Dottorato di Ricerca in Scienze della Terra (XXI Ciclo; 2005-2008) Settore scientifico-disciplinare: GEO/02: Geologia Stratigrafica e Sedimentologica Titolo Geologia e stile strutturale della Falda di Cariati e della Stretta di Siderno al margine pedemontano peri-ionico, Calabria centrale e meridionale: implicazioni sull’evoluzione paleogeografica e paleotettonica RELATORI DOTTORANDO Prof. Salvatore Critelli Dott. Vincenzo Tripodi Dott. Francesco Muto COORDINATORE Prof. Franco Russo CAPITOLO I -Inquadramento geografico ed orografico dell’area di studio.......................................3 1.2 Metodologia d’indagine .............................................................................................................5 1.3 Inquadramento geografico dell’area di studio. ..........................................................................6 CAPITOLO II ....................................................................................................................................10 Inquadramento geologico...................................................................................................................10 2.1 Inquadramento dell’Arco Calabro-Peloritano (tettonica orogenica e post- orogenica)...........10 2.2 Caratteri tettonostratigrafici dell’Arco Calabro Peloritano......................................................16 2.3 Caratteri tettonostratigrafici dell’ ACP meridionale................................................................20 2.4 Tettonica ACP settentrionale ...................................................................................................24 2.5 Tettonica ACP Meridionale .....................................................................................................26 2.6 Tettonica pliocenico - attuale dell’Arco Calabro.....................................................................27 CAPITOLO III – Conoscenze precedenti..........................................................................................33 3.1 Il Sistema di Bacino di Foreland della Calabria nord-orientale...............................................33 3.2 Bacino di Rossano....................................................................................................................40 3.3 Bacino di Crotone ....................................................................................................................44 3.4 Bacino di Cirò-Cariati..............................................................................................................50 3.4.1 Tettonica del Bacino di Cirò –Cariati ...............................................................................54 3.5 Il Sistema di Bacino di Forearc della Calabria sud-orientale...................................................58 3.6 Stretta di Siderno-Locri...........................................................................................................70 3.6.1 Stratigrafia.........................................................................................................................70 3.6.2 Tettonica settore meridionale............................................................................................81 CAPITOLO IV -Stratigrafia e rilevamento geologico.......................................................................84 4.1 Settore settentrionale................................................................................................................84 4.2 Settore meridionale ................................................................................................................108 CAPITOLO V -Tettonica.................................................................................................................129 5.1 Tettonica area settentrionale. ................................................................................................130 5.2 Caratteri strutturali area settentrionale...................................................................................132 5.3 Lineamenti strutturali area settentrionale...............................................................................141 5.4 Tettonica area meridionale.....................................................................................................143 5.5 Caratteri strutturali area meridionale .....................................................................................147 5.6 Lineamenti Strutturali area meridionale ................................................................................155 CAPITOLO VI -Discussione...........................................................................................................158 6.1 Settore Settentrionale………………………………………………………………………..161 6.2 Settore meridionale ................................................................................................................169 CAPITOLO VII -Conclusioni..........................................................................................................177 RINGRAZIAMENTI.......................................................................................................................184 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................185 APPENDICE 1. Dati strutturali 2. Tavole fotografiche 3. Carte geologiche 2 CAPITOLO I -Inquadramento geografico ed orografico dell’area di studio. 1.1 Premessa e scopo del lavoro Lo scopo del lavoro di questo progetto di ricerca è stato quello di studiare i bacini sedimentari della Calabria ionica settentrionale e meridionale al fine di definire i rapporti tra l’architettura dei bacini terziari e la loro evoluzione tettono-stratigrafica, in relazione all’assetto tettonico regionale in cui ricadono. In seguito si è provveduto al confronto ed alla correlazione dell’evoluzione degli stessi. Le suddette aree di studio corrispondono al Bacino di Cirò-Cariati per quanto riguarda la porzione studiata a nord ed il Bacino di Siderno, noto in letteratura come Stretta di Siderno, per la porzione a sud. Tale lavoro di tesi è stato realizzato in quanto l’Arco Calabro presenta una articolata e complessa strutturazione evidenziata nel tempo da stili deformativi che presentano notevoli differenze tra le sue diverse porzioni; in particolar modo una differenziazione di stile tettonico può essere fatta tra il margine tirrenico e quello ionico, provocata, a partire dal Miocene superiore, dalla coesistenza di processi di underthrusting nei domini esterni e di spreading in quelli interni. Un’ulteriore discriminazione dei processi deformativi può essere fatta tra il settore settentrionale e quello meridionale considerando l’assetto tettono-stratigrafico delle successioni di riempimento dei bacini neogenici, lo stile strutturale e l’evoluzione tettonica nel quadro dei diversi settori geodinamici. 3 Figura 1- Rapporti tra Arco Calabro Esterno, i bacini di forearc della Calabria ed il bacino di retroarco tirrenico (Argnani and Bonazzi, 2005). Proprio quest’ultimo aspetto è stato il fulcro del lavoro di tesi di dottorato, infatti, è stata posta una particolare attenzione allo studio dei rapporti tra tettonica e sedimentazione di due bacini della Calabria ionica ricadenti all’interno del settore settentrionale e del settore meridionale della stessa. In tale lavoro sono stati realizzati nuovi rilevamenti geologici sintetizzati in una carta geologica. I corpi deposizionali cartografati, da riferire ad unità litostratigrafiche informali, rappresentano la sintesi e la ridefinizione di suddivisioni formazionali già esistenti in letteratura, in aggiunta a nuovi dati di terreno. Sono state inoltre realizzate sezioni geologiche che hanno permesso la definizione delle geometrie e dei rapporti dei corpi deposizionali di riempimento del bacino. Il lavoro effettuato è servito a caratterizzare lo stile tettonico e l’architettura delle aree di studio; infine, è stato effettuato un confronto dell’evoluzione geologica dei due settori considerati. 4 1.2 Metodologia d’indagine Lo studio si è articolato in diverse fasi distribuite durante i tre anni in modo organico. • Acquisizione di dati inerenti l’area di studio provenienti dalla bibliografia e riguardanti modelli strutturali e regionali di aree geodinamicamente simili accompagnate dal reperimento delle carte topografiche alla scala 1:10.000 e 1:25.000 della Carta d’Italia. • Osservazione ed interpretazione delle foto aeree dell’IGM, scala 1:33.000, di diversi voli del 1954, 1980, 1991 finalizzata all’individuazione delle principali strutture tettoniche dell’area; • Rilevamento di campagna che ha consentito di verificare gli elementi emersi dallo studio delle foto aeree e definirne i caratteri geometrici e cinematici ed è stato finalizzato ad una migliore caratterizzazione delle successioni sedimentarie, delle unità del substrato e dei loro rapporti geometrici. • Rilevamento di tipo strutturale alla macro e mesoscala, al fine di definire le strutture principali e di quelle associate. Un’attenzione particolare è stata posta nell’analisi delle strutture tettoniche, tramite la caratterizzazione cinematica dei macrolineamenti eseguita attraverso l’acquisizione di dati mesostrutturali. Tali dati sono stati organizzati in stazioni di misura o domini strutturali omogenei che sono stati trattati su base statistica con opportuni software al fine di definire le relazioni cronologiche tra gli eventi deformativi, nonché le eventuali relazioni o compatibilità cinematiche tra i vari elementi strutturali. • Realizzazione di sezioni geologiche