mem. Descr. Carta Geol. d’It. XCV (2014), pp. 7-414 figg. 533, tabb. 5; Tavv. 5

Geologia della Sicilia - Geology of Sicily I - Introduzione - Introduction

LENTINI F. (*), CARBONE S. (*)

RIASSUNTO - Queste memorie rappresentano le note illustra- luzione geodinamica di quest’area. tive della Carta Geologica della Sicilia alla scala 1:250.000 e Schemi paleogeografici e profili illustrano l’evoluzione trattano i caratteri stratigrafici e strutturali dell’Isola. Esse paleotettonica dell’orogene. rappresentano la raccolta di molteplici dati ottenuti in de- In Sicilia e nei mari circostanti il Dominio d’Avampaese cenni di attività da parte degli scriventi. Data le complessità è rappresentato dal Blocco Pelagiano e dal Bacino Ionico; il e la varietà dei caratteri geologici, tale materiale non ha la pre- primo è costituito da un segmento E-O della crosta Nord- tesa di essere considerato esauriente, ma può tuttavia costi- Africana, ricoperto da una potente successione carbonatica tuire una base per ulteriori approfondimenti e un documento meso-cenozoica con ripetute intercalazioni vulcaniche e fles- di consultazione corredato da un’estesa bibliografia. surato verso nord; il secondo è formato da una crosta ocea- Nel Mediterraneo Centrale sono riconoscibili il Dominio nica in subduzione attiva solamente per il settore meridionale d’Avampaese, il Dominio Orogenico e il “Dominio Interno”. dell’Arco Calabro-Peloritano. Il primo comprende le aree attualmente indeformate della Più recenti analisi interdisciplinari indicherebbero la pre- Placca Adria, di cui è parte il Blocco Apulo; esso è separato, senza di un core-complex serpentinizzato, e metterebbero in di- a partire dal tardo Paleozoico, dal Blocco Pelagiano, appar- scussione il carattere continentale della crosta dell’Avampaese tenente alla Placca Nord-Africana, per mezzo della crosta Ibleo e del Canale di Sicilia. oceanica del Bacino Ionico. Ad est il Blocco Pelagiano è delimitato dalla Scarpata Il Dominio Orogenico è compreso tra un’antica crosta Ibleo-Maltese, un sistema meridiano di faglie attive, che coin- oceanica, quella del Bacino Ionico, in consumazione, e quella volge anche il versante orientale del Vulcano Etna e gioca un tirrenica in espansione. Esso è costituito da tre catene oro- ruolo fondamentale nella sismotettonica di quest’area. geniche, il Sistema a Thrust Esterno (STE), la Catena Appen- La parte centrale del Blocco Pelagiano e cioè il Canale di ninico-Maghrebide (CAM) e la Catena Calabro-Peloritana Sicilia è interessato da un rifting, orientato NO-SE, che origina (CCP). Il STE deriva dalla deformazione del margine interno tre depressioni strutturali, delimitate da faglie normali e riem- dell’avampaese; la CAM si è generata dalla sovrapposizione pite da 1000-2000 m di sedimenti plio-quaternari. Ad esse si di successioni sedimentarie appartenenti sia a settori a crosta associano un vulcanismo alcalino e un sistema di faglie anti- oceanica, come i bacini Alpino-Tetideo e Ionico, sia a settori tetiche sinistre. a crosta continentale, come le piattaforme Panormidi e Cam- Al Dominio di Avampaese appartengono il plateau Ibleo pano-Lucane. La CCP è ritenuta il prodotto della delamina- e l’Avanfossa Gela-Catania, separati da un sistema di faglie zione del margine europeo. dirette orientate NE-SO, prodotte dalla flessurazione del- Il “Dominio Interno” è rappresentato dal Blocco Sardo- l’Altipiano Ibleo verso NO. L’Avanfossa Catania-Gela è oc- Corso e dal Bacino Tirrenico; quest’ultimo è caratterizzato cupata in prevalenza dalla Falda di Gela, costituita da unità da una crosta oceanica in apertura a partire dal Serravalliano. alloctone poggianti su orizzonti pliocenici e pleistocenici e Questa memoria inizia con una descrizione della tetto- che pertanto rappresenta il cuneo frontale della CAM. nostratigrafia dell’orogene siciliano, basata su rilevamenti La copertura sedimentaria del plateau Ibleo supera i 6 km geologici, aggiornati nell’ambito del Progetto CARG, corre- di spessore e consiste in una successione carbonatica meso- dati da analisi biostratigrafiche e petrologiche, e integrati da cenozoica con intercalazioni di vulcaniti basiche, la cui por- dati di sottosuolo e linee sismiche. zione affiorante data a partire dal Cretacico. Sono distin- La distribuzione delle croste, basata sull’analisi delle linee guibili una successione occidentale da neritica a pelagica ed sismiche del CROP-Mare, è la chiave per comprendere l’evo- una orientale prevalentemente di mare basso con lacune e

