Tectonostratigraphy of miocene sedimentary successions of the Central-Southern Apennines: insights on the progressive deformation of foredeep basins

The Miocenice evolution of the Apenninic chain and the progressive migration of the thrust belt-foredeep system toward the foreland is recorded by the diachronous clastic sedimentarv rocks overlying the carbonale sequences of the forrner passive southern margin of the Tethys ocean. These sedimentai)' rocks were deposited in foredeep, deformed Foredeep basins, open piggyback and piggyback (s.I.) basins. This nomenclature is adopted in the present paper and sclected examples of miocenic succcssions from different palaeogeographic domains are discussed. Aim of this paper is to point oul the differenl types of Miocene successions deposited during the complex evolution of the active margin that was involved in the building of this part of the Apenninic chain. The most complete succession describcd is exposed in the Ausente Valley, southern Latium. Here the carbonates of the Latium-Abruzzi-Campania platform are overlain by a succession that recorded the different tectonic events contro!ling the sedimentation from tbc Langbian lo thc late Messinian. The neritic transgressive deposits of the Formazione di Cusano change upward in lo the Formazione di Longano, witnesslng the platfom1 drowning. The overlying Formazione di Pietraroia, representing the foredeep depocenter, is overlain by the ddormed foredeep deposits of the Arenella Unit passing upward into the piggyback (s.l.) deposits of the Unità di M. Bracchi and Fornaci Pontine. The succession ends with the «lago-mare» transitional facies of the Unità di Piscinola. In the Maddalena Mts. the slope facies of the Latium-Campania-Lucania platform are unconformably overlain by the lower Tortonian Formazione di M. Sierio, deposited in a piggyback basin. A peculiar situation is obsenred in Cilento. The Mt. Cervati and the M t. Coccovello share the same carbonate substrate (Campania-Lucania-Calabria platform) but the former is overlain bv SerravallianTortonian piggyback basinal deposits whercas the layer is overlain by seemingly coeval continental breccias (Brecce di Sapri). The stud)' of the successions described above and the regional data point out that the pre-orogenic deposits, linked to the flexuration of the subducting plate, share the same stratigraphic and sedimentologic evolution from shallow v.. mter deposits of platform facies to pelagic deposits of slope facies and finally to siliciclastic deposits with turbiditic facies witnessing the dcpocentral stage of the foredeep. The timing of the diffcrent steps o[ this evolution is obviously different for successions resting on different palaeogeographic domains. On the contrary the synorogenic successions, deposited after the First deformative event, are characterized by different sedimentaryevolutions and by sharp vertical and lateral facies changes even within the same palaeogeographic domain.

L'evoluzione spazio-temporale dell'Appennino durante il Miocene e la progressiva migrazione del sistema catena-avanfossa verso l'attuale avampaese, è registrata da rocce sedimentaric che poggiano diacrone sulle più antiche sequenze carbonatiche legate all'evoluzione del margine passivo sud-tetidea. La t1essurazione della litosfera apula in subduzione prima, e gli eventi connessi alla conseguente compressione poi, hanno condizionato la sedimenzione in bacini di avanfossa, avanfossa deformata, piggyback aperto e piggyback (s. l.). Nel presente lavoro viene discussa la nomenclatura utilizzata e si forniscono alcuni esempi particolarmente significativi di depositi miocenici connessi a tali bacini. Lo scopo del lavoro è evidenziare le differenti evoluzioni sedimentarie che si possono riscontrare in questi differenti tipi di bacini durante l'evoluzione del margine compressivo che ha portato alla costruzione di questa complessa porzione di catena. La successione più completa affiora nella Valle dell'Ausente, nel Lazio meridionale, dove sul substrato costituito dai carbonati della piattaforma laziale-abruzzese-campana poggia una successione che ha registrato i differenti eventi tettonici che hanno condizionato la sedimentazione dal Langhiano al Messiniano superiore. In essa si riconoscono i depositi trasgressivi, quelli legati all'annegamento della piattaforma, quelli connessi alla fase di depocentro dell'm:anfossa, alla fase di avanfossa deformata e di piggyback s. l .. La successione termina con depositi di ambiente transizionale in facies «lago-mare». Nei M.ti della Maddalena, al confine campano-lucano, in discordanza su un substrato deformato ed eroso costituito dalle facies di transizione della piattaforma laziale-campano-lucana poggiano direttamente i depositi della F.ne di M. Sierio del Tortoniano inferiore che rappresentano il prodotto della deposizione in un bacino di piggyback. ln Cilento sui massicci carbonatici di M. Cervati e M. Cocco-vello che costituiscono unità tettoniche appartenenti allo stesso dominio paleogeograFico, la piattaforma campano-lucano-calabrese, poggiano le Calciruditi cd Arenarie di Piaggine, depositi riferiti a differenti ambienti di uno stesso bacino di piggyback del Serravalliano/Tortoniano, e le Brecce di Sapri riferibili a depositi di frana di ambiente continentale, presumibilmente della stessa età. Lo studio delle successioni descritte e conoscenze di carattere regionale evidenziano che i depositi chiaramente legati alla flessurazione della placca in subduzione presentano caratteristiche sedimentologiche costanti. Pur poggiando su domini paleogeografici diversi e di conseguenza con età differenti, mostrano la medesima evoluzione da depositi neritici di piattaforma a depositi pelagici di scarpata, che a loro volta passano a depositi silicoclastici torbiditici indicativi dello stadio depocentrale di avanfossa. Al contrario i depositi sinorogeni, posteriori alla prima deformazione, sono caratterizzati da differenti e·voluzioni sedimentarie e brusche ·variazioni di facies sia verticali che orizzontali anche quando poggiano su di uno stesso dominio paleogeografico.