Sardegna Settentrionale) (*)

INQUADRAMENTORendiconti Seminario CRONOBIOSTRATIGRAFICO Facoltà Scienze Università Cagliari ED EVOLUZIONE Supplemento Vol.DEL 70 BACINO… (2000) 375

Inquadramento cronobiostratigrafico ed evoluzione del bacino di sedimentazione del territorio compreso fra Bonorva e Codrongianus (Sardegna settentrionale) (*)

SEBASTIANO BARCA (**), CARLO SPANO (**), ANNALISA CAU (**), LUISA COTTONE (**), DANIELA DEIDDA (**), GIACOMO SANNA (**)

Abstract. This paper aims to establish more clearly than hitherto attempted in the literature, the stratigraphic relationships between the volcanic products and the sediments occurring in the Miocene basin of the Logudoro region in NW Sardinia. An endeavour is made to set these relationships within the evolution of the Sardinian Oligo- Miocene Rift and the geodynamic context of the western Mediterranean. The area concerned is bounded to the north by the villages of Ploaghe and Codrongianus and to the south by Bonorva and Cossoine. The sedimentary succession of Miocene age has been divided into five informal lithostratigraphic units, within which two sedimentary cycles have been recognised, the first exhibiting a more complete evolutionary trend than the second. Lithology ranges from conglomeratic sands to calcarenites to calcareous, silty, arenaceous marls to massive limestones. The bedrock on which the Miocene sediments rest is composed of volcanic rocks of the Oligo-Miocene calc-alkaline cycle. These are the oldest rocks cropping out in the area and are composed prevalently of andesitic lavas, rhyolites, rhyodacites and of ignimbrites, that may be assigned to the LBLS, UBLS and UAES sequences, followed by continental conglomerates and lacustrine tuffites. Lastly, overlaying the Miocene marine succession are the lavas of the Plio- Quaternary alkaline cycle. These were emplaced when erosion had largely removed the sedimentary cover and incised wide valleys. Nowadays these lavas occur in the form of plateaux, whose emission centres generally contain scoriaceous volcanic cones.

INTRODUZIONE L’area esaminata è compresa nel Foglio 193 «Bonorva» della Carta Geologica d’Italia in scala 1:100.000. Le tavolette dell’I.G.M, in scala 1:25.000 (nuova copertura), interes- sate dallo studio, sono le seguenti: Ploaghe, Mores, Foresta di Burgos, Bonorva, Thiesi. Importanti studi sulle vulcaniti terziarie della Sardegna settentrionale sono stati condotti da DERIU [1] e COULON [2] [3] nel Logudoro-Bosano; ASSORGIA et al. [4] hanno proposto quattro principali sequenze succedutesi in un arco di tempo di circa 20

(*) Lavoro eseguito con i contributi del M.U.R.S.T. (60%) (Resp. S. Barca, C. Spano). (**) Dip. Scienze della Terra, Università degli Studi di Cagliari, via Trentino 51, 09127 Cagliari. 376 S. BARCA, C. SPANO, A. CAU, L. COTTONE, D. DEIDDA, G. SANNA

Ma; LECCA et al. [5] reinquadrano gli eventi vulcanici che hanno interessato l’Isola nell’Oligocene-Miocene, anche sulla base di nuove datazioni assolute. Altri AA. hanno fornito contributi alla conoscenza geologico-paleontologica della zona: MILLOSEVICH [6], LOVISATO [7], MORETTI [8], JACOBACCI [9], COMASCHI CARIA [10] [11] [12], VARDABASSO [13], PECORINI [14] [15] [16], CHERCHI [17] [18], CHERCHI et al. [19] [20]. MAZZEI & OGGIANO [21] hanno fornito contributi alla conoscenza degli aspetti geologici, paleontologici e biostratigrafici, e in particolare documentano nel Miocene dell’area di Florinas, a NW del settore investigato in questa nota, due cicli sedimentari e individuano cinque unità litostratigrafiche informali assegnate ad un intervallo cronostratigrafico compreso fra il Burdigaliano ed il Messiniano inf.(?). MARTINI et al. [22] attestano, infine, per la Sardegna settentrionale l’esistenza di diversi cicli trasgressivo-regressivi.

INQUADRAMENTO GEOLOGICO DELLA ZONA IN ESAME Prodotti vulcanici oligo-miocenici I prodotti vulcanici del ciclo calcalcalino Çoligo-miocenicoÈ costituiscono il basamento dell’area in esame. I litotipi più antichi sono rappresentati da lave andesitiche, seguite da prodotti più acidi (Carta geologica allegata).

1) Prodotti lavici basico-intermedi [LBLS] (Oligocene superiore-Aquitaniano inferiore) Questi litotipi affiorano nel settore orientale dell’area, alla base di Punta Cuguttada e di Monte Cuccuaios; mentre nel settore occidentale sono presenti in località Monte Seda Oro. Queste vulcaniti sono state assegnate alla Serie Andesitica Inferiore ÇSA1È di COULON [3], e recentemente riferite da ASSORGIA et al. [4] alle ÇLBLSÈ (Lower Basic Lavic Series). L’età radiometrica K/Ar, eseguita su campioni di andesiti prelevati nella zona di Banari, è compresa tra 25,6 e 24,9 Ma [23]. Si tratta di prodotti lavici con giacitura di domi e/o di cupole di ristagno. Macroscopicamente la roccia fresca si presenta massiva e di colore violaceo, o grigiastro nella roccia alterata.

