CONTROLLING FACTORS ON THE DEPOSITIONAL ARCHITECTURE OF CARBONATE SYSTEMS: SEDIMENTOLOGY, FACIES, GEOMETRY, DIAGENESIS AND GEOCHEMISTRY OF EASTERN SARDINIA JURASSIC CARBONATES
Creators: name: NEMBRINI, MATTIA
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2021

description: L?evoluzione temporale e spaziale delle piattaforme carbonatiche e delle biocostruzioni � controllata dall?interazione di fattori globali (clima, variazioni eustatiche), regionali (tettonica) e fattori ambientali locali (nutrienti, penetrazione della luce e profondit�) che influiscono sulle variazioni dell?accomodamento e la natura delle carbonate factories. La riorganizzazione delle placche tettoniche legata all?apertura della Tetide Alpina e le variazioni climatiche hanno influenzato direttamente le successioni carbonatiche Giurassiche, le quali registrano uno dei maggiori momenti di abbondanza e distribuzione di reef a coralli, spugne e microbialiti. Questo studio si focalizza sulla successione carbonatica del Giurassico Medio-Superiore della Sardegna orientale e la sua evoluzione nello spazio e nel tempo in termini di composizione e architettura delle facies, caratteristiche della carbonate factory e geometria del profilo deposizionale attraverso quattro fasi deposizionali. Le caratteristiche sedimentologiche e l?et� di queste fasi deposizionali sono state approfondite attraverso dettagliate analisi di facies e microfacies, analisi geochimiche, diagenetiche e degli isotopi dello stronzio, nuovi dati biostratigrafici e precedenti studi litostratigrafici. La fase 1 (Calloviano-Oxfordiano medio) � caratterizzata da una rampa carbonatica dominata da grani rivestiti costituita da shoals a ooidi nella rampa interna e packstone peloidali nella rampa media e esterna. La fase 2 (Oxfordiano superiore-Kimmeridgiano superiore) registra l?evoluzione di una rampa carbonatica caratterizzata dalla presenza di tre tipi di biocostruzioni distribuite lateralmente lungo il profilo batimetrico, le cui caratteristiche sono controllate dall?interazione tra energia idrodinamica dell?ambiente e penetrazione della luce. Le biocostruzioni di tipo 1 (spessore 45 m, larghezza 100 m) sono costituite da boundstone e rudstone-grainstone a coralli e stromatoporoidi e colonizzano la rampa media prossimale. Le biocostruzioni di tipo 2 (spessore: 1-2 m, larghezza: 3-4 m) consistono di corpi lenticolari costituiti da boundstone a coralli, spugne calcaree e bivalvi diceratidi (compresi stromatoporoidi e spugne chetetidi) associati a packstone-grainstone bioclastici ed occupavano la rampa media distale. Le biocostruzioni di tipo 3 (1 m di spessore e pochi metri di larghezza) sono costituite da boundstone a spugne calcaree e silicee e coralli associati a packstone-grainstone bioclastici ed occupavano la rampa media distale e la rampa esterna. L?evoluzione dalla fase 1 alla fase 2 � legata all?espansione globale dei reef a coralli, stromatoporoidi, spugne calcaree e silicee e microbialiti durante il periodo Oxfordiano medio-Kimmeridgiano superiore dovuto ad una risalita eustatica e a variazioni climatiche. La fase 3 (Kimmeridgiano superiore) � successiva ad un abbassamento relativo del livello marino probabilmente dovuta a tettonica estensionale testimoniata da una superficie di esposizione subaerea al di sopra della fase 2. Durante la fase 3 nella rampa interna prossimale si sono depositate facies peritidali, mentre la rampa media distale � dominata da facies con grani rivestiti rimaneggiati (ooidi e oncoidi). L?et� della fase 3 � stata revisionata rispetto ai lavori precedenti e assegnata al Kimmeridgiano superiore sulla base delle analisi sugli isotopi dello stronzio e nuovi dati biostratigrafici, in particolare in base alla presenza del foraminifero bentonico Alveosepta jaccardi. Il tetto della fase 3 � caratterizzato da un altro evento di esposizione subaerea registrato anche in coevi sistemi deposizionali Tetidei con una unconformity regionale attribuita a tettonica estensionale. L?inizio della fase 4 (Titoniano) � caratterizzato da depositi bacinali trasgressivi seguiti dalla ripresa della carbonate factory di reef. Questa fase � caratterizzata da un cambiamento della geometria deposizionale da rampa carbonatica a piattaforma ad alto rilievo con uno slope alto circa 70 m e inclinato di 3-15�. I depositi bacinali della fase 4 sono costituiti da mudstone, wackestone e