Calcari e Marne a Posidonia

CALCARI E MARNE A POSIDONIA

Introduzione

La formazione dei Calcari e Marne a Posidonia rappresenta un’unità litostratigrafica (corpo roccioso separabile da quelli adiacenti in base alle caratteristiche litologiche ed alla posizione stratigrafica) della nota Successione Umbro-Marchigiana, ben esposta nelle principali dorsali carbonatiche (allineamento di monti costituiti da rocce con carbonato di calcio) dell’Appennino centro-settentrionale. Questa unità è stata studiata principalmente nell’Appennino Umbro-Marchigiano, dove sono localizzate le più importanti sezioni stratigrafiche di riferimento (Centamore et alii, 1971; Cecca et alii, 1990).
La formazione dei Calcari e Marne a Posidonia testimonia la sedimentazione di fanghi carbonatici, cioè in origine sedimenti fatti da particelle microscopiche di carbonato di calcio, avvenuta in un intervallo di tempo compreso tra il Toarciano superiore e il Bajociano, e più in particolare tra i 176 e i 168 milioni di anni fa circa (Ogg et alii, 2016). Lo spessore dei Calcari e Marne a Posidonia varia da pochi metri nella valle del Fiume Burano a circa 70 m nella contigua valle del Fiume Bosso.
La caratteristica principale di questa unità litostratigrafica è la presenza di abbondanti resti di bivalvi pelagici a guscio sottile (le cosiddette “posidonie”, chiamati anche informalmente “filaments”), riconoscibili solo mediante l’utilizzo di una lente d’ingrandimento o al microscopio ottico. Eccezionalmente possono essere riconosciute sulle superfici degli strati soggetti agli agenti meteorici a causa della maggior resistenza all’erosione dei gusci rispetto al fango pelagico.
Le rocce riferibili a questa formazione geologica seguono stratigraficamente (sono, quindi, più giovani) i depositi del Rosso Ammonitico, mentre sono seguite dalle rocce dei Calcari Diasprigni. Talora i Calcari e Marne a Posidonia poggiano con un contatto stratigrafico di tipo onlap sul Calcare Massiccio mediante superfici articolate chiamate paleoscarpate.

Cenni storici
La dizione Calcari e Marne a Posidonia è stata introdotta in letteratura da Centamore et alii (1971), e formalizzata come unità tradizionale della Successione Umbro-Marchigiana da Petti & Falorni (2007). Karl Alfred Ritter von Zittel, geologo e paleontologo tedesco, professore dell’Università di Monaco, nel 1868 effettuò delle osservazioni geologiche nell’Appennino Umbro-Marchigiano e riferì le rocce degli odierni Calcari e Marne a Posidonia alla formazione del “Calcare marnoso giallo con Ammonites fallax, scissum, Murchisonae, ec.” (Zittel, 1869, 1870). I livelli calcarei ricchi di bivalvi pelagici a guscio sottile all’inizio del secolo scorso erano noti come “strati a Posidonomya alpina” (Scarsella, 1932), oppure come “scisti a Posidonomya” o “calcari a Posidonomya”. Nei fogli geologici n. 290 Cagli, 291 Pergola, 301 Fabriano alla scala 1:50.000 quest’unità è cartografata come membro superiore della “formazione del Bosso” (Sevizio Geologico d’Italia, 1974, 1975, 1979; Jacobacci et alii, 1974; Centamore et alii, 1975, 1979), formazione di cui è stato deciso l’abbandono.

