Post-rift extensional tectonics at the edge of a carbonate platform: insights from the Middle Jurassic-Early Cretaceous Monte Giano stratigraphic record (central Apennines, Italy)

Authors

  • Franco Capotorti
  • Cristina Muraro Ispra - Servizio Geologico d'Italia

DOI:

https://doi.org/10.1344/GeologicaActa2021.19.12

Keywords:

Early Bajocian tectonics, carbonate platform drowning, Pelagic Carbonate Platform, stratigraphic gap, Apennines, western Tethys

Abstract

A new interpretation of the Middle Jurassic-Early Cretaceous paleogeographic evolution of the NW sector of the Latium-Abruzzi carbonate platform facing the Umbria-Marche Basin is proposed, based on Monte Giano area (central Apennines, Italy). During Late Triassic-early Bajocian time, the area was characterized by shallow water sedimentation. Inner and marginal carbonate platform deposits are overlain by pelagic deposits (Posidonia level), early Bajocian p.p. in age. This unconformity testifying the sudden drowning of the Monte Giano area, while shallow water sedimentation persisted in the remaining sectors of the carbonate platform. The Posidonia level is paraconformably overlain by distal slope deposits of the Velino Gorge limestones Formation, Kimmeridgian p.p.-Tithonian p.p. in age. Therefore, a 12Ma gap is recorded as in the Umbria-Marche Basin pelagic carbonate platforms. An extensional Bajocian tectonic phase, possibly related to the Piemont-Ligurian Ocean opening coupled with rheologic differences at the basin/platform boundary, drastically changed the regional paleogeography causing the breakup and the drowning of the NW sector of the Latium-Abruzzi carbonate platform and the creation of a large flat-topped pelagic carbonate platform. The estimate offset of the early Bajocian fault is around 300-350m. The Velino Gorge limestones fm. pass laterally and vertically to the Upper Tithonian platform-margin reef complex of the Ellipsactinia limestones fm.; these units constitute a shallowing and coarsening upward sequence and levelled the paleobathymetric gradient created by the Bajocian extension. The progradation of the Latium-Abruzzi carbonate platform continued during Early Cretaceous time. These results have strong implications on the tectonic and paleogeographic evolution of the major domains of the central Apennines.

References

Adamoli, L., Bigozzi, A., Ciarapica, G., Cirilli, S., Passeri, L., Romano, A., Venturi, F., 1990. Upper Triassic bituminous facies and Hettangian pelagic facies in the Gran Sasso range. Bollettino della Società Geolica Italiana, 109, 219-230.

Al-Mojel, A., Dera, G., Razin, P., Le Nindre, Y.M., 2018. Carbon and oxygen isotope stratigraphy of Jurassic platform carbonates from Saudi Arabia: Implications for diagenesis, correlations and global paleoenvironmental changes. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 511, 388-402.

Bartolini, A., Baumgartner, P.O., Hunziker, J.C., 1996. Middle and Late Jurassic carbon stable-isotope stratigraphy and radiolarite sedimentation of the Umbria-Marche Basin (Central Italy). Eclogae Geologicae Helvetiae, 89, 811-844.

Baumgartner, P.O., 1987. Age and genesis of Tethyan Jurassic radiolarites. Eclogae Geologicae Helvetiae, 80, 831-879.

Bernoulli, D., 1967. Probleme der Sedimentation im Jura Westgriechenlands und des zentralen Appennin. Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft in Basel, 78(1), 35-54.

Bernoulli, D., 1971. Redeposited pelagic sediments in the Jurassic of the central mediterranean area. Annales Instituti Geologici Publici Hungarici, 54, 71-90.

Berra, F., Carminati, E., 2012. Differential compaction and early rock fracturing in high-relief carbonate platforms: numerical modelling of a Triassic case study (Esino Limestone, Central Southern Alps, Italy). Basin Research, 24, 598-614.

Bice, D.M., Stewart, K.G., 1990. The formation and drowning of isolated carbonate seamounts: tectonic and ecological controls in the northern Apennines. In: Tucker, M.E., Wilson, J.L., Crevello, P.D., Sarg, J.F., Read J.F. (eds.). Carbonate platforms, facies, sequences and evolution. International Association of Sedimentologists, 9 (Special Publication), 145-168.