siltstone e brecce litoclastiche con clasti risedimentati da meccanismi di debris flow e provenienti da ambienti meno profondi. Grainstone bio-intraclastici, wackestone con Clypeina jurassica, wackestone e floatstone con oncoidi e packstone/grainstone peloidali sono risedimentati da ambienti di piattaforma interna. Le brecce di debris-flow includono anche clasti provenienti da biocostruzioni Titoniane sviluppate durante la fase 4, differenti dalle biocostruzioni Oxfordiano-Kimmeridgiane della fase 2. Boundstone a coralli, spugne calcaree e microbialiti e boundstone a Bacinella irregularis costituivano biocostruzioni in ambienti ben illuminati di bassa profondit� al margine della piattaforma della fase 4, mentre biocostruzioni nella parte superiore dello slope erano costituite da boundstone a spugne calcaree, Crescentiella morronensis e coralli e boundstone a spugne silicee. La trasgressione e la ripresa della carbonate factory di reef all?inizio della fase 4 sono state attribuite al Titoniano inferiore in accordo con nuovi dati biostratigrafici grazie al ritrovamento di ammoniti nelle facies bacinali. Questi eventi deposizionali sono stati probabilmente innescati da contemporanea instabilit� tettonica e innalzamento eustatico che hanno favorito l?instaurarsi di condizioni ottimali per lo sviluppo dei reef della fase 4. I principali fattori di controllo dell?evoluzione della successione carbonatica Calloviano-Titoniano della Sardegna orientale sono: i cambiamenti globali delle carbonate factories con lo sviluppo di biota di reef (Oxfordiano superiore), la tettonica estensionale regionale registrata sul margine Europeo della Tetide Alpina che ha influenzato cambiamenti relativi del livello marino e accomodamento (Kimmeridgiano superiore) e innalzamenti globali del livello marino (Oxfordiano superiore e Titoniano inferiore). L?evoluzione diagenetica per ogni fase deposizionale � stata ricostruita tramite analisi petrografiche, in catodoluminescenza e analisi degli isotopi stabili di carbonio e ossigeno. Le facies della fase 1 sono caratterizzate da dolomitizzazione avvenuta durante la diagenesi di seppellimento, costituita da dolomite luminescente zonata formatasi nella porzione inferiore della successione nei pressi del basamento Ercinico e da cemento calcitico blocky e microsparite precipitati in ambiente di seppellimento o durante la telogenesi meteorica. Le facies deposte durante la fase 2 sono caratterizzate da cemento fibroso isopaco precipitato durante la diagenesi marina precoce, dolomitizzazione di seppellimento e cemento calcitico blocky e microsparite precipitati in ambiente di seppellimento o durante la telogenesi meteorica. Le facies della fase 3 sono caratterizzate da cementazione marina precoce da parte di cemento fibroso isopaco nelle facies di rampa media e da cementazione meteorica vadosa precoce da parte di cemento micritico a menisco e pendant nelle facies di piattaforma interna. La parte superiore delle facies della fase 3, nei pressi della superficie di esposizione subaerea, � caratterizzata da dolomitizzazione dovuta a brine evaporitiche in ambiente supratidale come dimostrato dalle caratteristiche petrografiche e dalla composizione isotopica di carbonio e ossigeno. Cemento calcitico blocky, cemento equigranulare a grana fine e microsparite precipitati in ambiente di seppellimento o di telogenesi meteorica caratterizzano le facies di fase 3. Le facies deposte durante la fase 4 sono caratterizzate da cementazione precoce marina con cemento fibroso isopaco e meteorica vadosa con cemento micritico a menisco. Anche le facies di fase 4 sono dolomitizzate per via dell?effetto di brine evaporitiche nei pressi della superficie di esposizione subaerea. Inoltre sono caratterizzate da cemento blocky e microsparite precipitate in ambiente di seppellimento e durante la telogenesi meteorica. Questo studio mette in luce come la tettonica globale e regionale, l?eustatismo e i cambiamenti delle carbonate factories influenzano l?evoluzione dei sistemi deposizionali carbonatici e lo sviluppo dei reefs durante il Giurassico integrando dati di terreno, petrografici, biostratigrafici, diagenetici e geochimici. I risultati hanno implicazioni nella comprensione di come le piattaforme carbonatiche e gli organismi costruttori di reef rispondono ai cambiamenti ambientali, climatici e di accomodamento nel record geologico.