lunedì 3 gennaio 2011

Faglie e strutture giurassiche affioranti? Alcune evidenze. [1]


Introduzione
Vorrei riprendere il discorso sulla struttura di Pizzo della Trigna – Monte Cane, affiorante nei pressi di Trabia, in Provincia di Palermo.

Ubicazione dell'area di Pizzo Trigna, Sicilia Occidentale.
 I motivi per cui si tratta di una struttura spettacolare, anche se non unica nel suo genere, risiedono nella chiarezza degli affioramenti, ed in particolare di determinati segnali fisico-stratigrafici.
Mi riferisco in particolar modo alle evidenze della tettonica sinsedimentaria legata alla estensione mesozoica .
Per comprenderli, dobbiamo prima fare un ragionamento insieme. In sintesi, quando un fondo oceanico si espande, lungo i margini passivi dei continenti si formano, anche per lunghe distanze, strutture di crescita sinsedimentaria che sono costrette ad “accomodare” gli spazi nuovi, che si formano in superficie a causa dello stiramento crostale. Una faglia con struttura di crescita tipica non esiste, ma ve ne sono alcune ben documentate. Le più belle che ho visto si riferiscono ad osservazioni tratte dall'analisi di linee sismiche a riflessione, particolarmente alcune provenienti dal Mare del Nord. Vado al di là di ogni possibile citazione bibliografica che a me qui non interessa, ritenendo che ogni individuo interessato è in grado di documentarsi da sé.
Le geometrie di crescita degli strati, cioè espansioni od assottigliamenti laterali, sono segnali importanti ma non distintivi. Le unconformities, cioè le disconformità deposizionali, sia geometriche che cronologiche sono già più interessanti, ma se ne deve chiarire l'origine.
Quando si verifica l'espansione lungo un margine passivo e cioè, per definizione, quasi costantemente e per lunghissimi archi di tempo, si creano delle nuove superfici esposte alla erosione o alla deposizione sedimentaria, che prima non esistevano. Queste nuove superfici altro non sono che ripetute superfici di faglia lungo blocchi in subsidenza e rotazione. Dal punto di vista geometrico complessivo, è già stato abbondantemente dimostrato che non può esservi estensione senza rotazioni di blocchi contigui e giustapposti, quindi non mi soffermo all'analisi della modellistica. La semplice estensione di una superficie per progressivo stiramento dei suoi estremi, crea la rotazione di blocchi e la parziale esposizione in superficie dei tratti superiori di ogni segmenti di faglia associata. Basta pensare ad un semplice modello “a domino”, come quello rappresentato dallo sketch sottostante.
I nuovi tratti vengono esposti in superficie dall'estensione progressiva: verranno perciò velocemente erosi se emergono dalle acque, o velocemente ricoperti se rimangono nelle profondità marine. In rosa-rosso il pre-rift ed in verde il syn-rift relativi a quell'ideale istante geologico.
Risultato: ogni strato che successivamente si deposita, tra un “prima” e un “dopo” di un qualunque istante cinematico della estensione, e che può essere distinto dagli altri strati, prende posto in uno spazio maggiore rispetto agli strati di pre-rift, e si depositerà in parte su superfici “nuove” cioè su piani di faglia. Si possono ingenerare geometrie dei bacini molto complesse, ma tutte ben leggibili se si tiene conto di questi particolari. In altri termini, se Lo era la superficie di pre-rift, il syn-rift dovrà ricoprire una superficie di esetensione pari ad Lo+L, dove L è la somma dello sviluppo superficiale dei tratti di faglia affioranti in quella determinata regione del margine passivo.
Parimenti, quando una tale geometria complessa, risultante dalla normale interferenza tra tettonica estensionale e sedimentazione, viene ad essere sottoposta ad inversione, alcuni sistemi di pieghe e scollamenti “supplementari” si formeranno, poiché gli strati più recenti soprastanti occupano più spazio di quelli più antichi e sottostanti. E' una considerazione semplice e lineare. Non altrettanto semplice è svelare questi effetti nella realtà, soprattutto in affioramento.
A tal proposito, la struttura di Pizzo della Trigna è particolarmente fortunata, poiché espone un lungo tratto di successione mesozoica, quasi verticalizzata e ben continua per svariati chilometri. Le coperture aeree che ho trovato sono spesso eccellenti, offrendo una risoluzione ed un contrasto molto elevati. Si lavora bene sia sul b/n che sul colore, anche in 3D.
Analisi del materiale studiato
Vi presento adesso i risultati del mio lavoro di fotointerpretazione e di controllo in superficie, inizio dal settore ovest, mentre quello est, con la carta geologica lo inserirò in un post successivo. La versione definitiva qui presentata risale a circa tre anni fa, anche se le osservazioni e la raccolta dati in campagna è risale ad oltre una decina di anni fa. Eccole. Le foto vanno esaminate con calma ed attenzione, a partire da quelle prive di interpretazioni.
La visione realistica dall'alto è favorita dalla verticalità degli strati su lunghe distanze, la quale fa sì che la stratigrafia fisica sia evidenziata come se si trattasse di una sezione che normalmente potrebbe osservarsi lungo un fianco ripido di una scarpata naturale di versante roccioso. Il Nord è a destra in tutte le foto; click su di esse per ingrandirle.
Foto 1
Foto 2
Foto 3
Foto 4