(*) Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali, Sezione di Scienze della Terra. Università di Catania, Corso Italia 57, 95129 Catania 8 F. LENTINI - S. CARBONE fortemente influenzata da attività vulcaniche. cenozoiche e in cui il grado metamorfico cresce verso le unità Al Dominio di Avampaese appartiene anche la successione strutturalmente più alte; cosicchè quelle più profonde sono stratigrafica di Sciacca (Avampaese Saccense), che linee sismiche delle epimetamorfiti varisiche con coperture sedimentarie più indicano come strettamente collegabile all’Avampaese Ibleo. o meno condensate, mentre alla sommità si osserva un ba- Viene riportata una descrizione delle caratteristiche strut- samento paleo-meso-proterozoico (Unità dell’Aspromonte). turali del Bacino Ionico fino alla costa orientale della Sicilia Le varie falde sono suturate dal flysch di Capo d’Orlando e allo Stretto di Messina. (Oligocene superiore-Burdigaliano inferiore), a sua volta L’elemento più profondo del Dominio Orogenico è il Si- ricoperto tettonicamente da argille varicolori delle Unità stema a Thrust Siculo-Pelagiano (STSP), un STE originato Antisicilidi e dalle calcareniti di Floresta (Burdigaliano supe- dallo scollamento delle coperture sedimentarie del margine riore-Langhiano). interno del Blocco Pelagiano a partire dal Miocene superiore. Le coperture neogenico-quaternarie registrano le tappe In Sicilia orientale esso è sepolto sotto la CAM, mentre è am- dell’evoluzione geodinamica dell’orogene e vengono de- piamente esposto nel settore occidentale dell’Isola, dove cor- scritte, inquadrandole nel contesto tettonico in cui si sono risponde in gran parte alle Unità Trapanesi della letteratura depositate, dai bacini di fore-arc fino ai depositi di bacini-sa- geologica. Le successioni sono caratterizzate da carbonati del tellite e di avanfossa. Vengono dapprima trattati i depositi Triassico-Lias passanti a pelagiti del Giurassico e del Creta- sommersi nei bacini peritirrenici e quelli presenti nella fascia cico-Eocene. Ai calcari meso-cenozoici seguono verso l’alto settentrionale; si passa poi a depositi di bacini-satellite della le calcareniti di Corleone e le marne di S. Cipirello. Diverse Sicilia centrale (“Bacino di Caltanissetta”) e della Sicilia oc- sottounità affioranti nel Trapanese e nelle Isole Egadi ven- cidentale (“Bacino di Castelvetrano”), ascrivibili all’intervallo gono brevemente descritte. Miocene superiore-Pleistocene. La depressione di Caltanis- La CAM è ampiamente esposta in Sicilia e consiste in un setta è caratterizzata da evaporiti messiniane del Gruppo edificio alloctono originatosi a partire dall’Oligocene supe- della Gessoso-Solfifera (formazioni di Cattolica e di Pasqua- riore a spese delle successioni bacinali Alpino-Tetidee (Unità sia) e da due cicli plio-pleistocenici (Ciclo di Enna-Capodarso Sicilidi) e delle piattaforme carbonatiche Panormidi traspor- e Ciclo di Geracello). Nella fascia meridionale l’intervallo tate al disopra delle Ionidi. Queste ultime derivano dallo scol- Pliocene-Pleistocene è espresso da un’unico ciclo sedimen- lamento delle coperture bacinali delle aree subdotte del tario con carattere regressivo alla sommità (formazioni di M. Paleobacino Ionico e costituiscono l’orizzonte più profondo Narbone e delle calcareniti di Agrigento). della CAM. Ad esse appartengono le unità Sicane, Lercara, I dati raccolti permettono di ricostruire uno schema pa- Imerese, Gagliano e M. Judica, con successioni stratigrafiche leogeografico del Giurassico, nel quale il bacino ionico, aper- che datano dal Permo-Triassico all’Oligocene e al Miocene tosi a partire dal Permo-Triasssico, è ubicato all’interno della medio-superiore. Le coperture terrigene oligo-mioceniche Placca Afro-Adriatica. Il Bacino Alpino-Tetideo separava la sono date dal flysch numidico esterno e dai depositi glauco- Placca Europea da quelle Afro-Adriatiche. nitici dei M. Sicani e di M. Judica. Dal Miocene superiore le Una serie di profili palinspastici fornisce un quadro som- Ionidi vanno in ricoprimento sul STSP. mario, ma attendibile, dell’evoluzione paleotettonica dell’oro- Nelle Unità Panormidi sono distinguibili due sottounità gene dal Giurassico superiore al Quaternario. Tre stadi tra loro sovrapposte, la più profonda è caratterizzata da una orogenetici vengono riconosciuti: non esistono sostanziali successione carbonatica bacinale evolvente a facies di mar- evidenze di quello Eo-Alpino, mentre lo Stadio Balearico ha gine e dal flysch numidico direttamente sovrapposto su oriz- prodotto, insieme con la rotazione antioraria del Blocco zonti giurassici (Sottounità M. San Salvatore-M. Cuccio); Sardo-Corso e con la chiusura del Bacino Alpino-Tetideo, la l’altra mostra facies di piattaforma carbonatica Sottounità sovrapposizione delle Unità Sicilidi sulle piattaforme panor- Pizzo Carbonara-Cozzo di Lupo); ambedue si trovano in ri- midi. A partire dal Serravalliano è lo Stadio Tirrenico che ha coprimento sull’Unità Imerese. prodotto l’attuale configurazione della Sicilia e dei bacini cir- Le Unità Sicilidi si depositarono in un bacino alpino-te- costanti. La distribuzione delle croste, lo stato collisionale tideo tra il Blocco Europeo e quello Panormide, e costitui- del settore centro-occidentale siciliano e la subduzione attiva scono unità ampiamente alloctone in ricoprimento sia sulle del segmento calabro-peloritano sono all’origine dell’attiva- Unità Panormidi che sull’Unità Imerese. Possiedono una no- zione del Sistema Sud-Tirrenico. tevole mobilità, tanto da raggiungere il cuneo frontale della Un profilo schematico mostra i rapporti fra le varie unità catena fino a costituire parte integrante della Falda di Gela. tettoniche e gli stadi orogenetici responsabili delle sovrappo- Si tratta di argille varicolori meso-cenozoiche passanti alle sizioni tettoniche dei vari orizzonti strutturali. Tufiti di Tusa, la cui frazione vulcanoclastica indica la pre- Alcuni profili crostali attraverso la Sicilia disponibili in senza di un arco vulcanico oligocenico. Le coperture terri- letteratura vengono criticamente esaminati. I profili compilati gene delle Tetidi Alpine sono costituite dalla f.ne di sulla base di personali dati, integrati dall’interpretazione delle Piedimonte (Oligocene inferiore), che rappresenta il cuneo linee sismiche del Progetto CROP-Mare mostrano l’esten- frontale della Catena Calabro-Peloritana e dalla f.ne di Rei- sione della Placca Nord-Africana fino a raggiungere la linea tano, di età Miocene medio-inferiore, discordante sulle coltri di costa tirrenica, dove fa transizione ad uno slab della crosta sicilidi e con esse successivamente trasportato al disopra del paleo ionica. Essa è in collisione con la crosta continentale flysch numidico. panormide, riconosciuta nell’offshore tirrenico e originario ba- Viene, inoltre, fornita un’interpretazione dei rapporti samento delle piattaforme carbonatiche scollatesi e in rico- strutturali tra le varie unità e sottounità e dei depositi terrigeni primento sull’Unità Imerese. oligo-miocenici, compreso il flysch numidico “alloctono”. Infine, è stato aggiornato in base alle nuove conoscenze Infine la Catena Calabro-Peloritana è costituita da falde stratigrafiche il quadro geologico evolutivo dell’attività vul- di basamento talora con resti delle originarie coperture meso- canica che è il risultato di diversi contesti geodinamici che GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 9 hanno interessato l’evoluzione del Mediteraneo centro-occi- of the Orogenic Domain, composed of the deep seated thrust dentale a partire dal Miocene. In particolare, durante l’Olo- belt (the ETS or Pelagian Sicilian Thrust Belt-PSTB), the cene è stata registrata attività vulcanica lungo il settore del “roof thrust system” of the AMC, and the CPC are described. Canale di Sicilia, ed in particolare nell’isola di Pantelleria e Relevant data about the distribution of the crusts in this nel Banco di Graham nel 1831, e nel vulcano sottomarino area of the Central Mediterranean are derived from seismo- Foerstner nel 1891. Nell’arco vulcanico delle Isole Eolie a geological profiles of the CROP-Mare project; this is a key Lipari e Vulcano che sono rispettivamente in uno stato di for the correct understanding of the current tectonics and quescienza dal Medioevo e dal 1890, mentre l’Isola di Strom- geodynamics of this area. boli è caratterizzata da una quasi continua attività esplosiva A scheme of the palaeogeographical-palaeotectonic evo- di tipo stromboliano e più raramente dall’emissione di colate lution is proposed together with a discussion about the current laviche generate da fessure all’interno della depressione della tectonics and an evaluation of the volcanological aspects. Sciara del Fuoco. Infine, in Sicilia orientale l’attività vulcanica più recente è quella che ha portato alla formazione, durante ThE FORELAND DOMAIN gli ultimi 500 ka, del grande stratovulcano composito del In Sicily and in the submerged surrounding areas the Monte Etna che oggi rappresenta uno dei vulcani più attivi foreland is represented by the undeformed Pelagian Block al mondo, essendo caratterizzato da una discontinua e varia- and by the Ionian Basin. The Pelagian Block extends from bile attività sommitale e da eruzioni laterali. Tunisia to Sicily and is characterized by a 17-28 km thick crust. This crust underlies a 6-7 km thick Mesozoic-Ceno- PAROLE ChIAVE: Sicilia, Paleogeografia, Domini strutturali, zoic shallow-water to basin carbonatic sedimentary succes- Tettono-stratigrafia, Evoluzione geodinamica sion with repeated intercalations of volcanics. The Pelagian Block represents an E-W segment of the Africa continental margin flexured to the north beneath the orogenic belt. ABSTRACT - These are the explanatory notes, which accom- New interdisciplinary investigation, based on integrated pany the 1:250.000 scale Geological map of Sicily and illus- petrological, geochemical, geophysical and geological data, trate the stratigraphic and structural characteristics of the carried out in the hyblean area, reveal the affinity with an island and represent a consultation document accompanied ultra-slow spreading oceanic lithosphere. Combined seismic, by an extensive bibliography. gravimetric and magnetic data would indicate a marked In the Central Mediterranean region some structural do- anomaly at a depth of about 19 km, related to a Moho dis- mains are recognizable: the Foreland Domain, the Orogenic continuity as a serpentinization front. Domain and the hinterland Domain. The undeformed sequences of the Pelagian Block crop The Foreland Domain includes the currently unde- out in the Sahel region of Tunisia and extend offshore into formed continental area of the Adria Plate, consisting of the the Sicily Channel, emerging in Lampedusa and the Malta is- Apulian Block, which is separated since the Late Paleozoic lands, in the Sciacca area in southwestern Sicily and in the from the Pelagian Block, belonging to the North-Africa hyblean plateau in south-eastern Sicily. Palaeomagnetic data Plate, by the oceanic crust of the Ionian Basin. indicate that the geomagnetic pole positions are consistent The Orogenic Domain is located between an old oceanic with that of the Africa plate. crust, the Ionian basin, which has been partially consumed A N-S trending fault zone, the hyblean-Maltese Escarp- and a new oceanic crust, the abyssal plane of the Tyrrhenian ment, bounds the Pelagian Block to the east from the Ionian basin and is composed of three superimposed tectonic belts, Basin. This prevalently normal fault system has been active the External Thrust System (ETS), the Apenninic-Maghre- during the Pliocene and Quaternary, also involving the east- bian Chain (AMC) and the Calabride-Peloritani Chain (CPC). ern slope of Mount Etna volcano. It plays an important role The ETS has been generated by the detachment of the in- in the seismotectonic evolution of the area. ternal sedimentary cover of the flexured sector of the fore- The central portion of the Pelagian Block is represented land; the AMC originated by imbrication of the sedimentary by the Sicily Channel. It occupies a large region of the shal- sequences belonging both to the oceanic crust-type sectors low water epicontinental Pelagian Sea and is affected by in- (Alpine Tethys and Ionian basins) and to the continental- tense rifting, which has led to three NW-SE oriented deep type crust sectors (Panormide/Apenninic carbonate plat- troughs since the latest Miocene: the Pantelleria, the Linosa forms). The CPC is thought to be the product of the and the Malta basins, cut deeply into the Pelagian Platform. delamination of the European margin. These grabens are separated from each other by normal, sub- The hinterland Domain is represented by the Corsica-Sar- parallel faults and filled with 1000-2000 m thick Pliocene- dinia Block and the Tyrrhenian Basin. The latter is character- Quaternary sediments. Rift-related alkalic volcanism is typical ized by an oceanic crust. Opening started in Serravallian time, of this intraplate rifting. In correspondence with the axis of as indicated from studies of the Tyrrhenian margin of Sicily. these tectonic depressions, the so called “Sicilian Channel The regional geological data, obtained from decades of Rift zone”, crustal thinning is evident, with the Moho lying field works and analysis, and integrated with volcanological as at about 17 km depth. A NE-SW oriented left-strike-slip well as geophysical data, provide geodynamic constraints which faults antithetic to the main NW-SE right trascurrent system permit to update the geological interpretative model of Sicily. of the Sicily Channel rift zone has been recognized. These notes start with a general description of the Hyblean plateau and Catania- Gela Foredeep. North-west- tectonostratigraphy of the Sicily orogen based on extensive wards the Pelagian Block is flexured below the tectonic units field mapping (CARG Project), integrated with subsurface of the Orogenic Domain. The hyblean plateau represents data, and numerous biostratigraphic and petrological analyses. an uplifted element, separated from the flexured areas on its Beginning from the Foreland domains, the tectonic units north-western margin by a system of NE-SW oriented nor- 10 F. LENTINI - S. CARBONE mal faults, with considerable vertical downthrow. These carbonates, are known in eastern hyblean area and its off- faults delimit the Catania-Gela Foredeep, which is fully oc- shore. Mafic alkaline volcanic activity in a shallow marine en- cupied by the allochthonous units of the frontal wedge of vironment resumed in the Late Miocene. the chain, the Gela Nappe. Roughly N-S structures constitute Early Pliocene mafic alkaline volcanism continued in the the western margin of the plateau, separating it from a de- northwestern part of the plateau. The Late Pliocene activity pressed sector of the foreland underplating allochthonous was marked by a drastic compositional change from mafic units. To the west of this allignment the Miocene hyblean alkaline to tholeiitic, and by the eruption of large volumes successions have subsided to a depth of about 3000 m. This of lava. This activity occurred when to the NW the hyblean major collapse of the hyblean successions is accompanied Foreland collapsed and a system of normal faults developed, by a significant south-westward areal extension of the Cata- originating the foredeep. nia-Gela Foredeep, within which a distinct advance of the The thick volcanic layers, drilled in the foredeep, are well allochthonous units (Gela Nappe) has occurred, forming a correlatable with the volcanics of the northern margin of vast, and largely submerged, arcuate front. the hyblean Foreland, but include a younger unit in the sub- On a more general level the major flexure of the foreland surface of Catania Plain, that indicates a shift of volcanic ac- is reflected in the orogenic areas to the north, with the pres- tivity toward the Volcano Etna area. ence of a wide axial depression within the chain units, known The data acquired from hydrocarbon research wells, from as “Caltanissetta Basin”, with which thick deposits of seismic lines off-shore of the southern coast of Sicily, as well Messinian evaporites are associated, deposited in the frontal as from on-shore geological data, provide evidence that the regions of thrusts prograding towards external areas. allochthonous front of the AMC (the "Gela Nappe") rests The northward extent of the foreland below the main tectonically upon the Pliocene deposits. Furthermore, the thrust wedge in Sicily is clear, thanks to geophysical data and Early Pleistocene horizons, sometimes slightly deformed, lap indirect geological reconstructions. Carbonate bodies, con- upon the frontal thrusts. nected to the successions of the hyblean plateau, but Sciacca platform. Seismic profiles and well data indicate a strongly deformed have been detected below the allochthon lateral continuity from the hyblean domain towards the Sci- of the orogenic belt. acca domain in SW Sicily. The sedimentary cover of the hyblean plateau has been de- The Sciacca carbonate platform upgrades to pelagic car- tected down to the depth of about 6 km, where Middle Triassic bonate deposits. The succession begins with Late Triassic layers have been found, while there is no information about the stromatolitic limestones with Megalodon sp. and ends with Permo-Triassic interval, identified in the seismic lines. The sed- Late Tortonian-Messinian clastic sediments and evaporites, imentary succession consists of thick Triassic-Liassic platform followed by Early Pliocene “Trubi”. carbonates with intercalations of mafic volcanics, overlain by The Ionian basin. It is delimited by the original margins Jurassic-Eocene pelagic carbonates and Tertiary open shelf clas- south-westwards and north-eastwards, respectively repre- tic deposits. The Mesozoic stratigraphic sequence has been sented by the hyblean-Maltese Escarpment and the Apulian briefly described, on the base of the boreholes. Escarpment. On the hyblean plateau exposed sedimentary rocks with vol- Analyses of the Palaeo-Ionian covers, at the present time canic intercalations are mostly of Tertiary and Quaternary age. detached and tectonically transported in Sicily and in South- In the western part of the hyblean plateau well exposed ern Apennines, support the view that the Ionian Sea opened late Oligocene-Miocene limestones and marly limestones, in Permo-Triassic times. The same data indicate that these known as Ragusa Fm., grading up to marls of the Tellaro pelagic sequences (Ionides) floored branches of the original Fm., were deposited on a carbonate ramp from neritic to oceanic Palaeo-Ionian Basin. pelagic conditions. Pliocene and Quaternary pelagic carbon- The CROP data provide important informations show- ates passing into clays toward basin are present, at places in- ing a clear imaging of the Ionian slab beneath the crustal tercalated with mafic volcanics. fragments toward the Tyrrhenian Sea. The hypothesis of an The eastern Tertiary succession consists of Miocene car- active subduction zone in the Southern Calabria-Peloritani bonates, belonging to Monti Climiti and Palazzolo Fms. and segment is also supported by volcanic activity of the overlying reefal to lagoonal limestones with intercalated py- Tyrrhenian Sea and geophysical data. roclastic rocks (Carlentini and M. Carrubba Fms.). These rest The frontal part of the Calabrian Arc, drowned by the upon rudist-bearing carbonates of Upper Cretaceous over- Ionian Sea, developed an accretionary wedge onto the sub- ling volcanic seamounts. ducting Ionian lithosphere. Early Pleistocene shallow-water bioclastic carbonates, In the Messina Straits, connected to the Messina Rise, grading up to clays and sands are located along the margins two sectors can be distinguished: the northern one shows an of the plateau. ENE-WSW orientation connected to the Ganzirri-Scilla Sys- The Tertiary palaeogeographic picture, unchanged until tem, that originated a graben since Middle Pleistocene time; Messinian times, shows a totally new arrangement after the the southern portion of the Straits presents a complicate Pliocene, when the northeastern sector of the hyblean structural style, connected to a N-S oriented trascurrent dex- plateau ceased to play the role of a structural high, and pro- tral fault. The interpretation of seismic lines allows to rec- gressively collapsed in connection with the development of ognize contractional deformations within the Straits and on the hyblean-Maltese Escarpment. both Sicily and Calabria sides. The hyblean plateau has been the site of intermittent vol- Since 1977 many seismologists analyzed different seis- canic activity from the Triassic up to the Early Pleistocene. mogenetic faults, that could be responsible of the 1908 cat- While the products of the Mesozoic phases are buried, Late astrophic earthquake of Messina Straits. More than ten Cretaceous submarine volcanics, topped by rudist-bearing hypotetic structures have been proposed. GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 11

ThE OROGENIC DOMAINS can be ascribed to the Ionides too. These confirm the Permian The External Thrust System (ETS). The innermost margins age of the opening of the Ionian Basin. of the carbonate blocks of the Foreland domain have been Since Late Miocene the Ionides have been involved in deforming since Late Miocene times, giving rise to external orogenic transport onto the PSTB. thrust systems: the Apulian Thrust System (ATS) in Southern They are widely exposed in the Sicani Mts (Sicani Units Italy and the Pelagian-Sicilian Thrust Belt (PSTB) in Sicily and and Lercara Unit), in the mountains close to Palermo and in adjacent seas, mainly tectonically overlain by the roof thrust the Madonie Mts (Imerese Units), while in eastern Sicily they system of the Apenninic-Maghrebian Chain (AMC). are mainly buried (Gagliano Unit) except in the M. Judica In Sicily the PSTB originated from the detachment of the area (M. Judica Unit). sedimentary covers of the inner margin of the Pelagian Fore- The Ionian terrigenous covers of the basinal successions land. It is mainly buried below the un-rooted nappes of the belonging to the Ionides are represented by Tertiary AMC. The PSTB is well exposed in western Sicily, while in the foreland/foredeep deposits, whose relationships with the sub- eastern sector of the Island it has been detected with the help stratum are mainly preserved, although large detachments oc- of seismic lines. It consists of Triassic-Liassic shallow-water curred with further forward transport, which generated repeated carbonates, Middle Jurassic to Early Oligocene pelagic carbon- slices with an apparent increase to the original thickness. ates and Late Oligocene to Early Tortonian continental shelf The Oligo-Miocene deposits of the “Palaeo-Ionian to slope, syntectonic terrigenous and biocalcarenitic deposits. Basin” are mostly constituted by the Numidian Flysch and The geoseismic and geological cross sections show that by glauconite-bearing successions, grading up into Middle- the architecture of the westernmost part of Sicily is that of a Late Miocene siliciclastics (Tavernola Fm. and S. Cipirello thick wedge of Meso-Cenozoic carbonate platforms, beneath marls Fm. respectively). a tectonic stack of nappes. The carbonate thrust system con- The Numidian Flysch is characterized by Aquitanian-Bur- sists of northward dipping ramp-like imbrications arranged in digalian yellowish quartzarenites, and forms a more or less au- large antiforms with local NW-verging back-thrusts. thochtonous lower structural horizon, named Geraci Siculo From south to north the following subunits are de- Member and considered as the External Numidian Flysch. scribed: M. Magaggiaro-Pizzo Telegrafo subunits, Rocca This formation originally was the cover of the Ionides, and Busambra Subunit, the M. Maranfusa Group, M. Kumeta of the Panormide carbonate platforms, whereas the overlying and Montagna Grande subunits. In the Trapani Mountains allochthonous horizon, the Nicosia and M. Salici subunits, rep- and the Egadi Islands the PSTB is represented by Meso- resents the “far travelled” Numidian Flysch, and can be inter- Cenozoic carbonate subunits. In Capo S. Vito Peninsula to preted as part of the original cover of the Alpine Tethydes. the north and M. Inici and M. Bonifato near Alcamo to the The quartzose sedimentation, typical of the Numidian east some subunits have been distinguished. Flysch ceased everywhere at the end of Burdigalian time, and The Meso-Cenozoic carbonates are followed upwards by the marly clays of Tavernola Fm. (Imerese Units) or silty Miocene glauconitic biocalcarenites (Corleone calcarenites Fm.) clays of the Castelbuono Marls (Panormide Units) deposited. and Serravallian-Early Tortonian marls (S. Cipirello marls Fm.). The panormide Units. These tectonic units are characterized In the geological literature the sequences cropping out by thick carbonate platform sequences, prevalently of Meso- along the Capo S. Vito Peninsula have been alternatively as- zoic age, whose striking facies uniformity and outcropping cribed to Imerese, Panormide or outermost units. Neverthe- continuity as well as their tectonic setting preclude an un- less the Late Miocene silicoclastics at the top of the equivocal geometrical original location in the environment successions allows to ascribe them to outermost tectonic of the chain and any unambiguous reconstruction of their units, belonging to the PSTB. That is confirmed by the analy- original palaeogeographic position. sis of the seismic lines. The Panormide successions crop out in the northern sec- The apenninic-maghrebian Chain. The AMC is widely ex- tor of the Palermo Mts. and in the Madonie Mts., and are posed in Sicily, and consists of an allochthonous roof thrust detected eastwards in some hydrocarbon boreholes. Geo- system including Mesozoic sedimentary sequences, detached physical data indicate a continuity eastwards until the south- from both oceanic and continental crusts, and of Cenozoic ern sector of the Calabrian Arc. terrigenous cover. The allochthonous edifice is characterized Two subunits have been distinguished: the M. San Salva- by the decoupling between the basements, the Mesozoic suc- tore-M. Cuccio and the Pizzo Carbonara-Cozzo di Lupo. The cessions and the Tertiary covers, which widely overthrust the former one is characterized by transitional facies of the margin PSTB and reach the frontal wedge of the Gela Nappe. of the carbonate platform. The succession represents a basinal The AMC originated since the Late Oligocene, first at to margin facies transition; it starts with Late Triassic marls expense of the Alpine Tethys basinal sequences, which orig- (Mufara Fm.), overlain by Triassic-Early Liassic cherty lime- inally floored the oceanic crust (Sicilide Units), and succes- stones and resedimented dolostones, uncomformably topped sively since Middle Miocene through tectonic denudation of by Eocene wackestones and red marls (Scaglia Fm.), upgrading continental crust sectors, due to the orogenic transport of to Oligocene fine marls with megabreccias (Argille di Portella the allochthonous carbonate covers (Panormide Units) onto di Mandarini) and the Late Oligocene-Early Miocene the Ionian basinal successions (Ionides). These latter are the quartzarenites of the Numidian Flysch. The Late Jurassic-Cre- deepest Meso-Cenozoic tectonic units of the AMC, and in- taceous gap characterizes this subunit and can be connected terpreted as the original deposits of the Palaeo-Ionian basin. with the carbonate resediments occurring in the Imerese co- In the whole the Ionides are mainly constituted by Meso- eval horizons. The Pizzo Carbonara-Cozzo di Lupo Subunit zoic-Eocene sequences, grading upwards into Oligocene-Mid- consists of reefal carbonates ranging from Norian to Turon- dle Miocene terrigenous successions. The Permian-Triassic ian; Upper Cretaceous pelagic marly limestones follow upsec- sequences (the Lercara Unit), cropping out in western Sicily, tion. This succession is stratigraphically overlain by the 12 F. LENTINI - S. CARBONE