2) Prodotti lavici basico-intermedi [UBLS] (Burdigaliano inferiore) I prodotti vulcanici basico-intermedi affiorano nella parte settentrionale e nord- occidentale dell’area, dove costituiscono i rilievi prettamente collinari di Monte Iradu e Monte Meanu, nei pressi di Ploaghe, di Monte Chelchedu e Monte Rugiu nei pressi di Cossoine. Queste vulcaniti sono state ascritte alla Serie Andesitica Superiore ÇSA2È di COULON [3] e alle ÇUBLSÈ (Upper Basic Lavic Series) da ASSORGIA et al. [4]. L’età radiometrica K/Ar è compresa tra 19 e 17 Ma [23] [24]. Datazioni K/Ar più recenti, effettuate nella zona di Bosa-Monte Furru, danno età di circa 18 Ma [5]. La giacitura di queste vulcaniti è riconducibile a quella tipica delle cupole di ristagno o dei domi. INQUADRAMENTO CRONOBIOSTRATIGRAFICO ED EVOLUZIONE DEL BACINO… 377

Nell’ambito di questa serie, nel settore di Ploaghe, sono state riscontrate due facies: la prima consiste in brecce di esplosione molto abbondanti, la seconda in colate e domi a struttura concentrica. Nel settore in esame sono state rinvenute lave andesitiche pirosseniche e relative brecce, nonché tufi andesitici verdastri o color nocciola. Le rocce fresche presentano colorazioni che vanno dal grigio scuro al nerastro, talvolta tendente al grigio-verde; quelle alterate assumono invece un colore verdastro o nocciola. é ben visibile la distinzione tra la facies lavica massiva e quella piroclastica tufacea. È invece più difficile individuare il contatto tra questi prodotti e i successivi litotipi ignimbritici o con i sedimenti miocenici. Con questi ultimi il contatto è di natura tettonica. 3) Prodotti esplosivi acido-intermedi [UAES] (Burdigaliano inferiore-medio) Questi prodotti piroclastici sono stati precedentemente inquadrati nella Serie Ignimbritica Superiore ÇSI2È di COULON [3] e recentemente riferiti alla ÇUAESÈ (Upper Acid Explosive Series) [4]. L’età radiometrica K/Ar è compresa tra 20 e 16 Ma [23] [24] [25]. Analisi recenti su campioni prelevati in zone limitrofe (Chilivani, Perfugas) indicano età comprese fra 19,6 ± 0,5 e 20,3 ± 1,0 [5]. Questi prodotti ignimbritici, a chimismo acido-intermedio, affiorano principalmente nella parte meridionale della zona in esame: presso Bonorva e Cossoine, rispettivamente a Montiju Riu Oro, Monte Rispisu e Costa di Cossoine. Sono presenti inoltre lungo il corso del Riu Pizzinnu, in zona S’Ispiridu Santu, nel settore sud-occidentale presso Mores. Piccoli affioramenti si ritrovano a Nord presso Ploaghe, a contatto con le vulcaniti andesitiche. Inoltre si possono trovare al di sotto della ÇFormazione LacustreÈ o di altre unità sedimentarie affioranti nell’area. Possono presentarsi da poco saldati a saldati, con una colorazione passante dal bianco rosaceo al rosso-violaceo (presso Banari, dove sono presenti come cupole riolitiche), al verdastro e al grigio chiaro, più o meno arricchiti in pomici, e con litici di dimensioni variabili dal dm al cm. In alcune zone presso Bonorva tali prodotti si presentano nerastri e con un aspetto massivo, sono privi di pomici e litici. La Costa di Cossoine è invece costituita da lave dacitiche con giaciture a domo. Morfologicamente costituiscono rilievi più o meno aspri in funzione del diverso grado di saldatura. Sedimenti continentali e marini miocenici Al di sopra delle vulcaniti sono state distinte, durante il rilevamento geologico, sei principali unità sedimentarie, di cui la prima è correlabile con la «Formazione Lacustre» Auct., e le altre sono ascrivibili alle cinque unità litostratigrafiche informali individuate e studiate, nel settore di Florinas, da MAZZEI & OGGIANO [21], e recentemente rinominate, in un contesto più ampio, da FUNEDDA et al. [26]. • Unità di Rebeccu (Burdigaliano medio-superiore) Questa unità è costituita da sedimenti tufitici lacustri (Lacustre Auct.) affioranti 378 S. BARCA, C. SPANO, A. CAU, L. COTTONE, D. DEIDDA, G. SANNA soprattutto presso Rebeccu, lungo le valli create dagli affluenti del Rio Bidighinzu, nei dintorni di Thiesi, lungo i versanti dell’altopiano di Sa Silva, presso Banari, tra Bessude e Siligo, dove si presentano di colore grigio chiaro, talora pisolitici, con piccole pomici e cristalli di biotite.

• Unità di Giuanne Seche (Burdigaliano medio-superiore) Questa unità affiora esclusivamente nel settore di Mores lungo la valle del Riu Pizzinnu, in località Cabanna, Maramanza, Sos Orzales, nonché in località Giuanne Seche e Su Campu. Si tratta di conglomerati epiclastici costituiti da ciottoli eterometrici con grado di elaborazione elevato, immersi in una matrice arenacea e argillosa, localmente arrossata. La natura dei ciottoli è variabile: sono presenti clasti granitici, scistosi e quarzosi derivati dall’erosione fluviale del basamento paleozoico, attualmente non affiorante nella zona, ma ben presente nei settori orientali dell’Isola.

