Correlazioni mediante l’analisi 87Sr/86Sr sugli strati calcareo marnosi del gruppo del Cilento e sue implicazioni
Creators: name: Danna, Massimo
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2006

description: In questo lavoro è stato condotto uno studio cronostratigrafico e di correlazione sui megastrati calcareo-marnosi (“fogliarine Auctt.”) delle formazioni del “Gruppo del Cilento” (sensu Nardi et alii, 2003) e della formazione di Albidona Auctt., e sui livelli calcareo-marnosi più o meno litoidi, di spessore variabile da centimetrico a metrico, intercalati a diverse altezze stratigrafiche nelle suddette formazioni, utilizzando il rapporto degli isotopi 87Sr/86Sr.
La stratigrafia isotopica dello stronzio ha avuto un importante sviluppo negli ultimi dieci anni, rivelando grandi potenzialità per la correlazione e la cronostratigrafia delle rocce sedimentarie (Miller et alii, 1991; McArthur, 1994; McArthur et alii, 2000, 2004; Barbieri et alii, 2003; Matano et alii, 2005). L’utilizzo dei valori misurati del rapporto 87Sr/86Sr, per correlazioni di tipo stratigrafico e per ricostruzioni cronostratigrafiche, si basa sul fatto che le acque di mare hanno una composizione omogenea (dimostrata dalla misura di rapporti effettuata in organismi marini attuali degli oceani e dei mari della terra), che è variata nel tempo. Confrontando il rapporto 87Sr/86Sr, misurato sui minerali, sui gusci di fossili o su una frazione in toto di una roccia sedimentaria formatasi in ambiente marino, con una curva dettagliata della variazione nel tempo del rapporto 87Sr/86Sr, è possibile ottenere l’età della roccia. Inoltre, il rapporto 87Sr/86Sr può essere usato anche per correlare sezioni stratigrafiche e sequenze sedimentarie formatesi in ambiente marino mediante il confronto dei valori determinati del rapporto87Sr/86Sr su singoli strati.
Tale metodologia geochimica è stata applicata su sedimenti delle Formazioni di Pollica, San Mauro ed Albidona appartenenti al Gruppo del Cilento ed affioranti in Cilento ed al confine-calabro lucano; in particolare  sui megastrati calcareo-marnosi (“fogliarine Auctt.”) tipici delle Formazioni di San Mauro ed Albidona, che, per le loro peculiarità di messa in posto (torbiditi) e di distinguibilità litologica e tessiturale, vengono già normalmente utilizzati in letteratura come marker stratigrafici e quindi come elementi di correlazione. Inoltre, si è cercato di datare numerosi livelli calcareo-marnosi più o meno litoidi, di spessore variabile da centimetrico a metrico, intercalati a diverse altezze stratigrafiche lungo le successioni studiate. In particolare, solo in questi livelli, si è sempre campionato la porzione sommitale degli strati, e si è cercato, inoltre di invidiare eventuali livelli emipelagici (se deposti e/o conservati), perché tali depositi consentono con maggiore probabilità di avere indicazioni sull’età della messa in posto del sedimento non risedimentato.
Per tutti i campioni, dopo essere stati opportunamente trattati, è stato misurato il rapporto isotopico 87Sr/86Sr.
Tutti i dati delle determinazioni isotopiche effettuate sono caratterizzati da un errore di 2σ, pari a  0.00002, e risultano ampiamente attendibili dal punto di vista analitico.
I risultati delle analisi del rapporto 87Sr/86Sr relativi ai livelli campionati nelle Arenarie di Pollica (sensu Nardi et alii, 2003), nell’area tipo di M.te della Stella, risultano molto variabili e non corrispondenti a nessun valore dell’acqua di mare del Fanerozoico. Ciò, probabilmente, è dovuto ad intensi processi diagenetici, accompagnati verosimilmente da circolazione di fluidi acquosi, che hanno modificato il rapporto isotopico marino originario. Tutto ciò sembra in accordo con le caratteristiche fisiche del sistema deposizionale che caratterizzano la Formazione delle Arenarie di Pollica (sensu Nardi et alii, 2003, Cavuoto et alii, 2004). Infatti, si tratta di depositi torbiditici caratterizzati da livelli conglomeratici ed arenaceo-grossolani o caotici, con rapporto A/P&gt;1, che potrebbero aver facilitato la circolazione di fluidi.