Gratteri Fm. and the Numidian Flysch. The Longi-Taormina Unit, in contrast, is characterized Numerous outcrops, facies analyses and subsurface data by epimetamorphites and a continuous sedimentary succes- confirm that the Panormide Units tectonically overlie the sion with passages, in the Liassic levels, from carbonate plat- Ionides, and in particular override the Imerese sequences. form deposits to pelagites. The alpine Tethydes. The Alpine Tethydes are composed The S. Marco d’Alunzio Unit is represented by a thick of sedimentary sequences, which were deposited in the epimetamorphic (m3) basement and an entirely carbonatic Alpine Tethys, and originally were located between the Eu- and condensed sedimentary succession rich in gaps. ropean and the Panormide Blocks. They are represented by This epimetamorphic complex underthrusts the Fon- allochthonous far travelled tectonic units, resting on both the dachelli-Novara Unit, a new recognized unit, characterized Panormide and the Ionides units. Because of their “tectonic by a Paleozoic sequence consisting of a pelitic-arenaceous mobility”, they have reached the frontal wedges in the Gela- succession, with mafic volcanic intercalations, affected by a Catania Foredeep. Variscan LT greenschist facies metamorphism, and by a thick The sedimentary sequences of the Sicilide Units are char- Meso-Cenozoic cover. This latter begins with a platform fa- acterized by Upper Jurassic-Oligocene basinal varicoloured cies of the Late Jurassic, covered by Aptian pelagic facies and shales and mudstones, which grade upwards to Upper Scaglia Fm. This succession is topped by sandstones grading Oligocene-Lower Miocene terrigenous turbidites: the Tufiti up to the Red Conglomerate. di Tusa Fm. This is uncomformably topped by the Lower- The units described above are tectonically covered by Middle Miocene Reitano Fm. moderately low to high-grade metamorphics, and subordi- The architecture of the Sicilide Units is that of a tectonic nately by remains of Mesozoic-Tertiary sedimentary succes- wedge, progressively thinning, until it disappears below the sions. These rocks are represented by the Mandanici Unit, Calabride-Peloritani Chain. The geometric relations probably consisting of a Paleozoic sedimentary-volcanic sequence af- are the result of a progressive accretionary process accom- fected by a Variscan metamorphic prograde zoning, from LT panied by a general detachment of the Tertiary terrigenous greenschist facies to the beginning of the amphibolite facies, covers and by a breaching of the Mesozoic horizons. Inside and by a thin Mesozoic cover. the wedge two tectonic units have been distinguished, made The Piraino Unit consists of a basement defined by a Pa- up by Mesozoic sequences: the M. Soro and the “Argille leozoic sedimentary-volcanic sequence affected by a Variscan Scagliose Superiori” units, and subunits composed of two metamorphism responsible for a LT greenschist to LT am- Paleogene to Lower Miocene successions, the Nicosia-M. phibolite facies prograde zoning, and of a Mesozoic cover. Salici and Troina subunits. The Mela Unit lacks a Meso-Cenozoic cover and is made In Sicily the Sicilide Units generally overthrust the exter- up of a basement characterized by a Paleozoic sequence af- nal Numidian Flysch and are unconformably covered by dis- fected by an Eo-Variscan eclogite facies metamorphism, fol- continuous Serravallian-Late Tortonian terrigenous lowed by a Variscan Barrovian-type amphibolite to hT sediments (Castellana Sicula and Terravecchia Fms.). greenschist facies metamorphic re-equilibration. The analyses of the Tertiary covers of the Alpine Tethydes The Alì Unit is characterized by a terrigenous Permo-Tri- and in particular the tuffitic composition of the sandstones in assic interval grading up to an Early Liassic to Late Creta- the Tufiti di Tusa Fm. allows to recognize a volcanic arc. ceous carbonate succession, and affected by a very low grade In the Ionian side, south of Taormina between the Alpine metamorphism. This unit marks the tectonic contact Alpine Tethydes and the Calabride Units an Early Oligocene between the Mandanici Unit and the overlying Aspromonte terrigenous deposit (Piedimonte fm.) crops out. It represents Unit. This latter lacks a Meso-Cenozoic cover and consists the frontal wedge of the Calabride-Peloritani Chain. of a Paleo-Meso-Proterozoic ultramafic plutonic and meta- The Calabride Units. They compose an orogenic domain, morphic basement, affected by a Pan-African hT granulite which extends from the Southern Apennines to North facies metamorphism and intruded by a Late-Pan-African Africa via the Calabrian Arc and NE Sicily. The Calabria- orogenic intermediate to acidic plutonic series. The basement Peloritani Chain is an arc-shaped belt interpreted as the effect was also involved in a Variscan LT granulite to LT amphibo- of migration toward SE of an arc-trench system. It is repre- lite facies metamorphic re-equilibration, intruded by a Late- sented by crustal fragments overriding the AMC along the Variscan orogenic basic-intermediate to acidic plutonic series submerged margin of the Ionian Sea. and affected by a localized Alpine MhP greenschist to MP The edifice is composed of un-rooted crystalline base- amphibolite facies metamorphic overprint. ment nappes, some of which with remains of their Meso- Tertiary terrigenous covers of the European wedge. Terrigenous Cenozoic sedimentary cover. covers crop out in the north-eastern sector of the island The deepest tectonic units are made by Variscan epimeta- (Peloritani Mts.) and in the Southern Calabria, ranging in age morphites overlain by Meso-Cenozoic successions. These units from the Late Eocene to the Early Miocene. Part of these form superimposed, mainly subhorizontally placed nappes (Frazzanò Flysch) is present at the top of the Meso-Ceno- cropping out in the southwestern sector of the Peloritani Mts. zoic sequences and thus precedes the tectonic phases that The crystalline basement is characterized by a very low grade led to the emplacement of the crystalline units. Most of the metamorphism and it is possible to recognize them in function flysch-type deposits (Capo d’Orlando Flysch) seal the thrust of the different evolution of their sedimentary covers. contacts and are thus considered to have developed after the The Capo S. Andrea Unit is the deepest tectonic unit construction of the Calabride edifice. The Oligo-Miocene constituted by epimetamorphites and by a predominantly terrigenous formations cropping out at the top of the Cal- carbonatic sedimentary succession, with reduced thicknesses abride units also extend onto the more internal AMC units. and repeated gaps, extending from the Early Liassic to the The oldest deposits have been partly involved in late move- Cretaceous-Eocene. ments along the thrust of the Calabride Chain onto the GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 13