Contesto geologico: un profondo fondale marino di oltre 190 milioni di anni fa

Circa 200 milioni di anni fa, nel Giurassico Inferiore (al limite Hettangiano-Sinemuriano – Passeri & Venturi, 2005; Ogg et alii, 2016) l’area dove oggi si eleva l’Appennino Umbro-Marchigiano subì un grande sconvolgimento, a seguito di una fase di tettonica estensionale, connesso con lo sviluppo di faglie dirette, che portò all’apertura dell’Oceano Tetide (Bernoulli, 1967; Santantonio & Carminati, 2011). Questa fase tettonica causò la formazione di un caratteristico assetto del fondale marino con zone più rilevate (chiamate anche alti strutturali, horsts o piattaforme carbonatiche pelagiche) e bacini (chiamati anche bassi strutturali o grabens) che circondavano gli horsts a formare bracci di mare più profondi. Gli alti strutturali erano caratterizzati dai sedimenti litificati del Calcare Massiccio ed erano bordati da grosse scarpate sottomarine (le paleoscarpate) formate dalle faglie dirette che smembrarono la piattaforma carbonatica, raccordando gli horsts con i bassi strutturali mediante pendii sottomarini molto scoscesi. Inoltre, l’azione delle faglie dirette portò al passaggio da contesti deposizionali di piattaforma carbonatica tipo le odierne Bahamas, come testimoniato dalle sabbie calcaree grossolane con gusci di grossi molluschi, spugne calcaree, e altri organismi tipici di acque calde e poco profonde oggi riconoscibili nelle rocce del Calcare Massiccio, a contesti di mare aperto e relativamente più profondo (vedi, per esempio, Santantonio, 1993, 1994). Questi bacini “profondi” erano caratterizzati da una sedimentazione molto diversa, di tipo pelagico, dove la lenta decantazione di micro-particelle carbonatiche dalla colonna d’acqua formava una lenta nevicata di sedimenti che si accumularono sul fondale marino sotto forma di fanghi carbonatici. Questi fanghi, a seguito di lunghi processi geologici, si trasformarono da sedimento a roccia (litificazione) formando rocce molto diverse rispetto alle sabbie calcaree grossolane tipiche della piattaforma carbonatica del Calcare Massiccio. Per quasi tutto il Giurassico la “nevicata” pelagica cercò di pianeggiare il fondale marino andando a colmare le differenze di profondità esistenti tra gli alti strutturali (meno profondi) e i bassi strutturali (più profondi). Questo è registrato e si può apprezzare nelle rocce giurassiche che ora affiorano in Appennino Umbro-Marchigiano, in quanto le successioni sedimentarie accumulate sui grabens, chiamate “successioni bacinali”, sono spesse centinaia di metri (in media 500 metri), mentre quelle accumulate sugli horsts, chiamate “successioni condensate”, raggiungono al massimo i 50 metri (quindi un ordine di grandezza in meno). I fanghi micritici decantati dalle acque oceaniche si accumularono anche sulle paleoscarpate, e questo è oggi testimoniato dal contatto stratigrafico generalmente discordante (disposizione geometrica degli strati differente rispetto alla stratificazione dei depositi sotto- o soprastanti) delle unità bacinali pelagiche sui depositi di acque basse del Calcare Massiccio.
L’ambiente deposizionale in cui si accumularono i fanghi che caratterizzano i Calcari e Marne a Posidonia è riferibile ad un bacino pelagico posto a profondità tale da non essere interessato dalla base d’onda di tempesta.

Caratteri litologici

I Calcari e Marne a Posidonia sono costituiti da fanghi carbonatici (calcari micritici) associati a abbondanti minerali argillosi. Nella porzione inferiore della formazione si ha una fitta alternanza di calcari marnosi e marne talora nodulari, in strati di spessore decimetrico, di colore rossastro e rosa. Studi condotti su questa porzione dell’unità e riguardanti l’analisi della ciclicità litologica interna tra marne e calcari, hanno permesso di riferire suddetta ritmicità alle variazioni climatiche terrestri innescate da cicli astronomici, i cosiddetti “cicli di Milankovitch”, con una periodicità tra i 118.000 e i 404.000 anni (De Boer, 1982; Morettini et alii, 2000; Monaco & Morettini, 2001). Tali cicli si sviluppano su lunghi intervalli di tempo e sono regolati da variazioni nella forma dell’orbita terrestre e nell’inclinazione del suo asse. Questi influiscono direttamente sulla durata delle stagioni e sull’insolazione terrestre, determinando ciclicamente raffreddamenti e riscaldamenti del Pianeta che a loro volta si traducono in differenze nei sedimenti disponibili e quindi nelle rocce che si formano. Queste ultime mantengono dunque la memoria dei cambiamenti climatici avvenuti.
La parte superiore dell’unità è caratterizzata da calcari micritici, biancastri o beige, in strati spessi, con frequenti livelli calcareo-detritici costituiti da granuli di piattaforma carbonatica (ooidi, bioclasti, etc.), alimentati da piattaforme carbonatiche rimaste in condizioni di acque basse nonostante gli effetti della tettonica estensionale del Giurassico Inferiore (vedi la Piattaforma Carbonatica Laziale-Abruzzese, che caratterizza gran parte dell’Appennino centro-meridionale – Cipriani et alii, 2020). Talvolta è possibile rinvenire livelli con slumps (Citton et alii, 2019), cioè con deformazione plastica degli strati non ancora completamente litificati legata a instabilità del fondale marino (ad esempio, innescata da un terremoto e/o dall’esistenza di un pendio connesso con una fisiografia articolata del fondo del mare), che si sono mobilizzati portando alla formazione di caratteristici livelli convoluti e contorti. A più livelli è presente selce policroma, con colorazioni dal verde al rossastro al bruno, in liste e noduli, mentre si riduce enormemente la componente argillosa. La differenza di erodibilità tra il sottostante Rosso Ammonitico, dominato da litotipi marnoso-argillosi e quindi maggiormente proni ad essere erosi dagli agenti esogeni, e i Calcari e Marne a Posidonia, caratterizzati da rocce più competenti e meno soggette a fenomeni di erosione meteorica, fa sì che quest’ultima unità formi delle spettacolari rotture morfologiche, con scarpate strapiombanti alte decine di metri legate a ripetuti fenomeni di crollo.

