MARNE A FUCOIDI

Introduzione

La formazione delle Marne a Fucoidi 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.
Le Marne a Fucoidi testimoniano una sedimentazione carbonatica di tipo pelagico, cioè di mare aperto e relativamente profondo, associata ad abbondanti minerali argillosi. Questa lenta decantazione di micro-particelle carbonatiche e argillose dalla colonna d’acqua formava una lenta nevicata di sedimenti che si accumularono sul fondale marino sotto forma di fanghi carbonatici in un intervallo di tempo tra circa 125 e circa 100 milioni di anni fa (Aptiano-Albiano – Ogg et alii, 2016). Questi fanghi, a seguito di lunghi processi geologici, si trasformarono infine da sedimento a roccia (litificazione).
Data la facilità di erosione di rocce ricche in argille, una caratteristica delle Marne a Fucoidi è quella di costituire, da un punto di vista geomorfologico, particolari forme del rilievo. Infatti, le Marne a Fucoidi sono spesso intensamente erose sui fianchi delle grandi strutture anticlinaliche, producendo scarpate molto ripide allungate in senso longitudinale. Questi “arroccamenti” o “poggi” sono enfatizzati dai toponimi del luogo (“rocca”, “roccaccia”, “rocchetta”, “poggio”, etc).
Inoltre, data la bassa permeabilità dei depositi marnoso-argillosi, le Marne a Fucoidi rappresentano un’importante acquiclude (formazione rocciosa impermeabile per poter produrre acqua di falda) per l’Appennino Umbro-Marchigiano, e alla presenza di questa unità si associa un gran numero di risorgenze di acqua.
Nell’Appennino Umbro-Marchigiano le Marne a Fucoidi poggiano al di sopra della Maiolica e si trovano al di sotto della Scaglia Bianca.

Cenni storici

Le Marne a Fucoidi sono note in letteratura sin dagli inizi del secolo scorso e sono indicate nelle carte geologiche dell’Appennino Umbro-Marchigiano da vari nomi informali, come ad esempio “scisti a Fucoidi”, “formazione delle Marne a Fucoidi” o “formazione degli scisti a fucoidi”. Questa unità è stata formalizzata come unità tradizionale della Successione Umbro-Marchigiana da Petti (2007). Il nome si deve sia alle caratteristiche litologiche (depositi carbonatici ricchi in minerali argillosi chiamati marne), sia alle frequenti e molto evidenti tracce fossili lasciate da vari tipi di invertebrati che vivevano nelle profondità marine alla fine del Cretaceo Inferiore. Il nome “Fucoide” si riferisce informalmente a tracce costituite da filamenti cilindrici ramificati che i geologi e i paleontologi chiamano formalmente Chondrites; questa traccia si trova associata spesso ad altre tracce caratterizzate da una morfologia diversa e chiamate Planolites, Zoophycos e Teichichnus.