AMC. The Burdigalian horizons mark the definitive sealing Trubi are interbedded shallow-water calcarenites. This is in between the two chains. The Late Oligocene-Burdigalian contrast with the opinion, mainly expressed by numerous au- Capo d’Orlando Flysch can be interpreted as a thrust top thors of a deep sedimentation of the white marly limestones. basin deposit, which developed after the main emplacement Pliocene and Quaternary deposits (Altavilla sands, the Si- of the crystalline nappes, but which was involved in further cilian Ficarazzi clays, and so on) exposed along the Tyrrhen- tectonic phases. ian side in the both eastern and western sectors have been The Antisicilide tectonic Unit, originally belonging to the briefly described. Sicilide Unit of the AMC, is at present time a north-verging 2) - The Tufiti di Tusa Fm. can be ascribed to a trench- nappe, resting above the Calabria-Peloritani edifice. It is char- slope basin deposit and is interpreted as the original cover acterized mainly by the Varicoloured Clays of the Peloritani of the Alpine Tethydes. The tuffites indicate a volcanic arc Chain, which tectonically overlie the Capo d'Orlando Flysch as their source. The original palaeogeographic location of and, locally, the crystalline basements of the Aspromonte this flysch seems to be related to a trench-slope deposit, and Mela Units. linked to the Burdigalian tectonic stage, the Balearic Stage, The Floresta Calcarenites Formation consists of arkosic and to the subduction of the Alpine Tethys oceanic crust be- sandstones with more or less abundant fossiliferous carbon- neath the European margin. ate clasts, which unconformably rest, with gentle down lap, To foredeep basin can be originally referred the “Far on the Cretaceous Varicoloured Clays, or sometimes on the travelled” Numidian Flysch, which is now largely allochtho- Capo d'Orlando Flysch and rarely on the basement. Conse- nous. It was deposited in the outermost part of the Alpine quently, this formation is an autochthonous deposit, which Tethys basin, more or less in continuity with the Sicilides. It seals the tectonic contact between the Capo d'Orlando Fly- was affected by the first deformations during the post-Bur- sch and the Antisicilide Unit, postdating at Late Burdigalian digalian compressive phases. Its lateral transition with the the orogenic transport of the nappe. Above the calcarenites, Tufiti di Tusa Fm. is demonstrated by the composition of a horizon of Middle Miocene argillaceous marls, the Monte the arenites in the top-levels. Pitò Marls, stratigraphically lies. A capping interval of Langhian marly clays plays the role The Neogene-Quaternary cover. The foredeep migration of of a syntectonic deposit (Gagliano Marls Fm.). the orogenic belt has been well recorded by the diachronism 3) - The Neogene-Quaternary sequences are mostly rep- of siliciclastics becoming progressively younger away from resented by foredeep and thrust top basin deposits. As de- the internal palaeogeographic domains. The Miocene- formation proceeded, the areas of sedimentation were Pliocene terrigenous covers well record the entire tectonic progressively involved in the tectonic wedge. evolution of the studied area. A stratigraphic scheme of the During the Late Oligocene-Early Miocene the external Tertiary terrigenous covers cropping out in Sicily shows the Numidian Flysch occupied a wide area of the foreland, original location within the structural setting of the orogen which during the Middle Miocene evolved into an extensive and the geodynamic evolution of the sedimentation areas. foredeep. In Sicily during the Late Oligocene siliciclastics Thus, except the Foreland Basins, described in the Fore- with megabreccias, interpreted as ramp deposits, lay on the land Domain, the following different areas of sedimentation Panormide carbonate platform. The Numidian covers are can be distinguished: coeval with glauconitic successions, which represent outer- 1) - Forearc basin deposits are recognizable both off- most epicontinental deposits affected by tectogenesis only shore and onshore along the Tyrrhenian side of Sicily. The since Tortonian times. These deposits underthrust an al- submerged areas are characterized by basins, which develop lochthonous melange of the Alpine Tethydes and the “far between the Sicilian and Calabrian coast and the volcanic arc travelled” Numidian Flysch. of the Aeolian Islands, such as Cefalù, Gioia and Paola The migration of the chain-foredeep system brought the basins. These originated between the Miocene and the Mid- progressive involvement of sectors of the foredeep with the dle Pliocene. Since the Late Pliocene they collapsed to form formation, during the Late Miocene-Pliocene, of accre- the perityrrhenian margin. tionary wedges and satellite basins. In central Sicily (“Cal- Onshore Langhian marls and marly clays (M. Pitò Marls tanissetta Basin”) it is possible to distinguish a wedge Fm.) overlie in a top-lapping arrangement the south-dipping constituted by sandy-clayey and conglomeratic sequences foresets of the Burdigalian-Langhian Floresta Calcarenites with intercalations of a melange derived from the Sicilide or unconformably rest on a Langhian erosional surface. They Units and of olistostroms, unconformably overlain by thrust are mostly pelagic fine-grained sediments and indicate a sud- top basin deposits, mainly made up by Late Tortonian silici- den change in the tectono-sedimentary regime. There was a clastics (Terravecchia Fm.). This grades upwards into northward migration of clastic fans within newly created hin- Messinian evaporites and Early Pliocene chalks (Trubi Fm.). terland basins. This inversion gives valuable information The entire sedimentary succession is strongly deformed with about the age of the Tyrrhenian Basin onset and the pro- short amplitude folds, and represents the allochtonous gressive collapse of its southern margin. wedge (Gela Nappe) of Messinian-Early Pleistocene age, The upper portion of the succession consists of arena- overthrusting the present-day foreland margin. ceous-argillaceous alternations with rare reefoidal episodes The source areas of the Late Miocene satellite basin de- (Milazzo Peninsula). It forms a top-set geometry, and dates posits can be related to the Calabride units and to a crys- to the Upper Tortonian-Lower Messinian (S. Pier Niceto talline basement recognized by seismic lines (Panormide Fm.). These deposits grade up into Late Messinian evapor- continental crust), at present time down-faulted in the ites, followed by Early Pliocene (Trubi Fm.) up to Quater- Tyrrhenian offshore (the Solunto high). It represents the nary deposits, distributed along the Tyrrhenian margin. Late Miocene-Early Pliocene emerged chain, while the mod- Particular interest shows the Lascari area, where within the ern northern chain of Sicily played the role of the frontal 14 F. LENTINI - S. CARBONE wedge, as demonstrated by satellite basin deposits composed strophic sector collapse occurred forming the wide Valle del of Early Pliocene Trubi Fm., found in the Madonie Mounts Bove depression. The volcanic products of Mongibello at 1600 mt on sea level. cover the 88% of the whole Etna edifice and they are mainly In the Caltanissetta Depression two major Messinian represented by compound lava flow fields. evaporitic cycles have been recognized, separated by a re- The southern Tyrrhenian sea. Ustica Island is an extinct large gional angular unconformity. The lower evaporitic sequence volcano edifice characterized by Na-alkaline volcanic prod- is folded and truncated by an intra-Messinian unconformity, ucts emplaced discontinuously from the Early to Middle and underlies deposits characterized by resediments originat- Pleistocene. This volcano island represents the only evidence ing from the lower units interbedded by selenitic gypsum. in the Tyrrhenian Sea where subaerial intraplate magmatism The Lower Pliocene Trubi Fm. records the sudden flood- has occurred in Quaternary times. The eruptive activity at ing of the Mediterranean Sea by water from the Atlantic Ustica volcano ended about 130 ka ago. Ocean. These chalks were deformed together with the evap- The volcanic arc of aeolian Islands. The Aeolian volcanic arc orites during the Middle Pliocene tectonic phase. A second, is composed of seven islands and several volcanic seamounts Middle-Late Pliocene cycle, is represented by marls and blue aligned in a semicircular structure located W and NE of the clays grading upwards into sands and calcarenites (Enna- emerged arc. This archipelago together with the Aegean one Capodarso Cycle) and is unconformably underlain by a Late is the only active island arcs in the Mediterranean sea. The Pliocene-Early Pleistocene regressive sequence (Geracello genesis of the Aeolian Islands is interpreted as a subduction- Cycle). The deposits related to the three different sedimentary related calc-alkaline arc volcanism. In this sense the Ionian cycles cover progressively more internal areas of the roof- oceanic crust is considered to be subducting northwestwards thrust edifice, showing modest basal diachronies. The tectonic beneath the Calabrian Arc. The composition of the volcanic context, within which the deposition of the Plio-Pleistocene rocks varies greatly. The products consist of (high-K) calcal- series took place, was thus characterized by an intense mo- kaline basaltic-andesitic to rhyolitic lavas, and subordinate bility of the substratum, as recorded by the presence, within shoshonites and leucite-tephrites. According to available the successions, of stratigraphic discontinuities. geochronological data, the activity started in the Quaternary In the southern sector of Sicily, that represents the out- (about 1-1,3 Ma) at the Sisifo seamounts and at Filicudi. The ermost area, the Pliocene-Pleistocene interval is expressed magmatic evolution is typical of island arcs: after a first by an unique regressive cycle with more or less continuous tholeiitic phase, calcalkaline products predominate, while clayey-sandy succession (Licata or M. Narbone Fms. and more potassic volcanics characterize the still active volcanoes. Agrigento calcarenites Fm.). The main steps of the geological evolution of the volcanic arc have recently reconstructed through the correlations of VOLCANISM unconformities related to Late Quaternary marine terrace The Quaternary volcanism of eastern Sicily: mt Etna. The ge- deposits and widespread tephra layers. The western Aeolian ological evolution of Etna volcano is divided in four main volcanoes, Alicudi, Filicudi together with Salina island are phases. The Basal Tholeiitic phase corresponds to a period, considered extinct; whereas the active volcanoes are basically from about 500 to 330 ka, of low fissure-type activity initially located to the central (Vulcano and Lipari) and eastern sec- occurred in the foredeep basin and following in a subaerial tors of the Aeolian archipelago (Stromboli and Panarea). In environment. This volcanism represents the northward mi- particular, Stromboli is characterised by a continuous explo- gration of the magmatic source from the foreland (Plio- sive activity at the summit craters whereas the last eruptions Pleistocene volcanism of hyblean plateau) to the at Vulcano and Lipari occurred in 1888-90 and in Medieval Catania-Gela foredeep. After a hiatus of about 100 ka an in- age, respectively. Finally, Panarea is only characterised by an crease of the eruptive activity during the Timpe phase oc- active hydrothermal system. curred building a lava-shield. In particular, the Timpe phase Sicily Channel volcanism. The volcanic activity of Pantelleria marks a significant change in the eruptive history of Etna and Linosa islands are related to the extensional tectonics af- region at least 220 ka, when a Na-alkaline magma rose more fecting the Sicily Channel rift system, in the northern part efficiently from the mantle and eruption sites were concen- of the African plate. In particular, Linosa island is an extinct trated on a narrow belt along the Ionian coast, where the volcano that was active up to about 500 ka ago. Conversely, Timpe fault system is presently located. The eruptive activity Pantelleria volcano was characterised by eruptive activity dur- formed an earlier polygenic volcano fitting the form of an ing holocene. historical submarine eruptions in the Sicily elliptic lava-shield, elongated in a NNW-SSE direction. The Channel occurred in the 1831 and 1891 at Graham Bank and third phase, named Valle del Bove, marks the beginning of Foerstner volcano, respectively. a central-type activity since about 110 ka ago. The earliest volcanic edifices recognized are Tarderia, Rocche and Monte PALAEOGEOGRAPhIC AND PALAEOTECTONIC EVOLUTION Cerasa and following Trifoglietto, Giannicola, Salifizio and On the whole the collected data allow to reconstruct the Cuvigghiuni volcanoes. Starting from about 56 ka ago, during palaeogeographic setting of the studied area. the Stratovolcano phase, the intense eruptive activity of El- The Ionian basin, opened since Permian-Triassic times, littico volcano formed an about 3600 m-high strato-cone that within the Afro-Adriatic Plate, separated the Apulian Block laterally expanded filling the paleo Alcantara and Simeto val- from the Pelagian Block. Northwards along the Apennines leys. The activity of the Ellittico volcano ended about 15 ka the Ionides, represented by the Lagonegro basinal sequences, as consequence of a series of plinian eruptions, producing progressively disappear. This indicates that the Ionian the collapse of the summit area and forming the Ellittico oceanic crust was narrowing and both continental blocks, caldera. Finally, eruptive activity of the past 15 ka built the the Apulian Block and the Panormide one, joined in an Mongibello volcano during which about 10 ka ago a cata- unique continental plate: the Adria Plate. Similarly, there is GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 15 no continuity of the Ionides toward Western Sicily and this the Panormide Platforms were stripped off from their base- may indicate the progressive closure of the oceanic crust and ment and thrust over the Ionides. Later the Ionides suffered the direct connection of the two crusts (i.e. both North- a general detachment and overrode the External Thrust Sys- Africa and Panormide crusts). That means that to the west tem, with comsumption of the Palaeo-Ionian crust originally the Panormide crust was part of the Africa Plate. interposed between the continental crusts. In the Calabrian The Alpine Tethys basin was located between the Europa Arc, where the foreland is not represented by a continental and the Adria-Africa Plates. crust but by the Ionian oceanic crust, the Ionian pelagic se- Palaeogeographic and palaeotectonic reconstructions quence were stripped off from their subducting oceanic along a north-south oriented transect from Sardinia to the basement and currently forms most of the external wedge Sicily Channel show that during the Late Jurassic time the of the Calabrian Arc. Europe and Afro-Adriatic Plates were separated by the Alpine Tethys Ocean. In the Eo-Alpine stage the Alpine oro- TECTONICS gen was built up, driven by the southward subduction of the The attached geological map shows the various structural Alpine Tethys Ocean below Afro-Adriatic Plate during the elements that characterize Sicily, obviously those that can be Cretaceous–Eocene. Since the Oligocene (Balearic stage), a played at a 1:250,000 scale. northward subduction of a remnant Alpine Tethys occurred. Due to the structural complexity in the geological map The first evidence of the beginning of the Tyrrhenian open- the tectonic contacts needed to be distinguished in two dif- ing (Tyrrhenian Stage) is found in the Middle–Late Miocene ferent categories based on their tectonic significance, which sediments, but the oceanization has been recorded in some is also reflected in a sharp distinction of the geometry of the parts of the Vavilov basin since Pliocene times. The subduc- structures themselves. tion hinge retreat of the Ionian litosphere caused the south- The overthrusts correspond to surfaces with a sub-hor- eastward migration of the orogenic system and the izontal geometry, extended tens of kilometers, along which development of a transcurrent system (South Tyrrhenian there is a considerable superposition between units derived System) linked to the coeval collision between the Panormide from different paleogeographic domains. Block and the Pelagian one to the west and the active sub- In the "minor thrust" type can be located thrusts or re- duction beneath the Calabrian Arc to the east. verse faults, which often produce breaching phenomena. The geodynamic evolution of the convergent system, that These consist in the activation of contractional contacts, led to the structuration of Sicily can be summarized as follows. which cut out the previous overthrusts giving rise to anom- Scarce evidences, observed in the studied area, are alous relationships. These structures can be confused with enough to recognize an orogenic phase, that can be clearly high-angle thrust surfaces that are rooted in the sole-thrust, referred to the Eo-Alpine Stage, that occurred during Late resulting from a splay of the latter. Cretaceous-Eocene times. Africa-Ionian-Adria as unique In Sicily the regional architecture is represented by the block and the Eurasian plate converged. allochthonous edifices of the Calabride-Peloritani Chain In the Tyrrhenian side of Northern Calabria, in the (CPC) and the Apenninic-Maghrebian Chain (AMC), which “Catena Costiera”, a tectonic wedge made up mainly by Lig- consist of roof thrust systems overlying rooted structures urides and by ophiolites-bearing sequences, is characterized of the inner margin of the Afro-Adriatic Platforms. by an Europa vergence. It can be interpreted as a fragment A schematic picture of a N-S cross-section in central- of an eo-alpine chain. eastern Sicily shows the relationships between the chains be- Analogous alpine fragments are well known in north- longing to the Orogenic Domain, the original eastern Corsica and relevant data from the CROP-Mare seis- palaeogeographic location and the orogenic stages, during mic lines reveal the presence in the Tyrrhenian Sea of which they have been created. At the top are the tectonic north-verging ophiolites-bearing metamorphic thrust sheets. units of the CPC, originating during the Early Oligocene, They are located in the offshore of north-western Sicily in and later passively transported onto the AMC, and under- an area characterized by high magnetic anomalies. gone the influence of the Tyrrhenian opening. The Balearic Stage followed the previous Eo-alpine one At the top of the AMC the Sicilide Units have been and produced an orogenic belt with opposite vergence, to- transported during Late Burdigalian-Langhian, but further ward the Adria-Africa Block, and allowed a further com- transport onto external areas, such as the M. Judica Unit or sumption of the remnant of the Alpine Tethys oceanic crust Sicanian Units is assigned to the Middle and Late Miocene. and collision of the European Plate with the Panormide The same units compose part of the Gela Nappe. crust. The consumption of the Tethys crust was contempo- At the beginning of the Tyrrhenian opening (Tyrrhenian raneous with the emplacement of extensive nappes, with the Stage) the Panormide carbonate platforms, detached from opening of the Balearic back-arc basin and the counterclock- their basement, thrust over the Imerese Units. wise rotation of the Corsica-Sardinia Block, which ended at Since Late Miocene a further overthrusting of the Ionides the Burdigalian-Langhian boundary. onto the Pelagian Sicilian Thrust Belt (PSTB) and a definitively The flysch-type successions Late Oligocene to Early superposition of this latter onto the foredeep followed. Miocene aged testify to the presence of a volcanic arc, which The present day structural setting has been created during belonged to the Alpine Tethys subduction complex. the Tyrrhenian Stage, commenced in the Middle-Late Miocene In Sicily the Africa foreland-foredeep system hosted ex- and in contemporaneous with the onset of Tyrrhenian back- tensive numidian-type sedimentation and glauconitic cal- arc basin development. Transport of the Panormide platforms carenites and marls were deposited in the outermost onto the Ionides, which in turn overrode the PSTB, was insti- “epicontinental” sector. gated by the subduction of intervening sectors of Palaeo-Ion- The Tyrrhenian Stage starts in the Late Langhian, when ian oceanic crust and by the successive deformation of the 16 F. LENTINI - S. CARBONE inner margin of the Africa foreland. getto CROP- Mare, che prevedeva rilievi di zone- A comment of some crustal profiles across Sicily available chiave per un’integrazione con i dati della sismica. from the geological literature is expressed. The profiles, com- Inoltre, laddove non è stato possibile disporre di piled with the help of the seismic interpretation in the CROP- rilevamenti propri, sono stati effettuati aggiorna- Mare Project, show that the crust of the North Africa Plate extends beneath the roof thrust system, which characterizes menti di carte geologiche pubblicate. In particolare the onshore areas, until the Tyrrhenian shoreline. The North sono state utili le pubblicazioni citate nella carta Africa crust shows a progressive thinning and laterally grade geologica allegata, i cui dati tuttavia sono stati resi into an old Ionian slab, now completely subducted. The coerenti con l’interpretazione e lo spirito del pro- Panormide continental crust, detected in the Tyrrhenian off- dotto qui realizzato. shore, is currently colliding with the North Africa one. La Carta Geologica della Sicilia alla scala The geological evidence of this collisional setting is the 1:250.000, oltre che costituire un documento per South Tyrrhenian System, which consists in a NW-SE ori- ulteriori ricerche di base, potrà rappresentare un ented dextral transcurrent fault system, accompanied by a elemento per elaborare studi territoriali e orientare sinistral NE-SW antithetic one and by N-S oriented normal ulteriori specifiche ricerche sia nel campo geolo- faults. The whole system is compatible with an unique max- gico-naturalistico-ambientale, che ingegneristico, imum stress from north and it affects both offshore and on- shore Sicilian area. Further evidence has given by a general per piani paesaggistici, carte del rischio, della ve- out-of-sequence thrusting, which affects the present-day getazione ecc., e quindi essa rappresenta una pub- mountain chain of Sicily. blicazione a carattere generale e non limitata ad Between the South Tyrrhenian faults the most signifi- uno specifico settore scientifico-disciplinare. cance is that of the Vulcano Line. This NNW-SSE oriented La presente Memoria vuole essere un docu- fault represents a boundary between the collisional setting mento dei numerosi dati raccolti dagli scriventi du- to the west and the still subducting Ionian slab to the east. It rante decenni di attività di ricerca, ma, oltre che crosses the Eolian Islands, and separates the islands with vol- costituire un’analisi dei propri lavori pubblicati, canic activity to the east (Vulcano, Panarea, Stromboli) from esso riporta i dati di letteratura, anche laddove the western islands where active volcanic phenomena seem compare una interpretazione alternativa, fornendo at present time stopped. così al lettore l’opportunità di affrontare critica- Some examples of active tectonics are presented, in par- ticular in the Etna volcano area and the South Tyrrhenian mente la divergenza scientifica. Per quanto ri- System are active both onshore and offshore, and clokwise guarda i fogli del Progetto CARG essi sono stati rotations of syncline axis (Nicosia Syncline) reveal the pres- pubblicati successivamente alla compilazione della ence of crustal structures. Carta Geologica alla scala 1:250.000, e sono stati oggetto di una consultazione per eventuali aggior- KEy WORDS: Sicily, Paleogeography, Structural domains, namenti, dove però le interpretazioni presentavano Tectono-stratigraphy, Geodynamic evolution una piena condivisione con quanto riportato nella carta allegata. La carta geologica allegata, insieme con le tavole 1. - PREMESSE E SCOPO DEL LAVORO di dettaglio inserite nelle presenti Memorie, pos- sono costituire comunque un elemento di consul- La Carta Geologica della Sicilia alla scala tazione per coloro che intendano documentarsi su 1:250.000 rappresenta ad oggi l’unico documento vari aspetti della geologia isolana. di sintesi contenente le principali caratteristiche Non tutti gli argomenti, considerata la loro va- geologiche dell’intera Isola. Essa è stata elaborata, stità, hanno potuto godere dei necessari approfon- sulla base di innumerevoli studi condotti dagli au- dimenti; tuttavia al riguardo si è tentato di fornire tori di questa memoria e dai ricercatori che hanno indicazioni per una consultazione di testi e di ri- collaborato ai vari progetti e che verranno citati per cerche specifiche. Un esempio è rappresentato dai i relativi contributi. I dati provengono in gran parte depositi del Quaternario, per i quali un’esauriente da ricerche supportate da finanziamenti ministe- trattazione avrebbe richiesto uno specifico volume riali, dal CNR, e nell’ambito del Progetto CARG ad essi dedicato. tramite convenzioni tra: CNR – Presidenza del Per la datazione dei depositi plio-pleistocenici è Consiglio dei Ministri, Regione Siciliana – APAT stato utilizzato lo schema biostratigrafico a nanno- (ora ISPRA) – Università di Catania. fossili calcarei di RIO et alii (1990); lo schema cro- Gli elementi, cui si è attinto per portare a ter- nologico adottato per il Pliocene è quello di CITA et mine la carta, sono i numerosi rilevamenti effet- alii (1996), mentre per il Pleistocene viene fatto ri- tuati “in proprio” nell’ambito di progetti di ricerca ferimento allo schema della Commissione Italiana per la stesura di “carte geologiche non ufficiali”; di Stratigrafia in CITA & CASTRADORI (1995). Per molte di queste carte sono state, successivamente, quanto riguarda i depositi miocenici, invece, lo aggiornate grazie ai vari fogli prodotti per il Pro- schema biostratigrafico e cronostratigrafico di rife- getto CARG e quelli condotti nell’ambito del Pro- rimento è quello di FORNACIARI et alii (1996). GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 17