Fossili
Il contenuto paleontologico della formazione è rappresentato prevalentemente da bivalvi pelagici a guscio sottile riferibili alle specie Bositra buchii e Lentilla humilis (Conti & Monari, 1992). Talvolta, l’accumulo di questi gusci è talmente abbondante da assumere carattere litogenetico (cioè tale da essere la maggior componente della roccia). Fra i macrofossili vanno segnalati le ammoniti, che talvolta caratterizzano dei livelli particolarmente fossiliferi soprattutto nella parte inferiore dell’unità; in particolare, livelli ammonitiferi si hanno in località Gorgo a Cerbara e nella parte meridionale della valle del Fiume Burano. Tra i microfossili si hanno radiolari, foraminiferi bentonici, ostracodi, gasteropodi, resti di echinodermi, mentre il fango carbonatico è caratterizzato da resti di nannofossili calcarei.

Affioramenti chiave
La formazione dei Calcari e Marne a Posidonia ha, come area-tipo, l’Appennino Umbro-Marchigiano. In particolare, gli affioramenti più esemplificativi si hanno: i) al nucleo della dorsale Monte Nerone-Monte Catria, lungo le profonde incisioni dei fiumi Burano, Bosso e Candigliano, in prossimità dell’abitato di Pieia e sulle pendici dei monti Acuto e Catria; ii) nella porzione nord-orientale della Gola del Furlo; iii) nella valle del Fiume Cesano a Castellaccio e Bellisio Solfare; iv) in prossimità di Arcevia, nelle propaggini settentrionali della dorsale marchigiana. Altri affioramenti caratteristici si hanno nelle zone limitrofe all’areale coinvolto dagli ecomusei, e cioè: la valle del Fiume Sentino, la valle del Fiume Esino in prossimità di Camponocecchio e Castelletta, le pendici della dorsale Monte Cucco-Monte Motette.

