Eventi tettonici e migrazione del sistema fronte deformativo-avanfossa nell'Appennino Settentrionale dal Miocene inferiore al Pliocene inferiore. (1992)

L'evoluzione stratigrafica e strutturale del versante padano dell'Appennino Settentrionale tra il Miocene inferiore ed il Pliocene inferiore è caratterizzata dalla migrazione verso l'esterno della catena dei bacini torbiditici (Flysch), del fronte deformativo compressivo e del conseguente ricoprimento da parte dei complessi liguri ed epiliguri. Nella "zona della Val Marecchia", procedendo da SW a NE si attraversano fasce subparallele a direzione appenninica di età sempre più giovane, separate tra loro da contatti di sovrapposizione tettonica e costituite da unità arenacee risedimentate chiuse da sedimenti marnoso-siltosi. La fascia più sud-occidentale è rappresentata dalle Arenarie del Cervarola-Falterona (Aquitaniano-Langhiano) e dalle Marne di Vicchio (Burdigaliano-Serravalliano), seguita da una seconda di Marnoso-arenacea (Langhiano-Serravalliano) e di "Marne di Verghereto" (Serravalliano-Tortoniano) e infine da quella più esterna di Marnoso-arenacea (Serravalliano-Tortoniano) e di marne dei "ghioli di letto" (Tortoniano-Messiniano inf.). Come si può dedurre dalla loro età le marne legate ai Flysch arenacei sono sia ad essi parzialmente eteropiche (depositi di scarpata a margine del bacino) sia di chiusura della sedimentazione torbiditica.L'evoluzione strutturale della catena è riconducibile, come d'altra parte già riconosciuto da molti autori, ad una tettonica a thrust vergenti a NE, che tendono a raccordarsi nei due livelli principali di scollamento rappresentati dalla Scaglia Toscana-Scaglia Cinerea e dalle più profonde evaporiti triassiche. L'età dei thrust è progressivamente più recente verso NE e la loro formazione è collegabile ad altrettanti eventi compressivi separati da più lunghi periodi di stasi.I rapporti fra tettonica e sedimentazione, anche se un notevole limite alla definizione cronologica degli eventi sopra descritti deriva dalla non precisa datazione dei litosomi risedimentati, possono essere così schematizzati:- il carico tettonico delle falde delimitate dai thrust determina una subsidenza (avanfossa) nella zona esterna a cui si associa ancora più all'esterno un sollevamento periferico (peripheral bulge );- nella zona subsidente s'incanalano le torbide arenacee mentre nelle zone marginali e più elevate si sedimentano marne che rappresentano in buona parte la componente pelitica delle torbide;- la sedimentazione torbiditica viene chiusa da quella marnosa quando l'avanfossa viene ad essere coinvolta nell'attivazione della compressione (fronte deformativo), che porterà alla diretta sovrapposizione delle Liguridi sui depositi marnosi. In alcuni casi l'instabilità del bacino è testimoniata dalla messa in posto di frane sottomarine sia formazionali che extraformazionali che precedono l'arrivo della coltre ligure;- all'esterno del sollevamento periferico, che inizialmente può essere di tipo flessurale, ma che si evolve come thrust nell'evento tettonico successivo, si sviluppa un'area subsidente che diventerà un ulteriore bacino torbiditico, quindi sfasato nello spazio e nel tempo rispetto al precedente, - nei bacini epiliguri gli eventi tettonici corrispondenti alla massima attivazione dei thrust sono registrati da discontinuità nelle sequenze sedimentarie, che possono essere rappresentate da brusche variazioni batimetriche e/o discordanze angolari con o senza emersione (lacune stratigrafiche).Sulla base dei dati raccolti, integrati da quelli bibliografici, sono riconoscibili diversi eventi tettonici compressivi, che vengono datati sulla base dell'età delle marne di chiusura dei bacini torbiditici:1) Evento burdigaliano - caratterizzato dalla sovrapposizione del Macigno del Chianti sulle Arenarie del Cervarola-Falterona (fronte della Falda Toscana AA.) e dalla discontinuità nell'epiligure tra le Formazioni di Antognola (Oligocene sup.-Burdigaliano inf.) e quelle soprastanti di Bismantova-S. Marino (Burdigaliano sup.-Langhiano inf.);2) Evento serravalliano - l'unità Cervarola-Falterona, chiusa dalle Marne di Vicchio, si sovrappone alla Marnoso-arenacea "interna" (Unità del M. Nero e del Castellaccio); le Liguridi si mettono in posto interrompendo la sedimentazione delle Marne di Vicchio. Nell'Appennino bolognese-modenese si ha la messa in posto dell'unità Sestola-Vidiciatico e l'accavallamento delle Arenarie del Cervarola su di essa. Nella successione epiligure tale evento è registrato dalla discordanza con lacuna tra le marne sommitali della Formazione del M. Fumaiolo (Langhiano sup.