Boccaletti, M., Calamita, F., Deiana, G., Gelati, R., Massari, F., Moratti, G., Ricci Lucchi, F., 1990. Migrating foredeep-thrust

belt systems in the northern Apennines and Southern Alps. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 77, 41-50.

Bombardiere, L., 1993. Analisi sedimentologica ed ultrastrutturale del fango carbonatico della Corniola dei massicci perugini (Umbria Occidentale) e di alcune sezioni dell’area umbromarchigiana. Palaeopelagos, 3, 113-125.

Calamita, F., Deiana, G., Invernizzi, C., Mastrovincenzo, S., 1987. Analisi strutturale della linea Ancona-Anzio tra Cittareale

e Micigliano (Rieti). Bollettino della Società Geologica Italiana, 106, 365-375.

Calamita, F., Deiana, G., 1988. The arcuate shape of the UmbriaMarche-Sabina Apennines (Central Italy). Tectonophysics,

, 139-147.

Calamita, F., Paltrinieri, W., Pelorosso, M., Scisciani, V., Tavarnelli, E., 2003. Inherited Mesozoic architecture of the Adria continental paleomargin in the Neogene Central Apennines orogenic system, Italy. Bollettino della Società Geologica

Italiana, 122, 306-318.

Cannata, D., Santantonio, M., 2010. Jurassic paleogeography and Neogene faulting at Corno di Catria (Marche, northern Apennines). Rendiconti Online Società Geologica Italiana, 11, 721-722.

Capotorti, F., Centamore, E., Chiocchini, M., Civitelli, G., Corda, L., Mancinelli, A., Mariotti, G., Romano, G., Salvucci, R., 1991. Dati preliminari geologico-stratigrafici sull’unità di Monte Giano e Monte Gabbia. Studi Geologici Camerti, Volume Speciale 1991/2, 119-123.

Capotorti, F., 1993. Sedimentazione e deformazioni di un settore annegato di piattaforma carbonatica: l’evoluzione geologica dello spigolo nord-occidentale della piattaforma lazialeabruzzese. Tesi di dottorato. Roma, Università di Roma “La Sapienza”, inedita, 256pp.

Capotorti, F., Fumanti, F., Mariotti, G., 1995. Evoluzione tettonicosedimentaria e strutturazione del settore di piattaforma carbonatica laziale-abruzzese nell’alta Valle del fiume Velino. Studi Geologici Camerti, Volume Speciale 1995/2, 101-111.

Carmignani, L., Kligfield, R., 1990. Crustal extension in the northern Apennines: the transition from compression to extension in the Alpi Apuane core complex. Tectonics, 9, 1275-1303.

Carminati, E., Santantonio, M., 2005. Control of differential compaction on the geometry of sediments onlapping paleoescarpments: Insights from field geology (Central Apennines, Italy) and numerical modeling. Geology, 33, 353-356.

Carminati, E., Lustrino, M., Doglioni, C., 2012. Geodynamic evolution of the central and western Mediterranean: tectonics vs. igneous petrology constraints. Tectonophysics, 579, 173-192.

Carminati, E., Corda, L., Mariotti, G., Scifoni, A., Trippetta, F., 2013. Mesozoic syn- and postrifting evolution of the Central

Apennines, Italy: the role of Triassic evaporites. Journal of Geology, 121, 327-354.

Castellarin, A., Colacicchi, R., Praturlon, A., 1978. Fasi distensive, trascorrenze e sovrascorrimenti lungo la “Linea AnconaAnzio”, dal Lias medio al Pliocene. Geologica Romana, 17, 161-189.

Cavinato, G.P., Salvini, F., Tozzi, M., 1986. Evoluzione strutturale del settore centrale della linea Olevano-Antrodoco. Memorie della Società Geologica Italiana, 35, 591-601.

Cecca, F., Cresta, S., Pallini, G., Santantonio, M., 1990. Il Giurassico di Monte Nerone (Appennino marchigiano, Italia Centrale): biostratigrafia, litostratigrafia ed evoluzione paleogeografica.

Pergola 1987, Atti del II Convegno Internazionale “Fossili, Evoluzione, Ambiente”, 63-139.

Centamore, E., Chiocchini, M., Deiana, G., Micarelli, A., Pieruccini, U., 1971. Contributo alla conoscenza del Giurassico dell’Appennino Umbro-Marchigiano. Studi Geologici Camerti, 1, 7-89.