2. - INQUADRAMENTO GEOLOGICO tale, il cui spessore si aggira intorno ai 30 km, il Blocco Apulo ed il Blocco Pelagiano appartenenti I dati geologici raccolti in numerosi anni di ri- rispettivamente alle placche Adria e Africa, separati cerche, e più recentemente integrati con i dati del- dal Bacino Ionico caratterizzato da una crosta l’esplorazione geofisica dell’andamento crostale, oceanica, il cui spessore varia da circa 11 a 16 km permettono di distinguere nel Mediterraneo cen- (FINETTI, 2005b). trale dei domini strutturali intesi come aree a com- In particolare, l’appartenenza del Blocco Pela- portamento cinematico a grandi linee omogeneo giano alla placca continentale Africana è basata (fig. 1). Sono riconoscibili così un dominio di unicamente sull’interpretazione di profili sismici avampaese, comprendente aree non direttamente profondi, ma ciò non è supportato da evidenze coinvolte dalle deformazioni orogeniche, un do- dirette relative al basamento cristallino Permo- minio orogenico, rappresentato da fasce di intensa Triassico sia in affioramento sia nei pozzi pro- deformazione, originatosi in seguito ad una com- fondi (BIANChI et alii, 1987; FINETTI et alii, 2005a). plessa ed articolata evoluzione geodinamica, e un Nuove indagini derivanti dall’integrazione di dati dominio di hinterland formato dal Bacino Tirrenico petrologici e geochimici, geologici e geofisici e dal Blocco Sardo-Corso. hanno evidenziato l’esistenza di un basamento Il dominio d’avampaese è rappresentato dai set- Permo-Triassico, costituito da un core-complex ocea- tori indeformati di due blocchi a crosta continen- nico fossile (MANUELLA et alii, 2013). Quest’ultimo

Fig. 1 – Domini strutturali nel Mediterraneo Centrale (da LENTINI et alii, 1994, modificato). - Structural domains in the Central mediterranean area (after LENTINI et alii, 1994, modified). 18 F. LENTINI - S. CARBONE

è formato da peridotiti serpentinizzate, nelle quali Calabride (Kabilo-Calabride Chain – KCC), sovra- il grado di serpentinizzazione decresce da una scorsa sulla Catena Appenninico-Maghrebide profondità di 8 a 19 km, corrispondente alla (apenninic-maghrebian Chain – AMC). Moho intesa come fronte della serpentinizzazione La KCC, costituita da falde di basamento di età (MANUELLA et alii, 2013). In associazione alle peri- proterozoica e paleozoica con resti delle coperture dotiti, si trovano gabbri che presentano evidenze sedimentarie meso-cenozoiche, si è originata dalla di alterazione idrotermale, databile al Triassico in- delaminazione del margine europeo. Essa si feriore sulla base di zirconi idrotermali (SCRIBANO estende dall’Arco Calabro-Peloritano fino alle Ka- et alii, 2006a, 2006b). bilidi in Nord-Africa, passando per una fascia som- Al dominio orogenico appartiene un sistema di mersa lungo il Tirreno meridionale. Le falde catene, che dall’Appennino attraverso l’Arco Cala- cristalline si sono impilate durante l’Eocene supe- bro-Peloritano si estende dalla Sicilia fino al Nord- riore–Oligocene inferiore e sono suturate dal Africa, ed è compreso tra le due croste oceaniche, flysch di Capo d’Orlando, ascritto all’intervallo in espansione quella tirrenica e in consumazione Oligocene superiore–Burdigaliano inferiore. quella ionica. Di tale dominio fa parte un elemento La AMC è formata da unità tettoniche, che de- profondo prodotto dalla deformazione del mar- rivano dal trasporto orogenico, avvenuto durante gine del Blocco Apulo a nord e del Blocco Pela- l’Oligo-Miocene, di successioni sedimentarie ap- giano a sud. Esso era stato genericamente partenenti a domini paleogeografici originaria- denominato da CARBONE & LENTINI (1988) Si- mente localizzati tra la placca europea e quelle stema a Thrust Esterno. Successivamente CARBONE afro-adriatiche. Si tratta di sequenze meso-ceno- & LENTINI (1990) l’avevano denominato Catena zoiche di piattaforma carbonatica (Unità Panor- Apula nell’Italia meridionale e Catena Sicana in Si- midi) tettonicamente interposte tra successioni cilia. Nei lavori più recenti (LENTINI et alii, 1990a, pelagiche alpino-tetidee, al tetto, e successioni ba- 1994; FINETTI et alii, 1996, 2005a, 2005b) sono stati cinali, riconducibili ad un originale braccio del indicati come Sistema a Thrust Apulo (apulian paleo-bacino ionico (Ionidi sensu FINETTI, 2005c; Thrust System) e Sistema a Thrust Siculo-Pelagiano FINETTI et alii, 2005a, 2005b; LENTINI et alii, 2006) (pelagian-Sicilian Thrust belt – PSTB), rispettiva- alla base. Le prime hanno subìto il trasporto oro- mente per l’Appennino meridionale e per la Sicilia. genico nell’intervallo Oligocene superiore – Mio- Tale sistema è stato poi riconosciuto da LAVECChIA cene inferiore; le seconde furono coinvolte et alii (2007), che però l’hanno denominato Sicilian nell’orogenesi a partire dal Miocene medio. La so- basal Thrust. vrapposizione dell’edificio alloctono, soggetto ad La strutturazione del PSTB è relativamente re- una “thin-skinned tectonics”, cioè composto da falde cente e viene ascritto al Miocene superiore–Plei- completamente sradicate, sopra il Sistema a Thrust stocene, in contemporanea con l’apertura tirrenica. Esterno e l’ulteriore deformazione di quest’ultimo Al disopra del PSTB si estende l’edificio alloc- sono databili all’intervallo Miocene superiore-Plei- tono, composto a sua volta dalla Catena Kabilo- stocene (fig. 2).

Fig. 2 – Sezione crostale schematica attraverso il M. Etna, dalla costa tirrenica agli Iblei, mostrante l’architettura regionale della Sicilia orientale (da LENTINI et alii, 2007, modificato). - Schematic N-S Etna crustal cross section from the Tyrrhenian coast-line to the Hyblean plateau, showing the regional architecture of the eastern Sicily (after LENTINI et alii, 2007, modified). GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 19

Il progetto CROP – Mare si è valso di ricerche Appennino meridionale–Arco Calabro–Sicilia– geofisiche opportunamente integrate dai dati geo- Nord Africa e la distribuzione degli spessori cro- logici e ha consentito di definire i domini struttu- stali. Appare evidente che la subduzione ha rali, la loro collocazione paleogeografica e il interessato prevalentemente i settori a crosta ocea- relativo carattere crostale (tab. 1). nica e, quando questi ultimi si sono consumati si È stato possibile anche tracciare la distribu- è creato uno stato collisionale tra blocchi conti- zione delle croste nel Mediterraneo centrale (fig. nentali e il sottoscorrimento si è spostato, inve- 3) ed è emersa la stretta connessione tra l’evolu- stendo altri settori a crosta assottigliata od oceanica zione geodinamica dell’attuale sistema orogenico (LENTINI et alii, 2005) (v. anche Titolo V, Cap. 2.).

Tab. 1 – Caratteri crostali e collocazione paleogeografica dei domini strutturali nel mediterraneo centrale. - Crustal characters and paleogeographic location of the structural domains in central Mediterranean.

DOMINIO STRUTTURALE COLLOCAZIONE CARATTERI CROSTALI PALEOGEOGRAFICA

Crosta assottigliata/oceanica (17-28 km) Blocco Pelagiano Sequenze carbonatiche e vulcaniche meso-cenozoiche

Margine flessurato e non Crosta oceanica AVAMPAESE delle placche Afro-Adriatiche e del Bacino Ionico permo-triassica (10 km) Bacino Ionico con coperture sedimentarie pelagiche bacinali

Crosta continentale (35 km) Blocco Apulo Sequenze carbonatiche meso-cenozoiche

Dominio orogenico esterno Atlas originato durante la collisione SISTEMA A THRUST Margine deformato Sistema a Thrust continente-continente e l’apertura delle placche Siculo-Pelagiano tirrenica a partire dal Tortoniano ESTERNO (ETS) Afro-Adriatiche (PSTB) come duplex che coinvolgono Sistema a Thrust Apulo sequenze simili a quelle dell’attuale avampaese carbonatico

CATENA APPENNINICO- Unità Sicilidi Tetide Alpina, Crosta Crosta oceanica MAGhREBIDE Panormide, Paleo-Ionio Unità Panormidi Crosta continentale assottigliata (AMC) Ionidi Crosta oceanica Unità di basamento paleozoico e CATENA KABILO- proterozoico, originate a partire CALABRIDE Margine europeo dall’Eocene sup. e sovrascorse in toto su AMC durante l’oligo-mio- (KCC) cenica rotazione del Blocco Sardo-Corso

Originato a partire dal BACINO TIRRENICO Bacino di retro-arco Serravalliano per estensione delle aree interne dell’orogene 20 F. LENTINI - S. CARBONE

Fig. 3 – Schema dei domini crostali nel Mediterraneo Centrale. I domini di avampaese sono caratterizzati dalla crosta continentale Adria e dalla crosta da assot- tigliata ad oceanica Nord Africana, separate dalla vecchia crosta oceanica dello Ionio. Attualmente la subduzione della crosta ionica è attiva solo sotto il settore meridionale dell’Arco Calabro-Peloritano. Residui dello slab Paleo-Ionico sono sismicamente riconoscibili tra i margini deformati dei blocchi continentali e la Crosta Panormide. Il Tirreno è costituito da crosta oceanica e si è impostato sulla crosta delaminata Europea e su quella Panormide, prima che si sviluppassero i bacini di avanarco di Cefalù-Gioia-Paola (da LENTINI & CARBONE, 2010). - Sketch map of crustal domains in the Central mediterranean. The foreland domains are characterized by the adria continental crust and by North africa transitional to oceanic crust, separated from the old oceanic crust of the Ionian Sea. at the present time the subduction of the Ionian Crust is active only beneath the southern segment of the Calabrian arc. Remains of parts of the paleo-Ionian slab are seismically recognizable between the deformed margins of the continental blocks and the panormide crust. The Tyrrhenian Sea is constituted mostly of an oceanic crust placed on the delaminated European crust, and the panormide Crust before the forearc basins of Cefalù-Gioia-paola developed (after LENTINI & CaRboNE, 2010).

