depositi di gesso, calcari solfiferi, salgemma e altri sali in quantità inferiore risalenti al periodo Messiniano (ca. 6-5 milioni di anni fa). All'origine della formazione gessoso-solfifera vi è un evento tettonico localizzato nel Mediterraneo occidentale che causò il sollevamento di una soglia e la conseguente chiusura dello stretto di Gibilterra. L'assenza di comunicazioni con le acque oceaniche roccia serbatoio. Nell immagine è possibile osservare la presenza di fossili imbibiti di bitume 3

4 atlantiche determinò condizioni di ipersalinità nel Mediterraneo e la sua tendenza al prosciugamento: l'intensa evaporazione favorì la formazione di pozze salmastre dove si depositarono grosse quantità di sali: principalmente gesso (solfato di calcio) e cloruri. Il fenomeno, noto come Crisi di salinità del Messiniano, ebbe una ciclicità tale da formare più di quindici depositi gessosi spessi fino a 20 metri, alternati a livelli sottili di argille bituminose. all'inizio del Pliocene (ca. 5 milioni di anni fa), un ulteriore evento tettonico abbassò il livello della soglia, generando la riapertura dello stretto di Gibilterra, generando un'improvvisa ingressione di acque oceaniche del bacino del Mediterraneo e ricoprendo i sedimenti evaporitici con sedimenti di mare profondo: principalmente carbonati pelagici e argille fini. Nel Quaternario, durante le fasi terminali dell'orogenesi appenninica il fondo marino si sollevò, formando l'attuale catena appenninica. I movimenti tettonici, particolarmente intensi verso la Pianura padana con formazione di pieghe e faglie, portarono all'esposizione e alla parziale erosione dei depositi messiniani, che oggi affiorano attualmente in modo estremamente discontinuo lungo quasi tutta la catena appenninica. La formazione è presente anche nel sottosuolo della Pianura padana, ricoperta prima dai depositi pliocenici e quindi da quelli alluvionali quaternari, e sotto il fondale del Mare Adriatico. Il Bitume e gli Idrocarburi Sempre nella parte nord della Majella si può osservare un affioramento di calcari bituminosi ad elevata porosità primaria ed un alto contenuto di rudiste. Nello schema di pagina 4 viene invece descritto il processo Schema del processo di formazione della mineralizzazione a bitume. Nell immagine si nota la formazione del serbatoio e la successiva erosione del tappo. di formazione di questo ex campo mineralizzato ad olio. Durante il sollevamento della Majella, il petrolio è migrato verso l'alto dove ha incontrato un livello impermeabile che ha agito da tappo al serbatoio, successivamente la trappola è stata erosa e il petrolio si è trasformato per ossidazione in bitume. Col termine bitume si intende una miscela di idrocarburi naturali o residuati derivanti dalla distillazione o raffinazione del greggio. Il bitume, come il catrame, l'asfalto e la pece di catrame, fa parte della categoria dei materiali bituminosi. I Bitumi possono essere naturali o artificiali. I bitumi naturali sono molto diffusi sulla crosta terrestre. 4

5 Costituiscono in qualche caso il materiale impregnante di molte rocce di tipo sedimentario (arenarie e calcari), (in questo caso si parla di asfalti naturali), oppure si presentano sotto forma di vene o sacche nel sottosuolo o come affioramenti superficiali di estensione variabile, veri e propri laghi, alimentati da vene sotterranee. I bitumi naturali si trovano a Trinidad, nel Venezuela, in Messico, a Cuba, nel Colorado e in svariati altri paesi. Scopi dell'escursione Lo scopo dell'escursione del 1 maggio 2010 è di individuare cave o affioramenti adatti alla ricerca di minerali rari ed cristallizzazioni particolari di gesso, calcite e zolfo nelle località visitate. Si ricorda che l'associazione Anteo è impegnata nella realizzazione del primo volume iconografico dei minerali D'Abruzzo e che quindi anche ritrovamenti di croste o piccolissimi minerali particolari e poco conosciuti sono molto importanti. Elenchiamo i minerali che potrebbero essere ritrovati durante l'escursione: gesso calcite zolfo rame pirite quarzo calcopirite malachite celestina mica mineralizzazioni derivate dal contatto bitume-asfalto-roccie imbibite di acqua, questa particolare caratteristica può dar origine a minerali particolari definiti organici o con caratteristiche molto inusuali, si presentano di solito come incrostazioni ecc.. di una superficie di roccia e molte volte non possiedono colore, risultano bianchi o semi opachi. Infine ricordiamo che la lista dei minerali pubblicata ad oggi dei minerali abruzzesi è la seguente: andradite "apatite" calcite "clinopyroxene" diopside glauconite gypsum haüyne kalsilite magnetite "Mg-mica" "olivine" quartz refikite spinel noterete che è molto corta e che possiamo aggiungere già alcuni elementi nuovi emersi dalle nostre ricerche 5

6 degli anni passati. Note e appunti 6

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