I dati delle determinazioni isotopiche del rapporto 87Sr/86Sr condotte sia sui numerosi megastrati (“fogliarine Auctt.”) sia sui livelli calcareo-marnosi della Formazione di San Mauro e della Formazione di Albidona Auctt., sono molto differenti da quelli ottenuti per i campioni delle Arenarie di Pollica (sensu Nardi et alii, 2003), infatti, presentano una bassa variabilità. In particolare, i dati ottenuti dall’analisi del rapporto 87Sr/86Sr sulle porzioni sommitali dei livelli calcareo-marnosi più o meno litoidi, di spessore variabile da centimetrico a metrico, intercalati a diverse altezze stratigrafiche nella Formazione di San Mauro, danno valori pari a 0,70885±0,00002. Questi valori, riportati nelle curve di McArthur and Horwarth (2004), indicano un’età di 13 Ma (Miocene medio), in accordo con le datazioni biostratigrafiche della Formazione di San Mauro realizzate da diversi autori (Bonardi et alii, 1988; Amore et alii, 1988; Russo et alii, 1995; Zuppetta e Mazzoli, 1997; Nardi et alii, 2003; Cammarosano et alii, 2004; Cavuoto et alii, 2004, Martelli &amp; Nardi, in stampa). Invece, i dati del rapporto 87Sr/86Sr ottenuti sui campioni prelevati sui tre livelli delle “fogliarine Auctt.” della Formazione di San Mauro, nelle sezioni di M.te della Stella, di M.te Sacro, di M.te Centaurino, e della Formazione di Albidona, nella sezione di M.te Capo dell’Uomo, danno valori pari a 0,70834±0,00002, che riportati sempre nelle curve di McArthur and Horwarth (2004) indicherebbero un’età miocenica inferiore (21 Ma). Un’età, quindi,  più antica rispetto all’età biostratigrafica di entrambe le formazioni. Ciò, unitamente ai dati biostratigrafici di letteratura, che riportano la presenza di prevalenti faune rimaneggiate oligo-mioceniche, confermerebbe che tali depositi sono risedimentati. Il valore fornito dall’analisi del rapporto 87Sr/86Sr rappresenterebbe l’età di formazione del sedimento che incide in misura maggiore nel determinare i valori dello Sr dell’acqua di mare al momento della formazione della source rock
In letteratura, in corrispondenza dell’età di 21 Ma (Miocene inferiore), viene riportata un periodo di diminuzione di pCO2 (Pagani et alii, 1999; Pearson &amp; Palmer, 2000) che avrebbe favorito la produzione di abbondante materiale carbonatico, che non diagenizzandosi completamente avrebbe potuto essere coinvolto più facilmente in processi di rideposizione, andando a costituire il materiale sorgente dei megastrati calcareo-clastici (“fogliarine Auctt.”).
I valori delle misurazioni effettuate su tutti megastrati calcareo-clastici (fogliarine Auctt.) cadono nell’interno dell'area del picco della curva delle anomalie di questo evento (picco di minimo della pCO2). Il che starebbe ad indicare che la quasi totalità del materiale calcareo fossile  costituente le fogliarine si è formato proprio in corrispondenza di questo evento eccezionale.
I valori ottenuti per il Gruppo del Cilento e per la Formazione di Albidona, hanno suggerito di ampliare lo studio fino al Flysch di Reitano, affiorante in Sicilia, perché anche in questa formazione, anch’essa miocenica (Grasso et alii, 1999), sono presenti depositi calcareo-marnosi risedimentate, dalle caratteristiche litologiche simili alle “fogliarine Auctt.” (Cavuoto, 2003). Qui sono state campionate due diverse sezioni: Reitano e Capizzi. I dati del rapporto 87Sr/86Sr ottenuti per i campioni dei livelli calcareo-marnosi inferiori di spessore decametrico della sezione di Reitano danno valori pari a 0,70797±0,00002, mentre quelli relativi ai livelli superiori danno valori pari a 0,70818±0,00002. Questi dati riportati nelle curve di McArthur and Horwarth (2004), indicherebbero rispettivamente un’età di 30 Ma e di 25 Ma. Lungo la sezione di Capizzi i dati del rapporto 87Sr/86Sr ottenuti forniscono, sia per il livelli inferiori sia per quelli superiori, valori pari a 0,70818±0,00002, che riportati nelle curve di McArthur and Horwarth (2004) indicherebbero un’età di 25 Ma.
In definitiva, si nota che  i valori delle misurazioni effettuate su tutti megastrati calcareo-clastici (fogliarine Auctt.) del Cilento e del confine calabro lucano cadono all’interno dei picchi di minimo della pCO2, stando così ad indicare che la quasi totalità del materiale calcareo fossile sorgente si è formato proprio in corrispondenza di questi eventi straordinari.
Alla luce di questi dati fin qui forniti si può affermare che questo studio offre un nuovo contributo per le correlazioni e lo studio di questi tipi di depositi. Infatti, i megastrati calcareo-marnosi (“fogliarine Auctt.”), oltre a rappresentare dei marker litostratigrafici per la Formazioni di San Mauro e per la Formazione di Albidona, sono risultati anche dei marker cronostratigrafici particolari, in quanto registrano l’età di formazione del materiale sorgente.