Attualmente l’unica subduzione riconoscibile è smiche che tali piattaforme si sono scollate dal loro quella della crosta oceanica ionica al disotto del originario basamento a crosta continentale e per- segmento meridionale dell’Arco Calabro-Pelori- tanto quest’ultimo viene indicato con il termine di tano; mentre il settore di retroarco è rappresentato Crosta Panormide (fig. 4). dalla nuova crosta oceanica tirrenica in espansione. D’altro canto le linee sismiche, integrate dalla no- Tra gli elementi di novità emersi dalle linee si- tevole mole di dati geologici raccolti in alcuni de- smiche del progetto CROP-Mare (FINETTI ED., cenni di indagini a terra, mostrano che in Sicilia la 2005) assume particolare importanza per la defini- crosta Nord Africana, rappresentata dal Blocco Pe- zione del quadro strutturale odierno l’individua- lagiano, si estende da sud a nord fino a raggiungere zione di un blocco di crosta continentale lungo i ed oltrepassare la linea di costa tirrenica. Lo spes- margini tirrenici a nord della Sicilia e al largo del sore crostale si riduce progressivamente verso nord Cilento. Esso può essere considerato, con notevole per passare ad uno slab, che sottoscorre al disotto attendibilità, l’originario basamento delle piatta- della Crosta Panormide. Il profilo di figura 4 mostra forme carbonatiche affioranti nell’Appennino me- una situazione collisionale tra Crosta Nord Africana ridionale e in Sicilia e sovrascorse al disopra delle e Crosta Panormide con consumazione più o meno sequenze bacinali Ionidi. È evidente nelle linee si- totale di un settore intermedio a crosta oceanica, GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 21

Fig. 4 – Profilo crostale schematico attraverso il Tirreno meridionale, la Sicilia e il Canale di Sicilia (da LENTINI et alii, 2005). - Schematic crustal profile across the southern Tyrrhenian basin, Sicily and the Sicily Channel (after LENTINI et alii, 2005). che costituiva con molta probabilità un braccio del 3 – CENNI SU STUDI PRECEDENTI Paleoionio. Da quest’ultimo si sono scollate le suc- cessioni bacinali, che attualmente ricoprono tetto- Considerato il complicato ed articolato quadro nicamente il Sistema a Thrust Siculo-Pelagiano e che geologico della Sicilia, il significato che tale regione pertanto sono state incluse nelle Ionidi. assume nel più ampio contesto dell’evoluzione L’espressione di questo stato collisionale lungo geodinamica dell’area mediterranea, e l’elevatis- il margine tirrenico della Sicilia è costituita da un simo numero di studiosi e ricercatori che se ne sistema di faglie orientate NO-SE a componente sono occupati, non è certamente semplice tracciare trascorrente destra, denominato Sistema Sud-Tir- un’esauriente analisi degli studi precedenti. Per- renico (South Tyrrhenian System – STS) da FINETTI tanto si cercherà di percorrere le tappe dell’evolu- & DEL BEN (1986) e FINETTI et alii (1996), diffuso zione del pensiero geologico, privilegiando i lavori sia a mare che a terra, che tende a trasferire l’oro- più significativi e rinviando ai vari capitoli i riferi- gene verso l’Arco Calabro-Peloritano per mezzo menti bibliografici relativi a specifici argomenti ivi della crosta oceanica ionica, e dell’arretramento del trattati. Saranno qui presi in considerazione in par- relativo slab, in sottoscorrimento al disotto del seg- ticolare quei lavori che rappresentano l’espressione mento di orogene compreso tra Tindari ad ovest e del passaggio dalle vecchie concezioni autoctoniste la Stretta di Catanzaro ad est (fig. 5). a quelle faldistiche, che dopo animati dibattiti Il quadro strutturale riconosciuto nella parte af- scientifici si sono definitivamente affermate, grazie fiorante dell’orogene si completa con la presenza di anche alle tecniche di indagine sempre più raffi- un sistema orientato NE-SO con componente di mo- nate. Ancor oggi, tuttavia, malgrado sia abbastanza vimento sinistra, con un ulteriore sistema ad anda- chiaro il quadro strutturale dell’orogene siciliano, mento meridiano prevalentemente distensivo e faglie molti aspetti, come per esempio il ruolo di faglie inverse orientate E-O e con vergenza a sud (fig. 6). attive e l’evoluzione geodinamica recente, sono og- Il sistema dominante comunque è quello Sud- getto di varie interpretazioni talora contrastanti. Tirrenico, e rappresenta il “trasferimento” del do- In Sicilia i primi importanti studi videro la luce minio orogenico verso l’Arco Calabro-Peloritano, alla fine del XIX secolo e avevano in prevalenza un laddove cioè il regime collisionale termina in taglio paleontologico-stratigrafico, ovviamente in quanto l’elemento in sottoscorrimento è rappre- un’ottica di generale autoctonia. Questa fase risultò sentato dalla crosta oceanica ionica. Il STS, inizial- particolarmente fruttuosa per gli studi paleontolo- mente riconosciuto nel basso Tirreno, è presente gici, che si esprimevano in ampie monografie ben anche nell’entroterra dell’Isola dalle aree trapanesi illustrate (GEMMELLARO G.G., 1882-1904). fino alla zona etnea (v. Titolo V - Tettonica). Il primo grande lavoro di geologia regionale sul Nei Titoli II e III verranno trattati i caratteri tet- sistema montuoso Nebrodi-Peloritani risale alla fine tono-stratigrafici delle unità strutturali seguendo l’or- dell’Ottocento, quando BALDACCI (1886) pubblicò dine dettato dalla loro collocazione paleogeografica la sintesi di geologia regionale e cioè la “Descrizione dalle aree più esterne verso quelle più interne, cioè geologica dell’Isola di Sicilia”, accompagnata da una procedendo dai domini di avampaese (Blocco Pela- carta geologica a scala 1:100.000, edito dal Servizio giano) verso quelli relativi al margine europeo. Nella Geologico d’Italia. Naturalmente l’opera risente tabella 2 vengono riassunte così le stratigrafie delle delle conoscenze del tempo e la geologia viene in- varie unità tettoniche, nell’ordine da quelle interne terpretata sulla base delle idee fissiste, cioè non ven- verso le esterne, perché esso risulta più coerente con gono riconosciuti i grandi ricoprimenti tettonici la propagazione spazio-temporale dei sistemi a thrust legati all’orogenesi. Tuttavia tale lavoro riveste un che compongono l’edificio orogenico. notevole interesse, se non altro per la minuziosa de- 22 F. LENTINI - S. CARBONE

Fig. 5 – L’Arco Calabro-Peloritano è compreso tra due zone collisionali (C e C’) ed è delimitato da due tear-fault (in azzurro), orientate NO-SE, con movimento destro in Sicilia (Sistema sud-Tirrenico) e sinistro al confine Arco Calabro – Appennino meridionale (Linea del Pollino). Soltanto il set- tore Calabria meridionale – M. Peloritani, presenta subduzione attiva come dimostra lo slab ionico, riconoscibile nella sezione lito-astenosferica del CROP M-2A/III di FINETTI (2005a) (traccia della sezione in nero); (per la legenda dello schema v. figura 1). - The Calabria-peloritani arc is located between two collisional zones (C and C’) and it is bounded by two NW-SE oriented tear faults (blue traces), dextral in Sicily (South Tyrrhenian System) and sinistral at the Calabrian arc – Southern apennines boundary (pollino Line). only the Southern Calabria – peloritani mounts segment shows active subduction as it is demonstrated by the subducted Ionian slab, recognizable in the deep litho-astenospheric CRop m-2a/III section of FINETTI (2005a) (in black trace); (for the legend of the scheme see figure 1). scrizione dei terreni affioranti con riferimenti anche al contenuto paleontologico, che aveva consentito di ricostruire una stratigrafia attendibile, se si tiene conto dell’epoca in cui venne redatta. Allo stesso tempo pochi studiosi svolsero un’at- tività di enorme rilievo, gettando le basi per la cro- nale come Lyell, Suess, haug, Mojsisovics e zittel, nostratigrafia dei terreni affioranti nell’Isola. Oltre contribuì in maniera determinante, con i suoi studi a Baldacci vanno ricordati Gaetano Giorgio Gem- sul Permiano del Sosio e sul Mesozoico della Sicilia, mellaro, Giuseppe Seguenza e Sebastiano Mottura. a fare della Sicilia una tra le regioni più classiche del Tra tutti spicca l’attività di GEMMELLARO G.G. Mediterraneo (BUCChERI, 2004). (1882-1904), appartenente a quattro generazioni di GEMMELLARO G.G. (1884) produsse una mono- Gemmellaro a partire dalla fine del ’700 (v. OGNIBEN, grafia con pregevoli illustrazioni del contenuto fos- 1967), e professore di Geologia a Palermo, nonché silifero delle Rocche Rosse di Galati Mamertino fautore dell’istituzione del Museo Geologico di (Messina), lavoro completato poi da GEMMELLARO quella città e responsabile in Sicilia di rilevamenti M. (1911). Le faune confermavano che il giacimento per la Carta Geologica d’Italia, presentata poi al è ascrivibile alla parte inferiore del Lias medio. Ma Congresso Internazionale di Bologna nel 1882. GEMMELLARO G.G. (1882, 1904) è noto anche per Formatosi in Italia e in Inghilterra, in costante con- aver illustrato le faune del Trias della Sicilia occiden- tatto con prestigiosi nomi della geologia internazio- tale, dedicando particolare attenzione dapprima alle GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 23

Fig. 6 – Particolare della Carta Geologica del Golfo di Patti (Sicilia settentrionale) (da CARBONE et alii, 1993a). La zona ricade nell’estremità sud-occidentale del- l’Arco Calabro-Peloritano ed è caratterizzata da un basamento cristallino di alto grado (A) e da coperture sedimentarie di età dall’Oligocene al Quaternario, co- stituite dal flysch di Capo D’Orlando (B), ricoperto tettonicamente dalle argille scagliose Antisicilidi (C), dalle calcareniti di Floresta e marne di M. Pitò (D), dalla f.ne di S. Pier Niceto (E), dai depositi marini (F) e continentali (G) quaternari. Si riconoscono il Sistema Sud-Tirrenico (orientato NO-SE) con componente destra (in giallo), il sistema orientato NE-SO con componente sinistra (in verde) e quello circa N-S (Sistema Medio-Tirrenico) (in nero). L’immagine ha lo scopo di mostrare che tutti questi sistemi, insieme a piccoli thrust sud-vergenti risultano compatibili con un σ1 da nord. - Detail of the Geological map of patti Gulf (Northern Sicily) (after CaRboNE et alii, 1993a). The area lies on the south-west extremity of the Calabria-peloritani arc and is characterized by a high degree crystalline basement (a) and an oligocene up to Quaternary sedimentary cover, composed of the Capo d’orlando Flysch (b), underthrusting the “argille Scagliose antisicilidi”(C), of the Floresta calcarenites and m. pitò marls fms. (D), of the S. pier Niceto Fm.(E), of Quaternary marine (F) and continental (G) deposits. We recognize the NW-SE oriented South Tyrrhenian System with dextral component (yellow), the NE-SW oriented system with sinistral component (green) and the approximately NS middle Tyrrhenian System (in black). The aim of this imagine is to show that all of these systems, together with minorl south verging thrust-faults are compatible with an unique σ1 from the north. halobie (fig. 7) e, successivamente con una prege- presente in Sicilia (OGNIBEN, 1957; DECIMA & vole monografia, ai cefalopodi (fig. 8). WEzEL, 1971), Toscana, Piemonte, Romagna e Si devono a MOTTURA (1871), creatore e diret- Marche, di grande interesse economico per la pre- tore della prima Scuola Mineraria d’Italia, da Lui senza di ingenti giacimenti di zolfo. Il termine serie fondata nel 1862, i primi rilevamenti, per la Carta Gessoso-solfifera venne proposto da SELLI (1960) Geologica Ufficiale d’Italia, delle aree della Sicilia per indicare il complesso di depositi corrispon- centrale nelle quali affiora la “Serie Gessoso-Solfi- denti al piano Messiniano e rappresentativo dell’in- fera”. Questo termine è venuto progressivamente sieme di eventi paleoceanografici definito come in uso nella letteratura geologica a partire dalla se- crisi di salinità del Messiniano (hSU et alii, 1973). conda metà dell’800 per indicare un complesso di Relativamente al settore nord-orientale del- depositi di età Miocene superiore comprendenti l’Isola, sono meritevoli le ricerche di SEGUENzA lenti di gesso, calcari solfiferi, salgemma e altri sali (1873, 1885), che indica in tre eventi principali più solubili intercalati a depositi terrigeni che si ri- (Lias superiore, Titonico, Miocene medio) le prin- trovano in tutta l’area italiana e perimediterranea. cipali fasi evolutive responsabili della struttura- Nei vari lavori che trattano questi depositi si fa rife- zione dell’orogene siciliano. rimento più frequentemente ad una “serie solfifera”, Non va dimenticata anche l’opera di FUCINI “formazione solfifera” o “serie gessoso solfifera” (1919, 1920-1935), che ha descritto in 5 monogra- 24 F. LENTINI - S. CARBONE

