Paleogeografia mesozoica ed evoluzione tettonosedimentaria della dorsale Narnese-Armerina (Appennino Centrale): rilevamento geologico, biostratigrafia, analisi di facies

A detailed geological mapping project (scale 1:10.000) of about 135 kmq involved the Narni-Amelia Ridge (Central Apennines). During the field-work were used the traditional methodologies of the field mapping associated with the identification of characteristic stratigraphic-sedimentological features that allow to define peculiar Mesozoic depositional settings. The first products of the project were the 1:10.000 scale geological map and the re-definition of the lithostratigraphy of the study area. About the paleogeography, several morphostructural elements inherited by the Early Jurassic rifting stage were recognized. This extensional stage dismembered the vast Calcare Massiccio paleo-platform, and the drowning of the benthic factories led to the development of two main sedimentary environments: pelagic carbonate platforms (PCPs) and basins. The Early Jurassic rift architecture is documented by facies and thickness variations of the Jurassic-Lower Cretaceous post-rift succession. Several footwall-blocks of the Jurassic normal faults characterize the Narni-Amelia Ridge. Although the PCP-top successions are not exposed due to post-Jurassic faulting and modern erosion, highly distinctive facies associations define the escarpment margins of these platforms and the adjacent hangingwall-block successions that onlap them, which often embed gravity-driven deposits including rock-fall megaclastics. Fine-grained calcarenites made of shallow water-derived material were found embedded in post-Pliensbachian deposits of the basin-fill succession in the Amelia area. This occurrence is unexpected as these deposits postdate the drowning of the local Calcare Massiccio carbonate platform, which suggests provenance from the Latium-Abruzzi Platform. This provides new evidence for restoring the Jurassic paleogeography of Central Apennines, and for deciphering the itineraries of resedimented carbonate sands from this relatively distant source-area. A newly-identified, post-rift, extensional tectonic affected the Early Jurassic inherited structures during the Early Cretaceous. Evidence for this extensional tectonic phaseare: i) the unconformable contact between the Marne a Fucoidi Fm. (Aptian-Albian) and the Hettangian shallow-water carbonates of the Calcare Massiccio Fm., as a result of rejuvenation and erosion of the Early Jurassic margin of the Amelia intra-basinal high; ii) the occurrence of syn-tectonic breccias embedded in Cretaceous pelagites and locally resting on the submarine fault escarpments; iii) the presence of slumps, scars and syn-sedimentary faults at the top of the Maiolica Fm (Tithonian-early Aptian). Due to the stratigraphic, sedimentological and paleotectonic similarities with the Southern Alps, the two sectors (Narni-Amelia Ridge vs. Ballino area) were compared. The aim of this work was to understand the influence on inherited Jurassic structures on the development of Early Cretaceous extensional faults in two different paleogeographic domains of Italy, albeit with a comparable tectono-sedimentary evolution. During the involvment in Miocene orogenic deformations of the Narni-Amelia Chain, the Jurassic structural highs became part of the hangingwall-blocks of thrusts. Their margins were displaced by frontal thrusts and lateral ramps/tear faults, but not re-activated as usually described in literature. One arresting feature is represented by the behaviour of the Calcare Massiccio blocks during the compressive deformations. In fact, the Calcare Massiccio olistoliths locally developed shear contacts with the embedding pelagic units, due to the contrasting mechanical behavior of the two lithologies when subjected to folding. Last, Pliocene extensional faults apparently exploited the strikes of the rotated pre-orogenic margins.

Un progetto di cartografia geologica di dettaglio (scala 1:10.000) ha coinvolto circa 135 kmq della Dorsale Narnese-Amerina (Appennino centrale). Il lavoro di terreno è stato svolto avvalendosi delle metodologie tradizionali del rilevamento geologico, alle quali però è stato associato il riconoscimento di particolari caratteri stratigrafico-sedimentologici tali da permettere la definizione di peculiari contesti deposizionali mesozoici tipici dell'Appennino Umbro-Marchigiano-Sabino. La carta geologica e la ri-definizione della litostratigrafia dell'area analizzata sono stati i primi prodotti del progetto. A questi è susseguita la ricostruzione della paleogeografia mesozoica della Dorsale Narnese-Amerina. Sono stati riconosciuti numerosi elementi morfostrutturali ereditati dal rifting del Giurassico Inferiore. Questa fase estensionale smembrò l'estesa paleo-piattaforma del Calcare Massiccio e, per quanto riguarda il Dominio Umbro-Marchigiano-Sabino, causò l'annegamento della fabbrica bentonica e provocò un tipico assetto ad alti e bassi strutturali intrabacinali. Numerosi blocchi di footwall delle faglie giurassiche caratterizzano il settore in analisi, e il riconoscimento è stato possibile mediante l'analisi delle paleoscarpate sottomarine in quanto le tipiche successioni condensate di alto strutturale non affiorano per erosione o per tettonica. Una particolarità è rappresentata da blocchi di Calcare Massiccio (diametro > 100 m) inglobati in successioni bacinali, che hanno portato alla deposizione di facies ad affinità condensata in un contesto deposizionale puramente bacinale. Sono state riconosciute torbiditi carbonatiche con materiale bentonico intercalate in pelagiti di età post-Pliensbachiano del settore Amerino, permettendo di porre dei vincoli sulla ricostruzione paleogeografica dell'Appennino centrale e sulla definizione delle influenze esercitate dagli elementi morfostrutturali sulla deposizione di materiale neritico esportato dalla Piattaforma Carbonatica Laziale-Abruzzese. Durante il Cretaceo Inferiore alcune discontinuità giurassiche sono state ri-utilizzate da una neo-identificata tettonica estensionale post-rift. Le maggiori evidenze dell'attività delle faglie dirette cretacee sono: i) contatti stratigrafici inconformi tra il Calcare Massiccio e depositi del Cretaceo inferiore sommitale (Marne a Fucoidi) a causa del ringiovanimento di margini giurassici; ii) la deposizione di brecce sin-tettoniche intercalate nelle pelagiti cretacee e poggianti in discordanza su scarpate di faglia sottomarine; iii) slumps, nicchie di distacco e faglie sin-sedimentarie che caratterizzano il top della Maiolica. E' stato operato anche un confronto tra l'Appennino Umbro-Sabino e il Sud-Alpino per definire l'influenza delle strutture giurassiche sullo sviluppo delle faglie dirette cretacee. Con il coinvolgimento del settore Narnese-Amerino nelle deformazioni compressive mioceniche ed estensionali post-orogeniche (Pliocene), è stato possibile riconoscere come le discontinuità ereditate dal Mesozoico abbiano controllato la propagazione delle faglie cenozoiche. In particolare, i sovrascorrimenti e le rampe laterali/faglie di strappo legati alla strutturazione dell'Appennino tagliarono i margini giurassici e cretacei senza riattivazione dei piani ereditati. Il rapporto tra paleogeografia mesozoica e orogenesi non poteva escludere gli olistoliti di Calcare Massiccio, argomento questo del tutto nuovo. A causa della differente reologia tra i blocchi di calcari peritidali e le pelagiti nelle quali sono inglobati, sono stati riconosciuti contatti tettonici su originari contatti stratigrafici in quanto gli olistoliti non sono stati in grado di descrivere pieghe della stessa lunghezza d'onda delle unità bacinali pelagiche. Infine le faglie dirette plioceniche non riutilizzarono le superfici di discontinuità mesozoiche in quanto ruotate dai sovrascorrimenti, ma ne sfruttarono solo lo strike.