Per comprenderci all'istante, la successione stratigrafica affiorante si assimila a quella che i geologi locali definiscono di affinità “Imerese”. Si è sempre detto trattarsi di una successione di bacino anche se personalmente, ritengo sia più corretto dire che questo è vero solo per la porzione più antica (triassica) e che la porzione giurassica e cretacica rappresenti piuttosto un margine di scarpata nel Lias (Fm. Fanusi) e un margine di piattaforma nel Dogger-Cretaceo (Fm. Crisanti).
La peculiarità che mi consente di affermare che le faglie maggiori, e che delimitano tutt'oggi la struttura, siano primariamente di origine giurassica risiedono proprio nella disconformità basale che accompagna costantemente la Formazione Crisanti, dal momento che i suoi strati inequivocabilmente bordano -ed in parte ricoprono- numerose strutture tettoniche, fra l'altro molto belle.
Dunque, numerosi livelli di varia età della complessa Crisanti, si appoggiano innanzitutto su una estesa superficie di faglia diretta, come si vede dagli appoggi disconformi sulla superficie di faglia maggiore (di primo ordine) [linee azzurre in foto 1]. La struttura risultante nel complesso, secondo una sezione normale all'asse principale, è stata illustrata in un precedente articolo, mentre un estratto della sezione serve a confrontare i dettagli geometrici con la stratigrafia fisica  illustrata dalle varie foto.
Sezione geologica tracciata attraverso i rilievi di Monte Cane (Savochetto) e Piraino. la sezione completa è tratta da....
Alcune brevi considerazioni
Le strutture maggiori, subparallele, sono due: Monte Cane (Savochetto) e Piraino, ed ambedue sono delle semi-antiformi, separate da una faglia diretta di primo ordine, con rigetto molto elevato, il tutto ricoperto dagli strati della Crisanti in evidente crescita. L'antiforme occidentale mostra una successione particolarmente verticalizzata; l'altra è più debolmente piegata, ma sostiene in una delle sue ali il maggior accumulo di strati da syn-rift.
Trovo anche molto bello riuscire a spiegare adesso, con minori incertezze rispetto al passato, la bella piega già mostrata qui, e che fa parte di una successione anch'essa verticalizzata. Gli strati della Crisanti si piegano esageratamente, anche rispetto ai confinati e coevi perché, in quel punto, l'inversione ha dovuto accomodare una espansione particolarmente accentuata di sedimenti: questo farebbe pensare che essi si siano appoggiati lungo una originaria scarpata tettonica maggiore, avente cioè un rigetto estensionale ben superiore rispetto a sistemi caratterizzati da blocchi piccoli, fitti e ravvicinati. Infatti non sarà un caso che, spostandosi verso nord, la Struttura mesozoica improvvisamente scompare. Questi meccanismi di inversione fanno pensare a strutture maggiori caratterizzati da geometrie di tipo ramp-flat già formate durante l'estensione. L'inversione successiva conserva in gran le pieghe e le faglie semplicemente “esagerandole”, ed invertendo in gran parte la struttura lungo il piano della faglia maggiore in un percorso a ritroso, similmente a quanto mostrato nello schema, e da quanto si può evincere dalla “sezione coraggiosa” mostrata sopra. Queste geometrie particolaeri adesso cominciano a trovare una loro logica ben precisa, che quantomento fornisce una spiegazione della "anomalia" di orientamento della struttura di Pizzo della Trigna (quasi N-S), rispetto alla maggior parte delle strutture della “catena” (circa E-W). La struttura, in altri termini, è stata espulsa così, perché preesisteva già con quel tipo di orientamento, e rappresentava un corpo ispessito, cioè un ostacolo relativo, coinvolto dalla inversione. Vedremo successivamente qual'è la faglia di ordine maggiore che ha provocato la sua espulsione.
L'analisi fotointerpretativa ha evidenziato infine, fatto non meno importante, l'esistenza di una più antica tettonica dagli effetti compressivi o meglio transpressivi. Essa sembra avvenire durante la deposizione della Fanusi, e forse già da un tantino prima, generando una bellissima “flower structure” nei Calcari con Selce del Trias superiore. Gli strati della Fanusi assecondano superiormente e lateralmente la flower, con bellissime espansioni laterali e riduzioni in sommità. Siccome di queste strutture ve ne sono altre in Sicilia, forse varrà la pena di farci sopra qualche ragionamento più in avanti.
Faglie mai descritte prima
Finisco col dire che nulla di tutto quanto qui mostrato è stato evidenziato nel foglio CARG “Caccamo” nel quale, semmai, si fa attenzione a disegnare sempre la Crisanti in modo molto regolare e ben “disposto”. Ad onor del vero, una parte di quanto mostrato fin qui è pertinenza del Foglio CARG adiacente verso Nord (Palermo), ma vedremo cosa succederà nel momento nel quale esso sarà ufficialmente rilasciato. Il motivo delle differenti interpretazioni non sta di certo nelle due scale di osservazione e risoluzione tra qui e lì, ma si tratta proprio di presupposti, approcci e conclusioni molto distanti tra loro.
Comunque sia, questa per me è la dimostrazione che molte delle carte pubblicate nell'ambito accademico siano conformate rispetto ad una visione preconcetta, cosa che letteralmente impedisce a rilevatori e ricercatori di accorgersi o di osservare determinati segnali, o di pubblicare interpretazioni difformi da quelle ufficiali: ma si tratta evidentemente di una mia personale opinione, non certo di una verità assoluta.
Ancora una volta, ci troviamo di fatto nel campo della Tettonica “non ufficiale”...