Caratteri litologici

Le Marne a Fucoidi sono costituite da alternanze varicolori di marne e argille marnose spesso dalle tonalità scure e con un alto contenuto di materia organica, cui sono associati calcari, calcari marnosi e argille. Tali depositi sarebbero il prodotto della deposizione di sedimenti in un bacino marino pelagico, ossia non influenzato dalla prossimità della costa, caratterizzato da modeste irregolarità fisiografiche. Dal punto di vista mineralogico, le Marne a Fucoidi sono prevalentemente costituite da calcite, quarzo, feldspati e abbondanti minerali argillosi del gruppo della illite e della smectite. Sulla base delle variazioni nella litologia e nel colore dei depositi, vari Autori hanno proposto diverse suddivisioni dell’unità (Jacobacci et alii, 1974; Centamore et alii, 1975, 1979; Coccioni et alii, 1989; Centamore & Micarelli, 1991).
Le Marne a Fucoidi sono caratterizzate da una spettacolare ritmicità evidente grazie alle frequenti variazioni cromatiche e litologiche, che deriva da fluttuazioni cicliche nella composizione chimica delle acque marine. Studi riguardanti l’analisi della ciclicità litologica interna, hanno permesso di riconoscere una periodicità tra i 10.000 e i 400.000 anni e che risulta legata alle variazioni climatiche terrestri innescate da cicli astronomici, i cosiddetti “cicli di Milankovitch” (De Boer, 1982, Galeotti et alii, 2003). 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
I prodotti più intriganti di questa ciclicità e spettacolarmente esposti negli affioramenti di Marne a Fucoidi sono rappresentati probabilmente dai livelli argilloso-marnosi nerastri conosciuti in letteratura come “black shales” (“argille nere”). I black shales delle Marne a Fucoidi sono stati correlati a Eventi Anossici Oceanici riconosciuti in diversi domini della Tetide e nell’Oceano Atlantico. Un evento anossico oceanico rappresenta un ‘momento’ geologico della storia di un mare in cui le acque sono estremamente impoverite o del tutto prive di ossigeno. Questo particolare equilibrio chimico delle acque oceaniche influenza notevolmente il tipo e la quantità di sedimentazione producendo orizzonti geologici peculiari e dalla distribuzione globale. Nelle Marne a Fucoidi carotate nel Pozzo Piobbico sono stati riconosciuti 154 orizzonti di black shales, successivamente distinti in quattro grandi gruppi sulla base delle strutture sedimentarie, delle bioturbazioni e del tipo di limite con i depositi sotto- e soprastanti. Gli orizzonti anossici si caratterizzano per il loro peculiare record fossilifero, che prevede anche la conservazione delle parti molli degli animali a causa della scarsezza o assenza di ossigeno nella colonna d’acqua, che inibisce l’attività batterica sul fondo marino scongiurando la decomposizione della materia organica.
Uno dei più noti livelli anossici delle Marne a Fucoidi è il “Livello Selli”, espressione geologica di un Evento Anossico Oceanico avvenuto attorno a 120 milioni di anni fa, alla fine dell’Aptiano inferiore (Coccioni, 2003). Il Livello Selli ha uno spessore variabile che non eccede i tre metri ed è caratterizzato da intense mineralizzazioni di pirite e marcasite (entrambi solfuri di ferro), scaglie e vertebre di Pesci. Altri livelli anossici conosciuti nell’Unità sono il Livello 113, il Livello Monte Nerone, il Livello Urbino e il Segmento Amadeus.
Localmente è possibile rinvenire livelli con slumps, 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.

Fossili

Il contenuto fossilifero delle Marne a Fucoidi è costituito principalmente da nannofossili calcarei, foraminiferi planctonici e bentonici (Erba et alii, 1989; Coccioni e Galeotti, 1993; Galeotti, 1998), radiolari, resti di pesci e, più raramente, da ammoniti e aptici. Recentemente sono state descritte da depositi dell’unità affioranti a Monte Nerone delle vertebre attribuite a squali lamniformi, parenti degli squali attuali (Romano et alii, 2021).

Affioramenti chiave

Le principali località dove poter apprezzare i caratteri litologici e paleontologici delle Marne a Fucoidi sono:
le pendici della dorsale Monte Nerone-Monte Catria, lungo le profonde incisioni dei fiumi Burano, Bosso e Candigliano. In particolare, spettacolari sono gli affioramenti: lungo la strada provinciale Apecchiese SP 257, tra Apecchio e Piobbico, dove è anche spettacolarmente esposto il “Livello Selli”; al Monte Nerone, nell’area Poggio le Guaine-Fiume Bosso, dove si ha la sezione-tipo delle Marne a Fucoidi raggiungibile da Secchiano. In questa sezione composita lo spessore complessivo dell’unità è di 86 m, mentre nell’area-tipo lo varia tra i 45 e i 90 metri (Coccioni et alii, 1989); di Pontedazzo, lungo la strada statale Flaminia SS 3; di Monte Petrano, e in particolare a “La Roccaccia” e a “Serra Ventosa”, raggiungibile dalla strada che da Cagli conduce alla cima del Petrano. Qui è possibile osservare scivolamenti intraformazionali (“slumps”) negli strati delle Marne a Fucoidi. Le stesse strutture possono essere osservate sul versante sud-orientale del Monte Serrone o in località Gorgo a Cerbara, nel paese di Piobbico. L’affioramento di Monte Serrone è raggiungibile dal paese di Piobbico, dopo aver oltrepassato la località Cà Gioaccolo ed essere arrivati al bivio di Acquanera, percorrendo la strada che arriva sulla vetta del Monte Nerone.
nella Gola del Furlo, e in particolare lungo la strada sterrata che da Furlo conduce al Monte Pietralata.
Altri importanti affioramenti delle Marne a Fucoidi nelle aree contigue a quelle coinvolte dagli ecomusei si hanno a Valdorbia, nella valle del Fiume Sentino, al Bottaccione, lungo la strada statale Eugubina, nella Valle della Contessa, dove un enorme fronte di cava permette l’esposizione di quest’unità, e a Poggio S. Vicino.

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