The Paleontological Site of Cessaniti: a Window on a Coastal Marine Environment of Seven Million Years Ago (Southern Calabria, Italy)
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05GRAMIGNA:ARGENTI 10-12-2008 15:52 Pagina 25 Geologica Romana 41 (2008), 25-34 THE PALEONTOLOGICAL SITE OF CESSANITI: A WINDOW ON A COASTAL MARINE ENVIRONMENT OF SEVEN MILLION YEARS AGO (SOUTHERN CALABRIA, ITALY) Pierparide Gramigna, Adriano Guido, Adelaide Mastandrea & Franco Russo Dipartimento di Scienze della Terra, Università della Calabria, via P. Bucci, Cubo 15b, I - 87036 Rende (Cosenza), Italy [email protected] ABSTRACT - The paleontological site of Cessaniti is situated in the inland of Vibo Valentia area and it is famous for the excellent preservation and relevance of its fossil content together with the wonderful panoramas of Tyrrhenian sea. The locality is well known since nineteenth century for the richness of the fauna and flora preser- ved in the sediments. The fossil assemblages contain invertebrate (corals, bivalve, gastropods, brachiopods, echi- noids such as Clypeaster ssp., benthic and planktonic foraminifers) and vertebrate faunas (proboscideans, rhino- ceroses, giraffids, bovids, sirenids, marine turtles and fish remains). Unfortunately the access to the outcrops is strongly limited due to their locations in cultivated quarries. The fossils are preserved in calcarenites which now days are loose through diagenetic processes. This makes the fossil collection quite easy due to the low degree of cementation. The succession is constituted of a paralic system that evolves toward an open marine environment recording the Tortonian transgression. The fossils of Cessaniti site bear a relevant role in earth science research particularly in phylogenetic studies and paleogeographic reconstructions; they have also great importance for the popular scientific divulgation and museology. KEY WORDS: paleontological site, vertebrate and invertebrate fossils, paleoenvironment, upper Miocene, Cessaniti, Calabria, Italy. RIASSUNTO - Il sito di Cessaniti, posto nell’entroterra del comprensorio di Vibo Valentia (Calabria meridio- nale), coniuga la rilevanza paleontologica dei suoi reperti con i meravigliosi aspetti paesaggistici delle coste che lo contornano. Il sito è noto sin dall’Ottocento per la straordinaria ricchezza e l’ottimo stato di conservazione dei suoi fossi- li. Attualmente, gran parte dell’area è coltivata per l’estrazione di materiali inerti. I fossili sono conservati in calcareniti rese incoerenti dai processi diagenetici e quindi facilmente estraibili dalla matrice. Tale facilità del recupero, inusuale in sedimenti così antichi, rappresenta un tratto di eccezionalità del sito. La successione di Cessaniti registra la fase di trasgressione marina avvenuta circa 7 milioni di anni fa (Tortoniano superiore). L’arretramento della linea di costa, verso l’altipiano del M.te Poro causò una forte varia- zione del paleoambiente che venne trasformato da un sistema lagunare ad un sistema francamente marino. Cessaniti ha fornito migliaia di fossili, tra cui splendidi esemplari di echinidi (principalmente Clypeaster), grandi molluschi (tra cui Glycimeris, Chlamys, Pecten, Conus, Buccinum e Ancilla) e numerosi e ben preservati brachiopodi (Terebratula sinuosa). Da questo sito provengono numerosi resti di mammiferi marini e terrestri, ben conservati ma disarticolati e dis- persi. Tra i vertebrati marini sono stati rinvenuti sirenidi (Metaxytherium serresii), tartarughe (Trionix sp.), pesci marini tropicali (oltre venti specie di tetraodontiformi), razze (Myliobatis sp.) e denti di squalo (Carcharodon sp.). Tra i mammiferi terrestri sono presenti: proboscidati (Stegotetrabelodon cf. syrticus), rinoceronti (Diceros primae- vus), bovidi e giraffidi (Samotherium). I fossili di Cessanti, oltre all’importanza che rivestono nelle indagini filogenetiche e nelle ricostruzioni paleo- geografiche e paleoecologiche, hanno una grande valenza museologico-divulgativa. Si tratta di reperti in un così perfetto stato di conservazione che li rende testimonianze uniche della vita nel Miocene superiore nel bacino Mediterraneo. Cessanti apre una finestra su un ambiente costiero di 7 milioni di anni fa: fondali pieni di vita, mari abitati da squali e dugonghi, terre popolate da grandi mammiferi ormai scomparsi. Queste caratteristiche fanno di Cessaniti un “unicum” nel panorama geo-paleontologico calabrese di valore scientifico nazionale ed internazionale, da preservare e proporre come geosito. PAROLE CHIAVE: sito paleontologico, fossili di invertebrati e vertebrati, paleoambienti, Miocene superiore, Cessaniti, Calabria, Italia. INTRODUCTION Barbera & Tavernier, 1987,1990; Grasso et al., 1996; Numerous studies have been performed on geology Papazzoni & Sirotti, 1999; Ferretti et al., 2001, 2003; and paleontology of Cessaniti area (e.g. Nicotera, 