• Unità di Biddisari (Burdigaliano superiore) Questa unità affiora estesamente soprattutto nel settore nord e nord-orientale dell’area studiata. Gli affioramenti sono situati a NW e SE del complesso basaltico di Monte Ruiu- Monte Sa Percia, in diverse località tra Florinas, Codrongianos e Ploaghe e in località Pischina Niedda a SE dell’altopiano S’Aspru-Monte Mannu. Altri depositi si trovano inoltre in corrispondenza della piana di Tola de Mores, e proseguendo verso sud, lungo il bordo orientale, sino alla località Lunazos Biddisari. Buone esposizioni si hanno anche in località Cheas de Mulinu, a S di Mores, e nelle località di Giuanne Seche, Tres Montes, a N di Monte Santo. La sensibile variabilità areale del suo spessore è da mettere in relazione con l’irregolarità del substrato vulcanico su cui poggia in netta discordanza. L’unità, correlabile con l’unità delle Sabbie inferiori [21] e rientrante nella Formazione di Oppia Nuova [26], consiste di depositi silicoclastici, caratterizzati da transizioni verticali e laterali da sabbie grossolane, talora conglomeratiche, quarzoso-feldspatiche, massive e sterili, a sabbie litiche più fini e a stratificazione piano-parallela o incrociata. In generale, il grado di classazione non è molto elevato. I granuli presentano spigoli sia vivi che arrotondati, ciò che, nell’insieme, esprime un carattere di immaturità. Il colore varia dal bianco- giallognolo al beige e al grigio chiaro. Talora appaiono alterazioni rossastre in relazione alla presenza di noduletti sideritici. Localmente, nelle porzioni sommitali, si rinvengono rare bioturbazioni. In base alla stratificazione e alla disposizione statistica dei clasti, è stata individuata una direzione di trasporto dai quadranti nord-orientali [22]. L’ambiente deposizionale di queste litofacies è da individuarsi in una serie di piccoli delta anastomizzati passanti a specchi lacustri e palustri. Il passaggio verso l’alto a sabbie marine fossilifere e calcari sabbiosi testimonia la graduale sommersione e lo stabilirsi di barre sabbiose colonizzate da organismi scavatori, da Echinoidi, Ostreidi, Pettinidi, alghe calcaree e rari Cirripedi. Queste ultime facies sono riportabili ad un ambiente di piattaforma interna. Pertanto l’ambiente di deposizione relativo a questa unità è di tipo INQUADRAMENTO CRONOBIOSTRATIGRAFICO ED EVOLUZIONE DEL BACINO… 379 transizionale-marino di piattaforma interna. In mancanza di un contenuto fossilifero adeguato per una datazione precisa, l’asse- gnazione al Burdigaliano superiore è stata determinata in base alla posizione stratigrafica di questa unità sedimentaria.

• Unità di Monte Arana (Burdigaliano sommitale) Tale unità, assimilabile all’Unità dei Calcari inferiori [21] e ai Calcari di Mores [26], è ben esposta in tutta la zona esaminata. Ottimi affioramenti sono osservabili lungo la Valle del Riu Mulinu, nell’area compresa tra il settore a NE di Giave e SW di Cossoine, nei pressi di Thiesi, sul versante orientale di Monte Arana, in località Ena de Padru, Monte Sa Percia. Nella maggior parte degli affioramenti, queste litologie poggiano, con contatto netto, sui prodotti piroclastici o sui tufi lacustri; solo nel settore nord-orientale, presso Mores, poggiano sull’Unità di Biddisari. L’unità di Monte Arana è caratterizzata da biocalcareniti detritico-organogene da biohermali a biostromali, di colore biancastro, con tonalità sul grigio o sul beige; talvolta si presentano più friabili in conseguenza di una maggiore componente sabbiosa. Appa- iono stratificate in bancate di dimensioni anche metriche e mostrano una giacitura prevalentemente suborizzontale. In genere presentano alla base un banco calcareo in cui si notano ancora elementi quarzoso-feldspatici, cementati da sabbie calcaree e con fossili mal conservati; si passa poi a calcareniti vere e proprie, con totale scomparsa degli elementi silicoclastici, ed infine segue un banco calcareo con notevoli concentrazioni di fossili. Tra questi fossili, particolarmente presenti sono le Alghe calcaree ÇLithothamniumÈ; non mancano, inoltre, Ostreidi, con dimensioni variabili, Coralli, Pettinidi del genere Aequipecten ed Echinoidi appartenenti prevalentemente ai generi Scutella ed Amphiope. Sulla base dell’associazione a Pettinidi (Amussiopecten baranensis, Aequipecten submalvinae, A. martellii, Gigantopecten nodosiformis, G. restitutensis, Pecten fuchsi, P. paulensis, P. vinassai) questa unità marina è assegnabile al ciclo sedimentario che caratterizza il Miocene medio e che in Sardegna esordisce nel Burdigaliano sommitale (Tab. 1). Questa unità sembra essersi deposta in un ambiente di piattaforma medio- esterna.