Tab. 2 – Schema stratigrafico delle principali unità strutturali con loro distribuzione paleogeografica dalle aree più interne (a sinistra) verso quelle più esterne e cioè l’attuale avampaese (a destra). È evidente anche lo sviluppo spazio-temporale della deformazione e la relativa sedimentazione (da FINETTI et alii, 2005a, modificato). - Stratigraphic scheme of the main structural units with their palaeogeographic distribution from the in- nermost (on the left) to the outermost areas (the modern foreland) (to right). The development in time and space of the thrusting and related sedimentation is shown (after FINETTI et alii, 2005a, modified).

fie le faune ad ammoniti liassiche della zona di Ta- mento di cartografia geologica ufficiale. Soltanto ormina, seguita più tardi dalle ricerche del suo di- un secolo dopo esse saranno progressivamente so- scepolo MAUGERI PATANÈ (1924, 1932), che ha stituite da carte realizzate a seguito di rilevamenti lasciato preziosi contributi sulla stratigrafia delle effettuati da Università o da Enti di ricerca; e no- successioni mesozoiche della provincia di Messina. nostante l’avvio del Progetto di Cartografia Nazio- Sempre nel settore peloritano, e in particolare nale (CARG), rimangono aree, il cui prodotto nell’area dello Stretto di Messina, i primi studi pa- ufficiale è rappresentato da fogli geologici della leontologico-stratigrafici sul Plio-Pleistocene sono fine dell’800. Basti pensare che dei ventotto fogli stati condotti da GIGNOUX (1913). La cronostrati- a scala 1:100.00 in cui ricade il territorio isolano e grafia di questi depositi e loro ambienti deposizio- le isole Egadi e le Pelagie, solo cinque hanno visto nali (DI GERONIMO et alii, 1978; BARRIER, 1984, una seconda edizione: Fogli 257 “Castelvetrano”, 1986, 1987) sono stati successivamente meglio de- 1959; 265 “Mazara del Vallo”, 1955; 268 “Calta- finiti in una serie di lavori che prendono in consi- nissetta” 1955; 271 “Agrigento”, 1959; 272 “Gela”, derazione i foraminiferi (LOMBARDO, 1980, 1955. Per alcuni dei restanti fogli, v. per es. 267 VIOLANTI et alii, 1987; VIOLANTI, 1989), i nanno- “Canicattì”, 1885; 273 “Caltagirone”, 1885, non è fossili (DI STEFANO & LENTINI, 1995; DI STEFANO stato mai elaborata una revisione a scala adeguata & CALIRI, 1996;) e le faune a vertebrati (ASCENzI ad esclusione degli aggiornamenti effettuati negli & SEGRE, 1971; BONFIGLIO, 1970, 1991; BONFIGLIO anni ’80 per la stesura del Modello Strutturale & VIOLANTI, 1983; BADA et alii, 1991). d’Italia, Foglio 6 (C.N.R., 1991). Le carte geologiche eseguite alla fine dell’800 Le carte di fine ’800 rispecchiano le conoscenze rappresenteranno per molti anni l’unico docu- dell’epoca, per cui sul basamento cristallino cala- GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 25

Fig. 7 – Illustrazioni originali di G.G. GEMMELLARO con note di MAUGERI PATANÈ, che riproducono accuratamente alcune specie di Halobia spp. triassiche pro- venienti da varie località della Sicilia occidentale. 1-2) Daonella Styriaca Mojs.; 3-5) Daonella lenticularis Gemm.; 6) Daonella Lepseusi Gemm.; 7-8) Halobia simplex Gemm.; 9-12) Halobia radiata Gemm. - original illustrations of G.G. GEmmELLaRo with notes of maUGERI paTaNÈ, accurately reproducing specimens of Triassic Halobia spp. collected in Western Sicily. 26 F. LENTINI - S. CARBONE

Fig. 8 – Illustrazioni originali che riproducono accuratamente alcune specie di ammoniti giurassiche provenienti da varie lcalità delle province di Palermo e di Trapani. Dai Quaderni del Museo Geologico “G.G. Gemmellaro”, Palermo, a cura di D’ARPA & SCALONE (2007). 1, 2) peltoceras transversarium, (Roccapalumba, Castronovo - Palermo); 3) perisphinctes airoldii (Roccapalumba); 4) aspidoceras Helymense (Calatafimi - Trapani). - original illustrations accurately reproducing species of Jurassic ammonites collected in various localities of the palermo and Trapani provinces. From Quaderni del museo Geologico “G.G. Gemmellaro”, palermo, a cura di D’aRpa & SCaLoNE (2007). 1, 2) peltoceras transversarium, (Roccapalumba, Castronovo - palermo); 3) perisphinctes airoldii (Roccapalumba); 4) aspidoceras Helymense (Calatafimi - Trapani). GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 27 bro-peloritano poggia una successione “normale” notevole influenza nella compilazione della nuova di terreni meso-cenozoici. Ad una fase tettonica carta geologica, realizzata a partire dagli anni ’60 a eocenica ed oligo-miocenica di “corrugamento” seguito della Legge Sullo, dando un’immagine di segue in tempi recenti una tettonica di solleva- estrema semplificazione, disconoscendo una note- mento, senza che vi sia cenno a teorie faldistiche. vole mole di dati analitici, che avrebbero favorito Queste ultime cominciano a farsi strada in varie lo- un’interpretazione meno autoctonista. calità europee e nelle Alpi, ma soltanto all’inizio Seguì una serie di pubblicazioni di lavori anali- del ’900 LUGEON & ARGAND (1906) segnalano fe- tici legati alla ricerca industriale, tra i quali vale ri- nomeni di “charriage” in Sicilia. In particolare essi cordare quello di RIGO & BARBIERI (1959) e la ritengono che in Sicilia occidentale i massicci me- monografia petrografica e sedimentologica sulla sozoici appartengano ad una falda di ricoprimento Serie Solfifera Siciliana di OGNIBEN (1957). sovrascorsa sul “flysch paleogenico”. Analoghe in- Le concezioni faldistiche verranno tuttavia svi- terpretazioni vengono espresse successivamente da luppate in modo analitico solamente a partire dagli ARBENz (1908) e poi da LIMANOWSKI (1913) per i anni sessanta da OGNIBEN (1960 e segg.) e dai ricer- Monti Peloritani. catori francesi (BROQUET, 1968, 1970; TRUILLET, Tali interpretazioni non vengono condivise 1968, 1970; DUéE, 1969, 1970; MASCLE, 1970). dall’ambiente accademico siciliano ed una rigida Il primo lavoro di sintesi è quello pubblicato concezione autoctonista si contrappone alle teorie da OGNIBEN (1960), che presenta un quadro strut- faldistiche, specie ad opera di Gemmellaro G.G. e turale organico ed innovativo per quei tempi della di DI STEFANO G. (1910), che ammettevano sol- Sicilia nord-orientale, basato sul modello della tanto limitati ricoprimenti. D’altro canto le ricerche Geosinclinale di AUBOUIN (1965). Vengono rico- geologiche consistevano soprattutto in studi pale- nosciuti vari complessi tettonici sovrapposti, in cui ontologici e stratigrafici e certamente non davano quello strutturalmente più elevato appartiene al luogo ad approfondimenti di carattere strutturale. Massiccio interno Calabride. Quelli sottostanti Tipico esempio è quello di MAUGERI PATANÈ, che sono via via il Complesso Sicilide relativo alla Eu- nel 1932 pubblicò un accurato studio sulla strati- geosinclinale, quello Panormide appartenente alla grafia delle formazioni mesozoiche dei Monti Pe- Miogeoanticlinale, quello Basale sarebbe stato col- loritani. Malgrado tra gli appunti di campagna locato nella Miogeosinclinale; infine alla cosiddetta comparissero sezioni stratigrafiche con successioni Soglia apparterrebbero le unità esterne e di avam- mesozoico-terziarie sottoposte a metamorfiti erci- paese. Sulla base di alcune discontinuità stratigra- niche, l’Autore non riusciva ad ammettere che il fiche riconosciute, l’Autore distingue due principali basamento cristallino fosse in falda al disopra dei fasi tettoniche preorogeniche, localizzate nel Ba- livelli terziari (comunicazione personale). toniano e nell’Eocene medio, e tre fasi sinoroge- Ulteriori progressi nelle vedute faldistiche si re- niche. Le varie tappe della costruzione dell’orogene gistrano con QUITzOW (1935) riguardo l’Arco Ca- sono ascrivibili all’Oligocene superiore (messa in labro-Peloritano e poco dopo vede la luce il primo posto delle piattaforme panormidi), al Miocene in- lavoro moderno, basato non solo su intuizioni, ma feriore e al Tortoniano inferiore (ricoprimenti delle documentato da dati analitici da parte di FABIANI unità sicilidi e calabridi). Fasi tettoniche postoro- & TREVISAN (1940), che forniscono le prove di gene del Pliocene inferiore e del Pleistocene con- uno stile tettonico a falde di ricoprimento nei cluderebbero la costruzione dell’edificio attuale. Monti di Palermo. Negli anni successivi il medesimo Autore per- Dopo il periodo bellico ripresero gli studi geo- feziona il suo modello e lo estende al confine Ca- logici, soprattutto sotto la spinta delle ricerche pe- labro-Lucano (OGNIBEN, 1969, 1970, 1973). trolifere, tra cui spicca una sintesi di BENEO (1958), Tra i primi lavori di ampio significato geologico ispirata a concetti di tettonica gravitativa, mecca- va citata la carta dei Monti di Palermo prodotta da nismo che ebbe in quel periodo una certa popola- CAFLISCh (1966), che, utilizzando l’analisi di facies, rità e condivisione. A quei tempi risale l’origine del riconosce l’alloctonia dei terreni panormidi ed ime- termine olistostroma, coniato da FLORES (1959). Il resi, che sarebbero sovrascorsi sui terreni delle modello proposto da Beneo consisteva in una pro- unità Trapanesi. fonda depressione del substrato calcareo meso- Ancora negli anni ’60 tra le più produttive ed zoico autoctono, all’interno della quale si intense attività di ricerca vanno menzionate quelle accumularono gli enormi volumi di sedimenti ter- dei geologi francesi, che sotto la guida di Caire A., rigeni terziari, per effetto di imponenti fenomeni e nel quadro delle relative tesi di dottorato, hanno gravitativi (olistostromi) ovvero per correnti di tor- analizzato vaste aree della Sicilia a loro assegnate. bida. Tali interpretazioni mortificavano i complicati Per la sintesi e per una correlazione della geologia fenomeni tettonici e segnavano un passo indietro siciliana con il Nord-Africa è possibile consultare rispetto ai primi lavori alloctonistici. Ciò ebbe una CAIRE (1970), che in una cartina schematica e un 28 F. LENTINI - S. CARBONE profilo composito distingue le seguenti “zone”: stratigrafiche sull’intervallo Miocene-Quaternario Ragusa-M. Iblei plateau, Sciacca e Campofiorito- sono sviluppate su tutta l’area siciliana da RUGGIERI Cammarata, Vicari, Sclafani, Panormide, M. Soro (1957) e con particolare attenzione al Quaternario “Nappe” (Flysch esterno), Reitano “Nappe”, do- (RUGGIERI & GRECO, 1965; RUGGIERI et alii, 1979a, minio Peloritano ed Argille Scagliose “Nappe” 1979b). Dettagliati studi stratigrafici sono reperibili (Flysch interno). in MONTANARI (1964-65, 1966a, 1966b). TRUILLET (1968, 1970 cum bibl.) analizza la dor- Analisi di facies di carbonati mesozoici e dei depo- sale peloritana, caratterizzata da importanti over- siti terrigeni neogenici della Sicilia occidentale hanno thrust, con vergenza meridionale. Cinque “entità” preso avvio negli anni ’70 (GIUNTA & LIGUORI, geologiche vengono riconosciute: il Basamento Pe- 1973). CATALANO & D’ARGENIO (1978, 1982) pro- loritano, la “Chaine bordière”, due formazioni terri- ducono ricostruzioni palinspastiche dei sistemi tet- gene terziarie, due falde di ricoprimento costituite tono-stratigrafici, caratterizzati da piattaforme da flysch e una molassa postorogena. Per l’analisi carbonatiche separate da bacini. critica si rimanda al capitolo riguardante le Unità Inoltre vedono la luce anche vari lavori a carat- Calabridi (v. oltre). tere geologico (CATALANO et alii, 1978), talora con DUéE (1969, 1970) distingue nell’area della sua cartografia, come quello dei Monti di Palermo tesi di dottorato tre province: la parte occidentale (CATALANO et alii, 1979), ovvero sulle rotazioni e del Basamento Peloritano, la “Chaine bordière” e la sulla paleogeografia delle successioni mesozoiche zona dei flysch; all’interno di quest’ultima distingue (CATALANO et alii, 1976; ChANNEL et alii, 1980, una pila di quattro falde sovrascorse sul Flysch Nu- 1990). L’attenzione si sposta poi sulle aree som- midico esterno: il Flysch di M. Soro, il Flysch Nu- merse del Canale di Sicilia (CATALANO et alii, 1989), midico intermedio, il Flysch di Reitano e le Argille nelle quali, tramite l’interpretazioni di linee sismi- Scagliose. che, vengono individuati dei sistemi a thrust, cor- BROQUET (1968, 1970) esegue ricerche nelle relabili a terra con quelli della Sicilia occidentale. Madonie, ricostruendo la successione stratigrafica Ulteriori studi palaeomagnetici hanno per- dal Permiano al Pliocene. Egli evidenzia una fase messo di riconoscere importanti rotazioni orarie di sedimentazione organogena giurassico-cretacica, dei sistemi a thrust, databili ad un intervallo tra il seguita da sedimenti pelagici eocenici, dai flysch Miocene medio e il Pliocene e furono accompa- oligo-miocenici, cui succede una “molassa” medio gnate da un progressivo shifting del trasporto tetto- miocenica. nico verso SE (OLDOW et alii, 1990; ChANNEL et La Sicilia sud-occidentale è stata analizzata da alii, 1990). Le fasi tettoniche e lo sviluppo dei ba- MASCLE (1970 cum bibl.), che riconosce una serie di cini di foreland e dei coevi depositi di bacini-satellite dorsali meso-cenozoiche, separate da bacini neo- sono stati illustrati da CATALANO & D’ARGENIO genico-quaternari. L’Autore suddivide l’area nelle (1982) e da VITALE (1990). seguenti zones, caratterizzate da facies: Flysch cre- Contemporaneamente i ricercatori dell’Univer- tacico-paleogenico, Panormide, Sagana, Sclafani, sità di Catania conducono studi in Sicilia centrale ed Vicari, Campofiorito-Cammarata, Sciacca. Inoltre orientale, tra cui vanno ricordati analisi dei depositi alcuni profili geologici orientati N-S permettono terrigeni (OGNIBEN, 1963, 1964; WEzEL, 1970, di ricostruire delle sezioni paleogeografiche. 1973a, 1974). WEzEL (1974) analizza i flysch siciliani L’architettura complessiva della Sicilia occiden- nel quadro geodinamico di un margine continentale tale con i rapporti tra le varie unità, così come in- attivo. Si rimanda al capitolo specifico riguardante il terpretata, è descritta in BROQUET et alii (1966) e in flysch numidico per un approfondimento. MASCLE (1970, 1979). Nel 1972 viene realizzato una prima edizione Le sequenze carbonatiche mesozoiche hanno del Modello Strutturale d’Italia, rappresentato da attratto l’attenzione di WENDT (1964, 1969), che una carta geologica alla scala 1:1.000.000 edito dal ha eseguito analisi paleontologiche e sedimentolo- C.N.R. nel 1975 (OGNIBEN et alii, 1975). In esso la giche con interpretazioni paleoambientali. Le fa- complicata struttura dell’Appennino meridionale cies pelagiche giurassiche del “Dominio e della Sicilia viene interpretata come la sovrappo- Trapanese” e in particolare il Rosso Ammonitico sizione tettonica di numerose unità stratigrafico- sono state studiate da JENKINS & TORRENS (1969) strutturali, derivanti dalla deformazione di e da JENKINS (1970). preesistenti unità paleogeografiche, interpretate Lavori sull’interpretazione delle facies e sulla loro come le coperture di margini continentali. L’obiet- distribuzione, sia per quanto riguarda il Neogene e tivo di tale modello era quello di analizzare le varie il Pleistocene, sia per le pelagiti del Giurassico e Cre- falde e non quello di esprimere le strutture disten- tacico della Sicilia occidentale, sono stati pubblicati sive e trascorrenti: seguendo tale logica, anche le da vari ricercatori dell’Università di Palermo. faglie più importanti non vengono riportate nella Numerose e dettagliate ricerche paleontologico- carta geologica. GEOLOGIA DELLA SICILIA - INTRODUzIONE 29