1959; Rook et al., 2006; Carone & Domning, 2007). The site is 05GRAMIGNA:ARGENTI 10-12-2008 15:52 Pagina 26 26 Geologica Romana 41 (2008), 25-34 GRAMIGNA et al. Fig. 1 - Geological scheme of Cessaniti area. - Schema geologico dell’area di Cessaniti. located in some quarries (Cava Brunia, Cava Forcone) paleontological - paleoecological research (i.e., Barbera along the road that connects the Vibo Valentia airport & Tavernier, 1987,1990). It comprises the following with the Cessaniti village (Fig. 1, 2). A geological mapping of the Cessaniti area has been carried out by Nicotera (1959), allowing an accurate reconstruction of the stratigraphy of the Northern sector of Monte Poro area. The Author also recognized the main regional events of the Upper Miocene stratigraphy: (a) the widespread occurrence of shallow marine arenites rich in molluscan and echinoid remains during Tortonian; (b) the onset of the pelagic tripolaceous sedi- mentation at the beginning of Messinian; (c) the occur- rence of the so-called “Calcare di Base ”, witnessing the onset of the evaporitic sedimentation. These events, well documented in the literature of Middle - Upper Miocene of Mediterranean area (Selli, 1957; Ogniben, 1973), are easily recognizable in the study site. Fig. 2 - Panoramic view of the Brunia quarry near Cessaniti village. The stratigraphic succession, established by Nicotera - Vista panoramica di Cava Brunia localizzata in prossimità di (1959), has been used as reference section in several Cessaniti. 05GRAMIGNA:ARGENTI 10-12-2008 15:52 Pagina 27 PALEONTOLOGICAL SITE OF CESSANITI: A WINDOW ON A... Geologica Romana 41 (2008), 25-34 27 Fig. 3 - Stratigraphic succession of the studied area. - Successione stratigrafica dell’area di studio. intervals: The thickness of unit b), c) and d) are thin (from a few Crystalline basement; meters to 10-15 m). Poorly sorted conglomerate with clasts deriving from Grey to yellowish, poorly cemented, fossiliferous the underlying substratum. sandstones. According to Nicotera (1959) this unit can Dark coloured shales and arenaceous shales, alternat- reach the thickness of 150 m and includes all the sands ed to light grey coarse sandstones. The interval contains with fully marine faunas (Clypeaster ssp., Pecten ssp. a fauna dominated by Cerithium ssp. and ostreids. and several species of other mollusc, brachiopods, ben- Poorly cemented, almost unfossiliferous sandstones. thic foraminifers and coralline red algae). 05GRAMIGNA:ARGENTI 10-12-2008 15:53 Pagina 28 28 Geologica Romana 41 (2008), 25-34 GRAMIGNA et al. Fig. 4 - a) Shale lagoonal horizont at the base of Cessaniti succession; b) small oyster bioconstruction (Crassostrea gryphoides) at the top of lagoon- al horizont. - a) Orizzonte argillitico lagunare affiorante alla base della successione di Cessaniti; b) particolare di una biocostruzione a grosse ostreidi (Crassostrea gryphoides). Thin-bedded marls and shales, upwards grading into The fossil assemblages are rich and differentiated. tripolaceous marls, rich in planktonic microfauna (main- Among invertebrates the most famous, common and best ly foraminifers). preserved fauna belong to echinoids, represented mainly “Evaporitic”, unfossiliferous limestones; it corre- by the genera Clypeaster and Echinolampas (Checchia sponds to the so-called “Calcare di Base”. Rispoli, 1925; Imbesi Smedile, 1958). Bivalves are also The succession is affected by significant facies present with the genera Amusium, Pecten, Chlamys, changes, due to the paleotopography and the diachro- Glycymeris, etc. Gastropods are less frequent and nous timing of the transgression. Sometimes the inter- restricted to particular beds, among them have been rec- vals before the regional transgression (b, c, and d) are ognized specimens belonging to the genera Cerithium, lacking and the basement is overlain directly by marine Conus, Buccinum and Ancilla, the last three preserved as fossiliferous sandstones of unit e. Moreover true coral moulds. In the upper part of the succession brachiopods, reefs, reaching the thickness of about 15 m, are interca- lated within the sandstones of unit e. Fig. 5 - Low angle cross lamination typical of the flood tidal delta deposits. Fig.6 - Well preserved echinoid shells of the genus Clypeaster sp. - Laminazioni incrociate a basso angolo tipiche dei corpi tidali. - Echinidi (Clypeaster sp.) ben preservati nella matrice arenacea. 05GRAMIGNA:ARGENTI 10-12-2008 15:53 Pagina 29 PALEONTOLOGICAL SITE OF CESSANITI: A WINDOW ON A... Geologica Romana 41 (2008), 25-34 29 mainly Terebratula, are relatively common and forms be schematized in four units (Fig. 3): decimeter thick beds (Gaetani & Saccà, 1983). Also ben- thic foraminifera are widely represented, in particular Unit 1 are present banks constituted only by Heterostegina papyracea. The base of the succession is represented by an interval