• Unità di Monte Lachesos (Burdigaliano sommitale-Langhiano superiore) Tale unità, correlabile con l’unità Marnoso-arenacea [21] e comprendente le Marne di Borutta [26], è la più rappresentata in affioramento. La giacitura è in genere monoclinale, con deboli inclinazioni (10°-20°). Affiora soprattutto nel settore nord-occidentale e centrale, da Codrongianos al versante occidentale di Monte Pelao fino a Mores; mentre in quello meridionale è presente presso Giave e Bonorva. Essa segue in continuità sui sottostanti calcari dell’unità di Monte Arana, anche se talora poggia direttamente sui prodotti piroclastici precedenti. È costituita da un’alternanza di strati marnosi massivi di colore dal giallastro al grigio.

380 S. BARCA, C. SPANO, A. CAU, L. COTTONE, D. DEIDDA, G. SANNA

Time in million years million in Time

milion milion

Time in in Time 10

(15)

arenacea"

"Marnoso- i

inferiori" e e inferiori" "Calcari "Calcari

Rispisu, Montiju Riu

Unità di Biddisar

(Μ.

calcarenitica

3) di Monte Castanza

componente sabbiosa

calcari friabili, vacuolari

Litozona C, con prevalente Litozona B, a componente

Litozona A, con prevalente

Unità di Florinas

Hiatus e/o erosione

Litozona C, con biocalcareniti prevalenti

Litozona A, con sabbie prevalenti

Litozona B, con marne prevalenti

Unità di Monte Arana

UNITA' LITOSTRATIGRAFICHE

(Logudoro-Sardegna settentrionale)

Unità di Giuanne Secche

MORES, BANARI,GIAVE E BONORVA

DELL'AREA COMPRESA TRA PLOAGHE,

Monte Santo Monte Complesso vulcanico (

Complesso Piroclastico ( Oro, Costa di Cossoine) e, nella parte alta, unità "Lacustre" Auctorum (Unità di Rebeccu) Unità di di Unità

Monte

Unità di

Lachesos

[17] [59] [17] [21] ?

° Fmt. Mamilla "Calcari superiori" "Calcari

[21]

"Sabbie"

superiori"

"Sabbie

"Marnoso- aren." [21]

"Calcari inf."

inferiori" [21]

Sassari [59] Sassari

Calcari di Calcari Orosei [61] Orosei "Formazione deltizia" "Formazione

AUCTORUM

della Sardegna, nuove unità informali del Logudoro e relative

DELLA SARDEGNA

Fmt. [17] [59]

"Lacustre" Fmt. [59]

Sinis Fmts. [57]

"Marne a Ditrupa e

Dentalium" [57] [58]

"Argille di Fangario"

UNITA' FORMALI ED INFORMALI

Fmt. [17] [59]

Fangario [62] Fangario tu, Depositi tu,

"Calcari di Villagreca"

Hiatus e/o erosione o depositi continentali

Su Paris, Ses- Paris, Su

"Calcari di Cagliari" Fmt. o [17] [59]

"Arenarie di Pirri" Fmt. [60] [17]

"Marne di Gesturi" Fmt. [17] [59]

[46]

Burdigaliano Langhiano Mess. Serravallian Aquitan. Tortoniano Auctorum

nota [43] [44] [45] [45] [44] [43] nota

Infer. Superiore Medio Inferiore

utilizzata in questa questa in utilizzata

Cronostratigrafia Cronostratigrafia Plioc. MIOCENE

[56] [44] [56] b a

b a

Non considerato Non cronostratigrafiche (da Spano & Barca, adeguata, in stampa).

° Fornaciari & Rio Rio & Fornaciari

MNN5 MNN6 MNN1

MNN9 MNN8 MNN7

MNN4b MNN4a

MNN3b MNN3a MNN2b MNN2a

(Biocronologia)

Plancton calcareo

B LOW [27] LOW

Blow (1969) Blow

b N10

N7 N17 N8 N4

N13

N11

N18

N16

N14

G. suterae

C.dissimilis

del Mediterraneo [54] [53] [55] [43]

G.obl. estr.- G bull.

[53] per

G. altiaperturus

G. subquadratus

G. trilobus

l'Oligocene

G. menardii s.l.

(5)(6)(7)(8);

O. universa O. suturalis

G. altispira altispira

Cronostratigrafia e biostratigrafia standard

Biocronozone

G. acostaensis

(Biocronozone)

S. seminulina s.l.

Zone e Subzone

P. glomerosa s.l.

[43] [44] [45] [46]

G. conomiozea

G. dehiscens deiscens

(3) per l'Oligocene

G. praemenardii-G. periph.

G. siakensis-G. obl. obl.

Foraminiferi planctonici

Foraminiferi Planctonici MNN1

G. puncticulata-G.margaritae dissimilis C.

siakensis G. per. per. G.

estremus dehiscens dehiscens G.

G. obliquus G. G. O. sut. O.

RIFERIMENTI: CIS - SNS (Commissione Stratigrafica Italiana - Subcommissione sulla Stratigrafia del Neogene) (1997).