Tra gli anni ’70 e ’80 vengono sviluppati studi della catena fino a raggiungere le aree etnee venne multidisciplinari nell’ambito del Progetto Finaliz- sostenuto da CRISTOFOLINI et alii (1979) e da LEN- zato Geodinamica, con un sostanziale adegua- TINI (1982). La struttura della Sicilia orientale è mento ai modelli della tettonica globale e con la stata analizzata da GhISETTI & VEzzANI (1980), realizzazione di carte alla scala 1:500.000 e delle re- GRASSO & LENTINI (1982), LENTINI et alii (1996a); lative note illustrative del Nuovo Modello Struttu- LICKORISh et alii (1999). rale d’Italia. Per ciò che concerne la geologia Utilizzando le metodologie, a quel tempo più siciliana, vengono prodotti sia il modello struttu- aggiornate, dell’analisi strutturale sul terreno rale, sia carte neotettoniche della Sicilia. GhISETTI & VEzzANI (1980, 1984) propongono Dagli anni settanta si ha un fiorire di studi di nuove interpretazioni strutturali sia della Sicilia dettaglio sull’Arco Calabro-Peloritano, riassumibili sud-orientale, che dello Stretto di Messina, che del praticamente in quelli di LENTINI (1975), LENTINI settore occidentale dell’Isola, ipotizzando anche la & VEzzANI (1975, 1978), BONARDI et alii (1976), presenza di un’importante linea tettonica: la Ku- AMODIO MORELLI et alii (1976), con una serie di meta–Alcantara. sostanziali differenze di interpretazione dell’assetto Numerosa produzione scientifica riguardante strutturale della Sicilia nord-orientale. vari aspetti sedimentologici, strutturali e neotetto- Il quadro strutturale proposto da LENTINI nici è riassunta in GRASSO (2001, cum bibl.). (1975) e LENTINI & VEzzANI (1975) e mantenuto Per quanto concerne l’Avampaese Ibleo, dopo in LENTINI et alii (1987), interessa il settore meri- i lavori a carattere prevalentemente stratigrafico di dionale dei Peloritani, lungo gli allineamenti DI GRANDE (1967, 1969, 1972) sul Neogene-Qua- Sant’Agata di Militello-Taormina e Capo S. An- ternario, un’intensa attività di terreno ha portato drea-Novara di Sicilia-Raccuia. Qui gli autori di- all’elaborazione di una carta geologica d’insieme stinguono cinque unità stratigrafico-strutturali, del plateau Ibleo: la Carta Geologica della Sicilia ricoperte trasgressivamente dall’oligo-miocenico sud-orientale a scala 1:100.000 (LENTINI et alii, Flysch di Capo d’Orlando, che rappresenta la pro- 1984), che rappresenta il primo prodotto cartogra- secuzione della sedimentazione flyschoide dopo la fico dai tempi di BALDACCI (1886), e le carte dei messa in posto delle falde, e che giocherebbe un settori siracusano e ragusano alla scala 1:50.000 (ri- ruolo di deposito post-orogeno rispetto alle fasi spettivamente CARBONE et alii, 1986; GRASSO, tettoniche calabridi, ma pre-orogeno rispetto alle 1999). A queste si accompagnano una serie di pub- successive fasi deformative. blicazioni che trattano i vari aspetti stratigrafico- Infine fra gli schemi più significativi fin qui pro- strutturali e le interpretazioni sull’evoluzione posti va considerato anche il modello di AMODIO paleoambientale (GRASSO et alii, 1979, 1982; MORELLI et alii (1976) sull’evoluzione palinspastica GRASSO & LENTINI, 1982; CARBONE et alii, 1982c). dell’area mediterranea e sulla conseguente forma- BIANChI et alii (1987) realizzano un primo pro- zione dell’Arco Calabro-peloritano. Questo è inter- filo geologico basato su rilevamenti di superficie, pretato come un frammento di Catena Alpina integrati da dati di sottosuolo. Tale profilo, esteso sovrascorso durante il Miocene inferiore sulla Ca- dai M. Nebrodi fino all’Avampaese Ibleo, attra- tena Appenninico-Maghrebide. AMODIO MORELLI versa da nord a sud la catena orogenica costituita et alii (1976) propongono, all’interno di uno schema da una serie di falde sovrapposte sudvergenti, piuttosto articolato, un gran numero di unità tetto- un’avanfossa, l’Avanfossa Catania-Gela, ed il pla- niche, che costituiscono l’Arco Calabro-Peloritano. teau Ibleo. Vengono ipotizzate anche una struttura Per quanto riguarda la Sicilia nord-orientale essi di- trascorrente, che dividerebbe due settori con su- stinguono delle unità paleogeniche “austroalpine” scettività magnetica notevolmente differente, e un a vergenza africana, costituite dall’Unità di Longo- orizzonte strutturale profondo, che in successivi bucco-Longi-Taormina e ricoperte tettonicamente lavori sarà attribuito ad un sistema a thrust pro- dalle unità della Catena Alpina. fondo: Sistema a Thrust Esterno (ETS). In Sicilia orientale numerosi e dettagliati rilievi Il profilo Nebrodi-Iblei di BIANChI et alii (1987) sul terreno vengono riversati su carte geologiche, viene analizzato e reinterpretato da ROURE et alii che contribuiscono ad illustrare le più moderne ve- (1990), da LENTINI et alii (1996b) e recentemente dute circa la generale architettura dell’Orogene Ap- da BELLO et alii (2000). Questi ultimi operano una penninico-Maghrebide (CARBONE et alii, 1986, revisione del profilo di BIANChI et alii (1987), rico- 1990; C.N.R., 1991; LENTINI et alii, 1984; LENTINI, noscendo tre grandi unità strutturali, separate da 2000). Esso appare come un complicato cuneo tet- due importanti livelli di scollamento. Quella più tonico formato da un sistema a thrust multilayer so- profonda sarebbe l’Unità Iblea, contigua verso sud vrapposto alle aree d’Avampaese Ibleo (LENTINI all’Avampaese Ibleo. Al disopra si ritroverebbero & VEzzANI, 1975; LENTINI, 1982). L’estensione due complessi alloctoni: l’Unità Imerese-Sicana, dei carbonati Iblei al disotto del sistema a thrust costituita da sedimenti bacinali mesozoici e da co- 30 F. LENTINI - S. CARBONE perture detritiche neogeniche e l’Unità Sicilide con 1982, 1984, 1985; FINETTI & DEL BEN, 1986). sedimenti pelagici cretacico-eocenici e coperture Queste e altre campagne geofisiche hanno per- neogeniche. Gli stessi autori ritengono responsabili messo di acquisire importanti conoscenze sul ba- di tale assetto strutturale due fasi tettoniche: la cino Mediterraneo. Ma il più importante contributo prima, datata all’Oligocene superiore–Miocene in- nelle aree emerse dell’isola proviene dall’esplora- feriore, avrebbe causato la sovrapposizione delle zione petrolifera. unità alloctone sopra l’Unità Iblea; la seconda Una svolta decisiva delle ricerche moderne avrebbe poi coinvolto nel Miocene superiore–Plio- sull’orogene centro-mediterraneo è rappresentata cene la stessa Unità Iblea, modificando altresì la dal Progetto CROP-Mare. Con le linee sismiche geometria delle unità alloctone. Tali deduzioni, non crostali e l’integrazione dei dati di superficie è stato solo non tengono conto dell’età supramiocenica e possible procedere alla compilazione di sezioni talora pliocenica dei livelli di tetto della “Unità sismo-geologiche attraverso la Sicilia. Iblea”, il che porterebbe a ringiovanire notevol- Dagli innumerevoli dati emerge la distinzione mente la sovrapposizione tettonica dell’alloctono, dell’area in un Dominio d’Avampaese, in un Si- ma rinnegherebbero così la scansione spazio-tem- stema a Thrust Esterno, il pelagian-Sicilian Thrust belt, porale dell’intero orogene. Tutti i dati della lettera- la Catena Appenninica e quella Calabride, quest’ul- tura infatti concordavano già allora nell’attribuire tima originatasi dalla delaminazione del margine ad una fase oligo-miocenica la deformazione delle della placca europea. unità interne sicilidi, ascrivendo al Miocene supe- Tra gli elementi fondamentali della ricerca vi è riore e al Plio-Quaternario l’assetto tettonico at- il riconoscimento dell’appartenenza delle unità più tuale, compresa la contemporanea apertura tirre- profonde della Catena Appenninica ad un origina- nica (v. LENTINI et alii, 2006, cum bibl.). rio bacino paleo ionico (Ionidi) ed il riconosci- CATALANO et alii (2000a) rappresenta un sostan- mento della presenza di una crosta continentale, ziale passo avanti, in quanto coniuga le ricerche sul quale originario basamento delle piattaforme pa- terreno con i numerosi dati di sottosuolo, in parti- normidi. Lo stato collisionale tra la crosta panor- colare con l’interpretazione di linee sismiche, anche mide e quella africana sarebbe la causa di un se questa subisce talora delle forzature per cui essa generale shifting della fascia orogenica ed in qualche risulta spesso privilegiata rispetto ai dati di super- modo responsabile della forma arcuata in corri- ficie. Tale lavoro ricostruisce l’assetto strutturale spondenza del settore calabro. profondo della Sicilia centro-occidentale e l’evolu- Fondamentale risulta la stretta relazione tra la zione tettonica dalla costa tirrenica fino all’offshore distribuzione delle croste e l’evoluzione geodina- meridionale. In questo lavoro viene sostenuta la mica dell’area centro-mediterranea (FINETTI ED., generale sovrapposizione dei carbonati bacinali 2005, FINETTI et alii, 2005a, 2005b; LENTINI et alii, meso-cenozoici sui corpi di piattaforma carbona- 2006). I dati del progetto hanno permesso di rico- tica, modificando così i precedenti modelli strut- struire l’evoluzione tettono-dinamica litosferica ed turali proposti. il trasporto orogenico delle coperture sedimenta- Lavori recenti (LENTINI et alii, 1990a, 1990b, rie, nonché un quadro paleogeografico durante 1994, 1996a; CATALANO et alii, 2000a; DEL BEN l’intervallo meso-cenozoico. & GUARNIERI, 2000; CATALANO et alii, 2002a; Per LENTINI et alii (1994, 1996b, 2006) e FI- GUARNIERI et alii, 2002), basati su linee sismiche e NETTI et alii (1996, 2005a) l’espressione superficiale su rilevamenti di superficie hanno profondamente della collisione continentale, che dal Tortoniano modificato le precedenti vedute circa la geologia interessa il margine della crosta Africana è rappre- della Sicilia occidentale. sentato dal Sistema Sud-Tirrenico. Appare evidente che i complessi problemi geo- Infine vari autori hanno sviluppato ricerche sui logici della Sicilia ed in special modo del margine caratteri neotettonici della Sicilia, in particolare tirrenico sono di difficile risoluzione senza MONACO & TORTORICI (2000) hanno ipotizzato un un’estensione dell’analisi alle aree sommerse. processo di rifting attivo, che dalla Calabria meri- L’esplorazione geofisica ad ampia scala del Medi- dionale si estende alla Sicilia orientale. Altre valu- terraneo, incluso i bacini attorno alla Sicilia, inizia- tazioni vengono espresse su fenomeni eustatici e rono vari anni prima (FINETTI et alii, 1970; FINETTI di sollevamenti lungo le coste nord-orientali della & MORELLI, 1972, 1973, 1974; FINETTI, 1976, Sicilia (MONACO et alii, 2004).