analisi di facies della successione triassico
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Atti Ticinensi di Scienze della Terra Vol. 41 (2000) 65-82, 8 figg.; 2 tavv. ANALISI DI FACIES DELLA SUCCESSIONE TRIASSICO-GIURASSICA DI PORTO PINO (SARDEGNA SUD-OCCIDENTALE) FACIES ANALYSIS OF THE TRIASSIC-JURASSIC PORTO PINO SUCCESSION (SW SARDINIA) L. G. COSTAMAGNA(1) INDICE lel laminations and loferitic structures are clearly visible. In the lower part of the “Dolomie di Scollieddu formation” storm layers are often wellrepresented. Fossil organism (algae, brachiopods, bivalves, corals, gasteropods) are usually concentrated in few specific horizons. The age of this formation is comprised between Middle?-Upper Triassic (Megalodontidae, Thecosmilia) at the base and Liassic (defined by foraminifera) at the top. The Medau Mereu formation follows upwards; this unit is made up by green-yellow marls passing to well-stratified grey to blue-grey marly limestones. Fossils (radiolaria?, foraminifera, sponge spicules, worm tubes and rare pelagic bivalves, brachiopoda and bryozoan fragments) and nonskeletal grains (rare, reworked ooids and peloids) occur in the whole formation. The foraminifera association gives to the Medau Mereu fm. an Aalenian age. The deposition of the “Cala Su Trigu Unit” succession marks a carbonatic depositional environment ranging from a peritidal setting of inner ramp at the base (Dolomie di Scollieddu formation) to outer ramp close to the basin at the top (Medau Mereu fm.). The “Guardia Sa Perda Unit” consists of four formations; at the base the “Punta Tonnara formation” (BARCA & COSTAMAGNA, 1997a) similar to the German “Muschelkalk” facies, is made up by well-stratified, blue-grey limestones with marly limestones and marls intercalations, usually arranged in decametric “shoaling upward” sequences. In the upper part of these sequences storm layers are very common; bioclasts (bivalves, gasteropods, echinoids spines, algal fragments, crinoids, ophiuroids, cephalopods?) such as pseudomorphs after sulphates, represent the basal lag of the tempestites. The age of this formation, about 25 m thick, can be referred to Middle-?Upper Triassic on the base of presence of Agathammina sp. (MARTINI et al, 1987). A comparison made with other similar succession of Sardinia (Punta del Lavatoio; GANDIN, 1978a; Scivu-Is Arenas, BARCA et al., 1995; Monte Maiore, COSTAMAGNA et al., 1999) allows to assign to this formation a Ladinian age. The depositional environment of this formation varies from the intertidal? - shallow subtidal conditions of inner, shallow ramp to the deep subtidal ones of outer, deep ramp. The “Monte Zari formation”, corresponding to the German “Keuper” facies, follows upwards; the transition from the “Punta Tonnara formation” is marked by a thick horizon of dissolution-collapse breccias. This formation consists of grey dolostones containing rare layers of polychrome marls. The dolostones are usually well stratified and present a large spectrum of textural arrangement (loferitic bindstones, dissolution breccias, massive dolostones with evaporite casts, oolitic, more rarely peloidal, grainstones interested by large cross lamination structures). Fossils and bioclasts, with the only exception of algal mats and their derived fragments, are totally lacking. The whole thickness is about 120-130 m. The Upper Triassic - Lower Liassic age of this formation can be deduced from the paleontological data recorded in the underlying Punta Tonnara and Riassunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 1. Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 2. Studi precedenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 3. Geologia dell’area di Porto Pino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 3.1. L’Unità tettonica di Cala su Trigu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 3.2. L’Unità tettonica di Guardia Sa Perda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 4. Discussione e conclusioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 RIASSUNTO Il Mesozoico del settore di Porto Pino (Sardegna SW) è studiato nel dettaglio. Viene evidenziata la presenza di due successioni carbonatiche indipendenti, attribuite a due diverse unità stratigrafico-strutturali, l’“Unita tettonica di Guardia sa Perda” e l’“Unità tettonica di Cala su Trigu” (BARCA & COSTAMAGNA, 1997a). Il rilevamento e le analisi sedimentologiche condotte permettono di confermare e dettagliare maggiormente la stratigrafia di recente istituzione (BARCA & COSTAMAGNA, 1997a), nonché di posizionare gli ambienti deposizionali delle successioni, di età compresa fra il Triassico medio ed il Giurassico medio, all'interno di vari ambienti di rampa carbonatica di energia variabile, compresi fra il contesto lagunare interno e quello di rampa esterna. L'inquadramento della parte triassica della successione viene ridefinito nel contesto del Trias germanico sardo, facendo riferimento alle classiche unità litologiche germaniche del “Muschelkalk” e del “Keuper”, utilizzate modernamente come esempio di associazioni di facies sedimentarie. ABSTRACT The Mesozoic of Porto Pino (SW Sardinia) has been investigated in detail. The presence of two carbonate successions, belonging to two different stratigraphic-structural units (“Cala Su Trigu Unit” and “Guardia sa Perda Unit”, BARCA & COSTAMAGNA, 1997a) has been confirmed. Detailed sedimentological analysis has improved the recently established stratigraphy (BARCA & COSTAMAGNA, 1997a) and defined accurately the depositional environments of the successions. The whole thickness of the “Cala Su Trigu Unit” is about 120-130 m. The Unit starts at the base by the “Dolomie di Scollieddu formation”, consisting of grey, locally pinkish, dolostones passing upwards to grey calcareous dolostones; rare marly red layers also occur. This formation is characterized by several depositional textures and structures, as ooids, peloids, bioclasts, calcitic pseudomorphs after sulphates, cross- and paral(1) DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA DELL’UNIVERSITÀ,VIA TRENTINO 51, 09127 CAGLIARI 65 L.G. Costamagna overlying Guardia Sa Perda formations. The depositional environment is referred to a inner, shallow carbonatic ramp subjected to subtidal, lagoonal conditions, often restricted. Rarely intertidal environments have been also recorded. The limestones of the “Guardia sa Barracca Formation” sharply overlay the “Monte Zari fm.”. They consists of bioclastic-oolitic packstones to grainstones, with a minor amount of peloids. Bioclasts (crinoids, brachiopods, foraminifera, bryozoa, bivalves, green algae) are diffuse and clearly visible; the non-skeletal grains (ooids, peloids, coated grains) are also abundant. Chert nodules occur too. Some horizons are rich of macrofossils as belemnites, brachiopods and crinoids. The age of this formation is Upper Liassic (Domerian? - Toarcian). It is gradually followed by the Aalenian “Medau Mereu formation”, here made by the same alternances of marls and limestones just described in the “Cala Su Trigu Unit”. The thickness of the Guardia Sa Barracca and Medau Mereu fms. together is about 150 m. The depositional environments of Guardia Sa Barracca and Medau Mereu fm. are strictly connected, so representing the gradual evolution from an oolitic shoal of a shallow ramp (rarely interfingering with the lagoon) environment toward the outer, deep ramp close to the basin. Comparing the typical successions of the German Triassic with the lithologies described in the succession of Porto Pino (in particular those