Zona non-distinta

Tabella 1. Unità formali ed informali correlazioni biostratigrafiche e INQUADRAMENTO CRONOBIOSTRATIGRAFICO ED EVOLUZIONE DEL BACINO… 381

Talora alla base sono presenti strati marnosi a componente arenacea, con livelli molto fossiliferi a Echinidi spatangoidi (Schizaster sp.); verso l’alto appaiono strati più siltosi ben cementati, con bioturbazioni. L’associazione microfaunistica dei primi orizzonti fossiliferi è caratterizzata dalla presenza di Globigerinoides bisphericus e dall’assenza di Praeorbulina glomerosa, ed è pertanto rappresentativa del Burdigaliano sommitale. Negli strati immediatamente sovrapposti compare una paleocomunità governata da Praeorbulina glomerosa, che segna il Langhiano inferiore. Gli strati più alti, infine, sono riferibili alla zona a Orbulina suturalis di BLOW [27], del Langhiano medio-superiore. Localmente negli strati più alti dell’unità aumenta fortemente la componente carbonatica, determinando facies a ÇLithothamniumÈ, con buona presenza di Pettinidi, Ostreidi ed Echinoidi di notevoli dimensioni. I Pettinidi sono rappresentati soprattutto da Amus- siopecten baranensis, A. spinulosus, A. denudatum e Aequipecten submalvinae; gli Echinidi da Schizaster sp., i Gasteropodi da Pteropodi (Vaginella austriaca, V. testudinaria, V. rotundata, V. lapugyensis). Queste associazioni di fossili suggeriscono un ambiente da piattaforma esterna ad inizio di scarpata. Unicamente nel settore nord-occidentale, presso Mores e Monte Santo, l’unità presenta alla base, sotto le marne, alternanze di bancate prevalentemente sabbiose e siltose. Le sabbie appaiono più o meno cementate, talora incoerenti, a granulometria sia fine che medio-grossolana, ad elementi quarzoso-feldspatici, di colore da grigio chiaro a giallo-beige, stratificate, prevalentemente sterili. Le sabbie inoltre presentano multiple sorgenti, come indicato dalle direzioni delle paleocorrenti: a Mores si distinguono due principali direzioni, S-N e SE-NW; a Monte Santo invece se ne individuano tre, ovvero E-W, SSE-NNW e SSW-NNE [22].

¥ Complesso vulcanico di Monte Castanza (Langhiano superiore-Serravalliano inferiore) I sedimenti marini miocenici sono sormontati a Monte Castanza da lave basaltiche relative ad un episodio tardivo intra-miocenico della Serie Andesitica Terminale ÇSA3È [27]. Secondo ASSORGIA et al. [28] si tratta di un Çnormal-K basaltÈ tipico della serie calco-alcalina, con giacitura a domo, la cui analisi microscopica mostra una struttura porfirica con pasta di fondo intersertale e con fenocristalli di plagioclasi, olivina ed ortopirosseni. L’età radiometrica (K/Ar) indica 15,9±1,1 Ma.

• Unità di Florinas (Langhiano superiore-Serravalliano medio-superiore?) Questa unità, correlabile con le Sabbie superiori [21] e con le Sabbie di Florinas [26], è presente estesamente a S di Ploaghe (Monte Iscala de Chessa, Monte Pertusu-Monte Cannuia) e nei dintorni di Florinas. Si tratta di sabbie microconglomeratiche incoerenti, di colore bianco sporco-grigiastro, costituite da elementi eterometrici millimetrici, prevalentemente quarzoso-feldspatici, che presentano angoli smussati o arrotondati, indicanti un prolungato trasporto fluviale. 382 S. BARCA, C. SPANO, A. CAU, L. COTTONE, D. DEIDDA, G. SANNA

Come nell’Unità di Biddisari, anche questi depositi sabbiosi sono sostanzialmente sterili, salvo nel settore di Ploaghe dove si hanno bioturbazioni prevalentemente a sviluppo verticale e, soprattutto in un livello arenaceo-conglomeratico, resti mal conservati di Pettinidi, Ostreidi ed Echinoidi al passaggio con la successiva unità di Monte Santo. Queste associazioni suggeriscono un ambiente di piattaforma interna.

• Unità di Monte Santo (Tortoniano-Messiniano inferiore?) Tale unità, assimilabile all’Unità dei Calcari superiori [21] e ai Calcari di Monte Santo [26], affiora a sud di Ploaghe (vette dei rilievi di Monte Pertusu-Monte Cannuia e di Monte Corona de Corvos), lungo i versanti di Monte Pelao, nell’altopiano della Mura a S di Borutta e Torralba e a Monte Santo. Sono affioramenti di scarsa estensione areale e di limitata potenza. Si tratta di calcari detritico-organogeni, di colore per lo più bianco-beige chiaro, talora compatti, talaltra friabili per una maggiore componente detritica, ben stratificati e con giacitura suborizzontale. Sono frequenti Alghe calcaree (ÇLithothamniumÈ) e, in subordine, Bivalvi (tra cui Veneridi, Cardiidi ed Ostreidi), Gasteropodi, Briozoi, resti di Echinoidi (Spatangoida, Clypeasteroidi), Coralli; nella parte basale dell’unità si rinvengono anche notevoli concentrazioni di Heterostegina sp. La posizione stratigrafica dell’unità nell’ambito dell’intera successione sedimentaria dell’area, le analogie di facies e di associazione macrofaunistica con i calcari delle Colline di Cagliari suggeriscono, in attesa di ulteriori ritrovamenti fossiliferi, un’età compresa fra il Tortoniano e il Messiniano inferiore. La deposizione di questi sedimenti è da riferire al passaggio fra la piattaforma interna e quella esterna.