Bibliografia

Bernoulli D. (1967) – Probleme der sedimentation im Jura Westgriechenlands und des zentralen Apennin. Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft, 78, 35- 54.
Cecca F., Cresta S., Pallini G. & Santantonio M. (1990) – Il Giurassico di M. Nerone (Appenino marchigiano, Italia Centrale): biostratigrafia, litostratigrafia ed evoluzione paleogeografica. Atti II Conv. Int. “Fossili, Evoluzione, Ambiente” (Pergola, 1987): 63-139
Centamore E., Catenacci V., Chiocchini M., Chiocchini U., Jacobacci A., Martelli G., Micarelli A., Valletta M. (1975) – Note Illustrative della Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 291, Pergola. Servizio Geologico d’Italia, pp. 40, Roma.
Centamore E., Chiocchini M., Chiocchini U., Dramis F., Giardini G., Jacobacci A., Martelli G., Micarelli A., Potetti M. (1979) – Note Illustrative della Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 301, Fabriano. Servizio Geologico d’Italia, pp. 51, Roma
Centamore E., Chiocchini M., Deiana G., Micarelli A. & Pieruccini V. (1971) – Contributo alla conoscenza del Giurassico dell’Appennino Umbro-Marchigiano. Studi Geologici Camerti 1, 7–89.
Cipriani, A., Caratelli, M., & Santantonio, M. (2020). Geological mapping reveals the role of Early Jurassic rift architecture in the dispersal of calciturbidites: New insights from the Central and Northern Apennines. Basin Research, 32(6), 1485-1509.
Citton P., Fabbi S., Cipriani A., Jansen M. & Romano M. (2019) – Hybodont dentition from the Upper Jurassic of Monte Nerone pelagic carbonate platform (Umbria‐Marche Apennine, Italy) and its ecological implications. Geological Journal, 54(1), 278-290.
Conti M.A. & Monari S. (1992) – Thin-shelled bivalves from the Jurassic Rosso Ammonitico and Calcari a Posidonia Formations of the Umbria-Marche Apennine (Central Italy). Paleopelagos, 2: 192-213.
De Boer P.L. (1982) – Cyclicity and storage of organic matter in Middle Cretaceous pelagic sediments. In: Einsele G., Seilacher A. (Eds.), Cyclic and event stratification, Springer Verlag, 456-474, New York.
Jacobacci A., Centamore E., Chiocchini M., Malferrari N., Martelli G., Micarelli A. (1974) – Note Illustrative della Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 290, Cagli. Servizio Geologico d’Italia, pp. 41, Roma.
Monaco P. & Morettini E. (2001) – Marl-limestone rhythmites and event beds in the Toarcian-Aalenian “Calcari e marne a Posidonia” unit of Fiuminata (Pioraco, central Apennines). Boll. Serv. Geol. d’It., 116(1997), 31-52.
Morettini E., Monaco P., Baumgartner P.O., Hunziker J.C. & Ripepe M. (2000) – Stable isotopic signal of Jurassic marl-limestone rhythms driven by orbital variations (Italy, Central Apennines). In: Hall, R.L., Smith, A.B. (Eds.), Advances in Jurassic Research 2000. GeoResearch Forum. Trans Tech Publ, Switzerland, 487–498.
Ogg J. G., Ogg G. M. & Gradstein F. M. (2016) – A concise geologic time scale: 2016. Elsevier.
Passeri L. & Venturi F. (2005) – Timing and cause of drowning of the Calcare Massiccio platform in Northern Apennines. Boll. Soc. Geol. It., 124, 247-258.
Petti F.M. & Falorni P. (2007) – Calcari e Marne a Posidonia. In: Cita M.B., Abbate E., Aldighieri B., Balini M., Conti M.A. Falorni, P. Germani D., Groppelli G., Manetti P. & Petti F.M. (Eds.), Carta Geologica d’Italia 1:50.000. Catalogo delle formazioni – Unità tradizionali. Quaderni del Servizio Geologico d’Italia, Serie III, 7(6), 150–160.
Santantonio M. (1993) – Facies associations and evolution of pelagic carbonate platform/basin systems: examples from the Italian Jurassic. Sedimentology, 40(6), 1039-1067.
Santantonio M. (1994) – Pelagic carbonate platforms in the geologic record: their classification, and sedimentary and paleotectonic evolution. AAPG bulletin, 78(1), 122-141.
Santantonio M. & Carminati E. (2011) – Jurassic rifting evolution of the Apennines and Southern Alps (Italy): Parallels and differences. Geological Society of America Bulletin, 123, 468-484.
Scarsella F. (1932) – La diffusione degli strati a Posidonomya alpina nell’Appennino centrale. Rend. Acc. Lincei, Cl. Sc. fis. s. 6a, 2 sem., fasc. 3-4, 16: 159-162.
Servizio Geologico d’Italia (1972) – Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 290 “Cagli”.
Servizio Geologico d’Italia (1975) – Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 291 “Pergola”. Stabilimento L. Salomone, Roma.
Servizio Geologico d’Italia (1979) – Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 301 “Fabriano”. Grafica Editoriale Cartografica, Roma.
Zittel K. A. (1869) – Geologische Beobachtungen aus den Central-Apenninen (Vol. 2). R. Oldenbourg.
Zittel, K. A. (1870) – Studio geologico nell’Appennino Centrale. Bollettino del Regio Comitato Geologico d’Italia, 1, 17-28.

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