of the “Guardia Sa Perda Unit”) the latter might be resulting by the deposition during Upper Triassic times in a transitional setting between the environments of the Germanic Realm and those of the Alpine one. In addition, setting of the Triassic part of this successions is redefined referring to classic “Muschelkalk” and “Keuper” stratigraphical units, utilized as sedimentary facies associations. sioni di età paleocenico-eocenica, costituite alla base da arenarie e conglomerati (“Arenarie di Monte Margiani”; BARCA & COSTAMAGNA, 1997c; 1999), seguite dapprima da calcari (“Miliolitico” A.A.) ed infine da limitati spessori di argille e marne (“Lignitifero” A.A.); il primo lembo, potente circa 120 m, costituisce per intero il rilievo di Monte Margiani (BARCA & COSTAMAGNA, 1997), mentre il secondo, di spessore non superiore ai 30-40 m, è ubicato in una stretta fascia posta lungo le pendici orientali del rilievo mesozoico di Monte Zari (Fig.1). Gli affioramenti rocciosi della dorsale sono completamente circondati e a luoghi ricoperti sottilmente da arenarie e sabbie eoliche di età quaternaria. 2. STUDI PRECEDENTI I primi studi eseguiti sulla zona sono opera di LA MAR(1857), che, a seguito delle determinazioni paleontologiche di MENEGHINI (1857), paragona il rilievo ai monti calcarei della Nurra, ed assegna tutta la dorsale all’ “oolitico inferiore” (Giurassico); successivamente TARICCO, utilizzando anche le conoscenze precedenti, nel rilevare il settore a lui affidato del foglio geologico 233 “Iglesias” in scala 1:100.000 (compilato da CATALISANO et al.,1936) attribuisce più precisamente tutte le litologie mesozoiche al Dogger. Nel 1963 FONTANAROSA, nell’ambito degli studi di laurea, esegue uno studio geologico-paleontologico sulla sucMORA PAROLE CHIAVE: STRATIGRAFIA, SEDIMENTOLOGIA, TRIAS GERMANICO, GIURASSICO, RAMPA CARBONATICA, SARDEGNA SW. KEY-WORDS: STRATIGRAPHY, SEDIMENTOLOGY, GERMAN TRIASSIC, JURASSIC, CARBONATIC RAMP, SW SARDINIA. 1. INTRODUZIONE Il rilievo di Porto Pino è situato nella estrema parte sudoccidentale del Sulcis-Iglesiente (Sardegna SW), e possiede l’aspetto di una bassa dorsale collinare dalle pendici morbide, allungata nel senso dei meridiani, limitata ad est dalla piana di Masainas e ad ovest dal Golfo di Palmas. L’altitudine massima, raggiunta sulla sommità di Monte Zari, è di 116 m. Dal punto di vista geologico l’area risulta formata da litologie carbonatiche mesozoiche; fanno unica eccezione due esigui lembi posti sui margini orientali, occupati da succesFig.1 - Carta geologica schematica della dorsale di Porto Pino ed inquadramento dell'area di Porto Pino in Sardegna (da BARCA & COSTAMAGNA, 1997): 1) formazione di Punta Tonnara (Triassico medio); 2) formazione di Monte Zari (Triassico superiore-Liassico inferiore); 3) formazione delle dolomie di Scollieddu (Triassico superiore - Liassico); 4) formazione di Guardia Sa Barracca; (Liassico superiore); 5) formazione di Medau Mereu (Dogger); 6) Arenarie del "Miliolitico" (Paleocene superiore); 7) Calcari del "Miliolitico" e argille e marne del "Lignitifero" (Eocene inferiore); 8) Sabbie ed arenarie eoliche (Quaternario); 9) stratificazione; 10) sovrascorrimenti principali (a) e minori (b); 11) faglie. Porto Pino geological sketch map (from BARCA & COSTAMAGNA, 1997): 1) Punta Tonnara fm. (Middle Triassic); 2) Monte Zari fm. (Upper Triassic Lower Liassic); 3) Scollieddu Dolostones fm.(Upper Triassic - Liassic); 4) Guardia Sa Barracca fm. (Upper Liassic); 5) Medau Mereu fm. (Early Dogger); 6) clastics of "Miliolitico"(Late Paleocene?); 7) limestones of the "Miliolitico" and clays and marls of the "Lignitifero" (Lower Eocene); 8) Sands and eolian sandstones (Quaternary); 9) bedding; 10) main (a) and minor (b) overthrusts; 11) faults. Università degli Studi di Pavia 66