Prodotti vulcanici plio-pleistocenici I prodotti vulcanici del settore studiato più significativi sono rappresentati dagli espandimenti basaltici esposti a Monte Austidu, Monte Pelao, Monte Pubulena, Monte Ruiu e Monte Sa Percia. In letteratura, queste vulcaniti vengono associate ad una fase distensiva conseguente allo sprofondamento dell’area tirrenica [30], responsabile del- l’apertura del graben campidanese e della messa in posto di numerose faglie, in corrispondenza delle quali si sono impostati i centri di emissione lavica, che presentano, infatti, attualmente un tipico allineamento circa N-S. Nella regione del Logudoro, l’orientazione preferenziale di tali strutture è NNW-SSE [31]. Si tratta di vulcaniti a chimismo basico, di età compresa tra 3,3 e 0,14 Ma, ovvero la parte terminale del vulcanismo plio-quaternario sardo, datato 5,5 ÷ 0,14 Ma [32].

Depositi continentali quaternari Detriti di versante, depositi alluvionali e suoli Il materiale detritico prodotto dalla disgregazione delle rocce e deposto per effetto della gravità ai piedi delle pareti rocciose dei versanti dà luogo a falde e coni detritici di INQUADRAMENTO CRONOBIOSTRATIGRAFICO ED EVOLUZIONE DEL BACINO… 383 varia estensione e spessore. I detriti sono composti da blocchi di dimensioni estremamen- te eterogenee, da millimetriche a metriche. Localmente gli accumuli detritici assumono l’aspetto di veri e propri corpi di frana, altrove formano coperture consistenti che rendono impossibile il rilevamento delle litologie sottostanti. I depositi ciottolosi alluvionali sono costituti da clasti appartenenti a tutti i litotipi affioranti, soprattutto quelli basaltici, più resistenti all’erosione, e quelli calcarei miocenici; i ciottoli costituenti i depositi sono ben arrotondati ed elaborati per il prolungato trasporto. In genere il suolo, risultato della pedogenesi delle litologie terziarie sottostanti, è maggiormente sviluppato dove le valli sono più ampie, mentre più spesso risulta poco sviluppato o assente.

TETTONICA I complessi eventi geodinamici oligo-miocenici relativi alla migrazione della microplacca sardo-corsa, nell’ambito dell’evoluzione geodinamica del Mediterraneo occidentale, sono stati al centro di studi di diversi AA., tra i quali ALVAREZ [33], CHERCHI et al. [19] [20], LETOUZEY et al. [34], MARTINI et al. [22]. La sedimentazione nel bacino del Logudoro è strettamente legata alla tettonica estensionale [35] [36] che ha interessato la Sardegna durante la deriva del blocco sardo-corso nel Burdigaliano [37] [38] (Tab. 2). La zona esaminata è interessata da più sistemi di faglie con direzione variabile da NE-SW a E-W e NNW-SSE. Tali sistemi spesso sembrano ricalcare antiche fratture del basamento ercinico; si tratta di faglie prevalentemente dirette, legate alle fasi distensive del Miocene inferiore-medio, con una intensa ripresa nel Plio-Pleistocene. Le faglie di direzione variabile da N 30° E a N 70° E circa interessano sia le vulcaniti terziarie sia i sedimenti miocenici. Il sistema di faglie NE-SW era probabilmente attivo anche durante la sedimentazione marina miocenica come risulta dalle dislocazioni che si osservano localmente nei sedimenti miocenici, ed hanno condizionato la morfologia e la sedimentazione del bacino marino. Durante la tettonica distensiva plio-pleistocenica, responsabile della messa in posto dei basalti del ciclo alcalino, risultano attive le fratture ad andamento N-S e NNW-SSE che determinano l’allineamento dei centri di emissione e dei dicchi [33] (Tab. 2).

RAPPORTI FRA SEDIMENTARIO E VULCANICO. CONSIDERAZIONI PA- LEOBATIMETRICHE La messa in posto dei basalti porfirici (Serra Giuales) ed andesitici (Monte Chelchedu), delle rioliti, riodaciti e ignimbriti (Banari, Costa del Cossoine, Bonorva), il cui spessore complessivamente varia tra i 50 m di Sa Pala Idda ai 5 m di Chidonzas, è connessa al periodo di parossismo vulcano-tettonico oligo-miocenico. Nel paesaggio vulcanico così formato, le depressioni morfologiche erano colmate dai prodotti delle ultime fasi esplosive dell’attività vulcanica, costituiti da tufiti pomiceo-cineritiche, talora pisolitiche, 384 S. BARCA, C. SPANO, A. CAU, L. COTTONE, D. DEIDDA, G. SANNA

Tabella 2. Cicli sedimentari e vulcanici miocenici della Sardegna settentrionale e loro rapporti con la tettonica.

Biocronologia sulla base Principali Eventi Stratigrafico-Strutturali in Sardegna e zone

del Plancton Calcareo adiacenti Extra Mediterranea Da CARMIGNANI et alii [52] UKRY [46] B [51] KADA & KADA ARTINI [50] ARTINI UKY [47] [48] UKY LOW [27] LOW Settore rilevato questa nota [43] [44] [45] O B (Nord Sardegna) B M Bacino Tirrenico Corsica [49] Bacino Balearico Balearic Basin Toscana Età in milioni di anni Età in milioni di anni Cronostratigrafia utilizzata in Cicli sedimentari marini della Sardegna: Assorgia et alii CN11 a NN13 3 5 N18 c 5 Plioc. Infer. CN10 a NN12 b d ° 2 2

CN9c Pleist.