-Serravalliano inf.) e le sovrastanti Argille di Montebello (Serravalliano sup.-Tortoniano inf.). Per quanto riguarda l'unità di Castel Guerrino, di età serravalliana, riteniamo che possa essere correlabile con i coevi depositi risedimentati delle Arenarie di Suviana-Porretta (Unità Sestola-Vidiciatico) e di M. Coroncina presso Castiglione dei Pepoli e che rappresenti un episodio torbiditico all'interno delle Marne di Vicchio;3) Evento tortoniano - il fronte della compressione porta a sovrapporre la Marnoso-arenacea "interna" con a tetto le Marne di Verghereto sulla Marnoso-arenacea "esterna"; l'arrivo delle Liguridi interrompe la sedimentazione delle Marne di Verghereto, mentre nella successione epiligure l'evento è registrato dalla discontinuità fra le Formazioni di Bismantova e Termina nell'Appennino bolognese-modenese e dalla discordanza con lacuna tra le Argille di Montebello e la sovrastante Formazione di Acquaviva (Tortoniano sup.-Messiniano inf.);4) Evento messiniano inf. - contrariamente a quelli precedenti e ai due successivi, questo sembra avere importanza solo locale, non essendo stato possibile riconoscere all'esterno della Val Marecchia alcun indizio di attività tettonica. Qui si ha la chiusura del bacino torbiditico della Marnoso-arenacea con le marne dei "ghioli di letto", all'interno delle quali sono frequenti frane extraformazionali precedenti l'arrivo della coltre ligure; la Marnoso-arenacea si accavalla in parte sulle proprie marne di chiusura. L'arrivo delle Liguridi interrompe parzialmente la sedimentazione marnosa, che nelle zone adiacenti, sia verso NW che SE passa verso l'alto all'evaporiti. L'evento del Messiniano inf. non ha riscontro nella successione epiligure; a seguito di questo evento, il bacino epiligure perde la propria identità e forma un tutt'uno con quello dei "ghioli": sulle Liguridi e al loro esterno si ha infatti lo stesso tipo di sedimentazione, rappresentata dapprima dalla parte terminale dei "ghioli" e successivamente dalle evaporiti;5) Evento inframessiniano - caratterizzato da discordanze tra depositi evaporitici e postevaporitici (formazioni a Colombacci e S. Donato), che livellano le depressioni e gli alti strutturali formatisi durante l'evento tettonico e dalla chiusura definitiva della sedimentazione torbiditica a provenienza alpina. Il carattere deformativo principale di questo evento sembra essere più plicativo che disgiuntivo e traslativo, come era avvenuto negli altri casi; inoltre, in concomitanza di questo evento, non sembra che la coltre ligure abbia subito un apprezzabile spostamento verso NE;6) Evento pliocenico inf. (Zona a G. puncticulata ) - assume grande rilevanza non solo nella strutturazione dell'area padana, ma anche all'interno della catena. Si accentuano le deformazioni plicative precedentemente abbozzate con il coinvolgimento degli stessi depositi pliocenici, ma il carattere prevalente è di nuovo disgiuntivo e traslativo, con formazione di thrust, e la definitiva messa in posto della coltre della Val Marecchia, che avviene in ambiente subacqueo, dat che su di essa si depositano prismi di accrezione in bacini di tipo piggyback. In base ai dati raccolti viene proposta una ricostruzione paleogeografica, limitata all'intervallo Miocene inf.-Pliocene inf., che tiene conto: a) della formazione nell'avanfossa di bacini torbiditici che, separati l'uno dall'altro, sono legati ed antistanti ai thrust; b) della loro chiusura ad opera prima di depositi marnosi e poi della messa in posto di depositi liguri; c) del loro migrare nel tempo e nello spazio, mano a mano che il fronte della deformazione compressiva si sposta verso l'esterno. Due stadi di evoluzione possono essere riconosciuti nei depositi dell'avanfossa: uno precedente al Messiniano, caratterizzato da apporti di tipo alpino (fase di Flysch) e l'altro, sviluppatosi successivamente, con apporti a direzione appenninica (fase molassica).La tettonica trasversale assume la sua massima rilevanza nel condizionare l'estensione longitudinale dei depositi di chiusura ed in qualche caso dei Flysch dell'avanfossa (Marnoso-arenacea) e nel limitare, lungo un allineamento che corre da Arezzo fino alla valle del Conca, il margine sudorientale delle Liguridi. La tettonica trasversale sembra quindi essere legata (come probabilmente nel caso del Sillaro) al migrare del fronte dei thrust, interessando depositi di età progressivamente più recente e influenzando soprattutto la sedimentazione di quei depositi (marne di chiusura) più direttamente collegati al migrare dell'attività compressiva.