In questo lavoro è stata studiata, con un approccio multidisciplinare, l'evoluzione sedimentaria e termica dei sedimenti affioranti nel settore sud occidentale del bacino della Tracia, a Nord - Est della Grecia. L’area oggetto di studio rappresenta un settore chiave per comprendere l'evoluzione dell'intero bacino, il cui perimetro si estende tra la Turchia, Bulgaria e Grecia delimitando un territorio molto vasto di circa 15.000 km2.
Questo bacino oltre a rappresentare un'importante provincia ad idrocarburi, è costituito da sedimenti argillosi, arenacei e carbonatici depositatisi tra l'Eocene medio-superiore e l'Oligocene (circa tra i 50 ed i 25 milioni di anni fa); un intervallo temporale durante il quale risulta ancora molto attiva l'orogenesi Alpina-Himalaiana che ha portato alla formazione di numerose catene montuose nell'area circumediterranea ed asiatica. Il bacino sedimentario studiato ha registrato i principali eventi tettonici, magnatici e sedimentari avvenuti in tale arco temporale lungo il segmento orogenico ellenico, che rappresenta il risultato della convergenza tra due principali placche litosferiche principali, quella eruo-asiatica e quella africana.
Lo studio ha richiesto una analisi dettagliata per diffrazione di raggi X in particolare dei sedimenti argillosi al fine di determinare l'associazione mineralogica e le caratteristiche cristallografiche dei minerali più significativi. I sedimenti argillosi, infatti, durante la loro deposizione subiscono processi di litificazione noti in letteratura come diagenesi dovuti al carico di sedimenti più giovani e/o al coinvolgimento sotto coltri di ricoprimento nel corso di un'orogenesi. Tali processi determinano trasformazioni mineralogiche e riorganizzazione della sostanza organica la cui determinazione assume un ruolo rilevante per la comprensione dell’evoluzione geodinamica a cui sono stati sottoposti. Le analisi diffrattometriche sono state condotte presso i laboratori dell'Istituto di Metodologie per l'Analisi Ambientale del CNR, mentre le analisi chimiche degli elementi presenti in maggior quantità (elementi maggiori) e di alcuni elementi in traccia con l'ausilio della fluorescenza a raggi X effettuate presso il Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra dell'Università della Calabria (CS). La determinazione del grado di maturità termica della sostanza organica (vitrinite) è stata eseguita presso il Dipartimento di Scienze Geologiche dell'Università degli Studi di "Roma Tre".
I dati mineralogici e chimici evidenziano come durante l'Oligocene superiore (circa 30 milioni di anni fa) il bacino in esame sia stato caratterizzato da un clima piuttosto aggressivo come indicato, in particolare, dalla abbondante presenza di caolinite e allumina (Al2O3) oltre che dalla scarsa quantità di elementi alcalini (Na e K). Per quanto concerne l'apporto sedimentario, si è riscontrato una provenienza imputabile sia a rocce di crosta continentale (granitoidi) che a rocce di litosfera ocenanica (ofioliti); l'apporto di queste ultime si riscontra in particolare nell'Eocene. La significativa presenza di clorite/smectite e clorite in accordo con il rapporto tra alcuni elementi chimici significativi conferma questo dato. Più in generale, lo studio indica durante questo periodo, l'esumazione di rocce derivanti da un antico bacino oceanico che si è chiuso nel corso dell'orogenesi Alpina-Himalaiana.
Il grado di maturità termica dei sedimenti studiati (quindi le temperature a cui sono state sottoposte nel corso della storia geologica) è stato definito sulla base delle caratteristiche dei minerali interstratificati illite/smectite e della riflettanza della sostanza organica (vitrinite) contenuta nei sedimenti. Dalle analisi risulta che dall'Eocene terminale fino all'Oligocene superiore le argille studiate sono state sottoposte a temperature intorno ai 60 °C mentre le rocce più antiche (Eocene medio - superiore) hanno subito temperature superiori ai 100 °C fino ad un massimo di 160 °C. Questi dati suggeriscono una profondità di seppellimento di almeno 3-4 km e indicano una loro esumazione dopo l'Oligocene durante la fase tettonica miocenica.
Carta geologica schematica con ubicazione dei siti studiati
Per informazioni
Francesco Cavalcante, CNR-IMAA, francesco.cavalcante at imaa.cnr.it
Approfondimenti
Perri, F., Caracciolo, L., Cavalcante, F., Corrado, S., Critelli, S., Muto, F., Dominici, R. (2016) Sedimentary and thermal evolution of the Eocene-Oligocene mudrocks from the southwestern Thrace Basin (NE Greece). Basin Research, Vol 28, No 3, pp. 319 - 339.