Mess. Zancl. CN9b NN11 N17

a "Neoautocthonous" CN9a Magmatismo toscano Fase dist. Plio.- Ciclo alcalino

Superiore CN8 NN10 marino 3° Ciclo 3° ciclo 10 N16 10

CN7 NN9 sedimentario Sequenza di Aleria Marino (in sondaggio, in aree contigue)

CN6 NN8 Sedimentario marino

N14 CN5b NN7 1 1 N13 N11 CN5a NN6 Serravall. Fase distensiva 0 N1 Rifting Nord-Tirrenico Fase distensiva miocenica Medio

15 q N9 CN4 NN5 marino 15 marino 2° Ciclo MIOCENE Arenarie di Manciano Dicchi di Sisco N8 Sedimentario Drifting 2° ciclo sedimentario N7 CN3 NN4

* Complesso delle Alpi Apuane N6 ** Rifting

CN2 Complesso della Corsica Burdigaliano Langhiano Tortoniano 20 20 N5 NN3 Inferiore

NN2 di Bonifacio Fase collisionale marino . b ° e relativo ispessimento

Prevalente distensione della crosta continentale non affiorante N4 Ciclo calcalcalino

NN1 Fase compressiva a+b CN1c Aquitan Calcari marini di St. Florent e CN1

1° ciclo sedimentario Simbologia: Intervallo cronostratigrafico transizionale; 1Hiatus e/o erosione eterocrona; 2 Hiatus e/o erosione o sedimentazione continentale; 3 Locale sedimentazione marina; * 2° Grande Evento Piroclasti- co ( τ 2 ) e locale sedimentazione lacustre; ** 2° Grande Evento Piroclastico e locale sedimentazione marina. relativi al ÇLacustre auct.È (settore occidentale, a nord di Giave, Rebeccu), e dagli apporti clastici di origine fluviale, rappresentati dai conglomerati arrossati con ciottoli del basamento paleozoico (ad est di Mores). La loro età è Burdigaliano medio-sup., in base ai rapporti stratigrafici. Lo spessore di questi depositi va dai 26 m di Sa Pala Idda ai 2,5 m di Monte Ladu. Con il variare dell’energia fluviale, si ha la deposizione dell’Unità di Biddisari (a sud di Ploaghe, settore orientale in loc. Tola de Mores): si tratta di sedimenti di tipo transizionale fluvio-marino di piattaforma interna, la cui età, ancora sulla base dei rapporti stratigrafici, è Burdigaliano superiore; il loro spessore è variabile e va dai 5 m di Monte Santo ai 12,5 m di Monte Lachesos. Questi affioramenti sono probabilmente correlabili con quelli presenti alla base del Miocene nel settore di Porto Torres [39] e con quelli del settore di Dualchi [4]. INQUADRAMENTO CRONOBIOSTRATIGRAFICO ED EVOLUZIONE DEL BACINO… 385

Al di sopra dell’Unità di Biddisari si trovano microconglomerati e calcareniti a cemento carbonatico con numerosi granuli provenienti dall’unità sottostante ed asportati dal mare durante la prima trasgressione marina miocenica del settore durante la quale si depose l’Unità di Monte Arana (settore occidentale, ad est di Monte Arana, presso Cossoine); lo spessore di questa unità è compreso tra i 2 m di Monte Lachesos e i 70,8 m di Cossoine. Tali depositi sono correlabili, per rapporti stratigrafici, analogie di facies e associazioni macrofaunistiche, con quelli della zona di Porto Torres [39], Chiaramonti [38] e Calancui [41], ed ascrivibili al Burdigaliano sommitale. L’ambiente di deposizione è di piattaforma medio-esterna e, secondo lo schema proposto per le biocenosi attualmente presenti nel Mediterraneo [42], traslato alle tanatocenosi della zona, si possono distinguere, per questa unità, 5 zonazioni di popolamenti bentonici: per le sezioni di Monte Santo e Monte Arana la RMS (Roccia Mediolitorale Superiore), la RMI (Roccia Mediolitorale Inferiore) caratterizzata dalla presenza di Balanidi e Alghe rosse, relativa al piano batimetrico Meso-Infralitorale; per la sezione di Sa Pala Idda si ha la SFBC (Sabbie Fini Ben Classate) per la presenza di Gigantopecten nodosiformis e G. restitutensis, attestante il piano batimetrico Infralitorale; la C (Coralligeno) è presente nelle sezioni di Sa Pala Idda, Chidonzas, Monte Ladu e Monte Lachesos ed è caratterizzata dalla presenza di Alghe rosse, Glycymeridi e Veneriidi, relativa al passaggio tra i piani Infralitorale e Circalitorale. Per le sezioni di Sa Pala Idda, Chidonzas, Tanielle, Giave, Bonorva, Monte Ladu e Monte Lachesos si attesta la presenza della zona DC (Detritico Costiero) sulla base di piccoli Pettinidi (Aequipecten sp.) e Gigantopecten nodosiformis e di Echinodermi (Clypeaster ed Echinolampas); il piano batimetrico è quello Circalitorale. L’approfondimento del bacino di sedimentazione portò alla deposizione dell’unità di Monte Lachesos (settore settentrionale e centrale), la variabilità dei cui tipi litologici, sia in senso verticale che orizzontale-data da sabbie, marne calcaree, marne argillose, marne siltose, calcari e calcari marnosi-è legata a ritmiche oscillazioni batimetriche. Lo spessore va dai 9 m di Monte Ladu ai 146 m di Monte Santo. In base alle associazioni fossilifere si può ipotizzare un ambiente di deposizione da piattaforma esterna ad inizio di scarpata. In questa unità si individuano 3 zone batimetriche: la DE (Detritico Fangoso) per la presenza di piccoli Bivalvi tipo Telline, per le sezioni Chidonzas, Tanielle e Giave, che sono quelle che si trovano in una posizione più prossima all’asse del bacino; il piano è quello Circalitorale. Per le sezioni Chidonzas, Tanielle, Monte Arana, Monte Ladu e Monte Lachesos la zona DL (Detritico del Largo) caratterizzato da Bivalvi (Chlamys sp.), la DC (Detritico Costiero) per le sezioni di Chidonzas, Tanielle, Giave, Bonorva, Monte Santo e Monte Lachesos. Per le associazioni fossilifere queste litologie sono datate Burdigaliano sommitale-Langhiano superiore (Tab. 1). Successivamente si verificò la seconda trasgressione marina miocenica del settore caratterizzata dalla presenza dei Calcari di Monte Santo (a sud di Ploaghe, Monte Pelao, a ovest di Torralba, Monte Santo), che, nel settore di Monte Santo, sono preceduti dai sedimenti silicoclastici incoerenti dell’unità di Florinas dello spessore di 3 m, per le quali si ipotizza un’origine di tipo fluviale per l’assenza di evidenti strutture sedimentarie, il 386 S. BARCA, C. SPANO, A. CAU, L. COTTONE, D. DEIDDA, G. SANNA grado di maturità composizionale e lo scarso selezionamento; la loro età, stabilita in base alla posizione stratigrafica in quanto priva di contenuto fossilifero, è Langhiano sup.- Serravalliano medio-sup.?. A Ploaghe e Florinas, invece, l’unità di Florinas è caratterizzata da alternanze di sabbie e arenarie, talora con abbondanti concentrazioni di fossili (Pettinidi, Cardiidi ed Echinodi) che suggeriscono un ambiente di piattaforma interna. I Calcari di Monte Santo, presenti nella sezione di Chidonzas e Monte Santo con spessori di 30 m e 22 m, ricadono, rispettivamente, nelle zone DL-DE e DL-DC e appartengono al piano Circalitorale. La deposizione di tali sedimenti è quindi da riferire al passaggio fra la piattaforma interna e quella esterna. L’età di questi calcari è Tortoniano-Messiniano inf.? [18] [22] per correlazione con i calcari delle colline di Cagliari. I depositi marini sono sormontati dalle vulcaniti basaltiche che fuoriuscirono, in colate, dalle fratture riattivatesi in seguito ai movimenti distensivi legati all’attività plio- quaternaria, dando luogo a dei veri e propri plateaux. I loro spessori variano dai 20 m di Chidonzas ai 2 m di Badde Chercu.

CONCLUSIONI Le unità litostratigrafiche del Logudoro (Sardegna settentrionale) sono riconducibili a due cicli sedimentari marini miocenici. Tali sedimenti giacciono su vulcaniti del ciclo calco-alcalino oligo-miocenico, costituite da ignimbriti riolitico-riodacitiche, seguite localmente da tufiti lacustri e conglomerati arrossati continentali. Il bacino di sedimentazione è stato interessato da diverse oscillazioni eustatiche e da instabilità tettonica connessa con l’evoluzione geodinamica del Mediterraneo occidentale. Si passa da un ambiente continentale con la deposizione dell’Unità di Biddisari (Unità delle Sabbie inferiori [21]; Formazione di Oppia Nuova [26]) nel Burdigaliano superiore, ad uno francamente marino, nel Burdigaliano sommitale, con paleobatimetrie tra i 15 e i 20 m, testimoniato dalle associazioni fossili macrofaunistiche rinvenute nell’Unità di Monte Arana (Unità dei Calcari inferiori [21]; Calcari di Mores [26]). Segue un approfondimento del bacino, nel Burdigaliano sommitale-Langhiano superiore, con la deposizione delle marne siltoso-arenacee dell’Unità di Monte Lachesos (Unità Marnoso-arenacea [21]; Marne di Borutta [26]), depostesi in ambiente Circalitorale- Epibatiale, con massimo trasgressivo presumibilmente intorno ai 100-150 m. Il primo ciclo sedimentario, nell’area studiata, si chiude in concomitanza con la deposizione dell’Unità di Florinas (Unità delle Sabbie superiori [21]), Sabbie di Florinas; [26]) di età Langhiano sup.-Serravalliano medio-superiore (?), di ambiente fluviale. Nel Tortoniano- Messiniano (?) è documentata una nuova fase trasgressiva responsabile della deposizione dell’Unità di Monte Santo (Unità dei Calcari superiori [21]; Calcari di Monte Santo [26]), la cui batimetria non superava probabilmente i 15-20 m. Al di sopra della serie miocenica si sono poi messe in posto le lave basaltiche del ciclo alcalino plio-quaternario in stretta relazione con i movimenti distensivi dell’area tirrenica meridionale. INQUADRAMENTO CRONOBIOSTRATIGRAFICO ED EVOLUZIONE DEL BACINO… 387

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