Centamore, E., Adamoli, L., Berti, D., Bigi, G., Bigi, S., Casnedi, R., Cantalamessa, G., Fumanti, F., Morelli, C., Micarelli, A., Ridolfi, M., Salvucci, R., 1991a. Carta geologica dei bacini della Laga e del Cellino e dei rilievi carbonatici circostanti (Marche meridionali, Lazio nord-orientale, Abruzzo settentrionale). Studi Geologici Camerti, Volume Speciale 1991/2.

Centamore, E., Civitelli, G., Corda, L., Mariotti, G., Romano, A., Capotorti, F., Salvucci, R., Chiocchini, M., Mancinelli, A., 1991b. Carta geologica dell’area di M. Giano-M. GabbiaGole del Velino (alta valle del F. Velino, Lazio nord-orientale). Studi Geologici Camerti, Volume Speciale 1991/2.

Centamore, E., Dramis, F., 2010. Note Illustrative della Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 358 “Pescorocchiano”. Roma, Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) - Servizio Geologico d’Italia, 147pp.

Chiocchini, M., Farinacci, A., Mancinelli, A., Molinari, V., Potetti, M., 1994. Biostratigrafia a foraminiferi, dasicladali e calpionelle delle successioni carbonatiche mesozoiche dell’Appennino centrale (Italia). Studi Geologici Camerti, Volume Speciale 1994, 9-129.

Ciarapica, G., Passeri, L., 1998. Evoluzione paleogeografica degli Appennini. Atti ticinensi di scienze della terra, 40, 233-290.

Ciarapica, G., Passeri, L., 2002. The palaeogeographic duplicity of the Apennines. Bollettino della Società Geologica Italiana, 1 (Volume Speciale), 67-75.

Ciarapica, G., Passeri, L., 2005. Late Triassic and Early Jurassic sedimentary evolution of the Northern Apennines: An overview. Bollettino della Società Geologica Italiana, 124, 189-201.

Ciarapica, G., 2007. Regional and global changes around the Triassic-Jurassic boundary reflected in the late NorianHettangian history of the Apenninic basins. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 244, 34-51.

Cobianchi, M., Picotti, V., 2001. Sedimentary and biological response to sea-level and palaeoceanographic changes of a Lower–Middle Jurassic Tethyan platform margin (Southern Alps, Italy). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 169, 219-244.

Cohen, K.M., Finney, S.C., Gibbard, P.L., Fan, J.X., 2013, updated. The ICS international chronostratigraphic Chart V 2018/08.

Episodes, 36, 199-204.

Colacicchi, R., Bigozzi, A., 1995. Event stratigraphy and carbonate platform-basin interrelations during the Jurassic in the Central Apennines. Palaeopelagos, 5, 111-128.

Coli, M., 1981. Studio strutturale della “Linea Ancona-Anzio” tra Posta ed Antrodoco (Gole del Velino). Bollettino della Società Geologica Italiana, 100, 171-182.

Conti, M.A., Monari, S., 1992. Thin-shelled bivalves from the Jurassic Rosso Ammonitico and Calcari a Posidonia Formations of the Umbrian-Marchean Apennine (central Italy). Paleopelagos, 2, 193-213.

Damiani, A.V., Catenacci, V., Molinari, V., Pichezzi, R.M., 1991a. Lito-biofacies del Triassico superiore-Dogger nei Monti Simbruini e nei Monti Ernici (Lazio). Studi Geologici Camerti, Volume Speciale 1991/2, 181-186.

Damiani, A.V., Chiocchini, M., Colacicchi, R., Mariotti, G., Parotto, M., Passeri, L., Praturlon, A., 1991b. Elementi litostratigrafici per una sintesi delle facies carbonatiche mesocenozoiche dell’Appennino centrale. Studi Geologici Camerti, Volume Speciale, 1991/2, 187-213.

Damiani, A.V., Catenacci, V., Molinari, V., Panseri, C., Tilia, A., 1998. Note Illustrative della Carta Geologica d’Italia alla scala 1: 50.000, F 376 “Subiaco”. Roma, Servizio Geologico d’Italia, 55pp.

Dela Pierre, F., 1994. Stratigrafia della successione cretacicopaleogenica affiorante tra la valle del Velino e la valle dell’Aterno (Appennino centrale). Atti ticinensi di scienze della terra, 2 (Serie Speciale), 119-130.

Devoto, G., Praturlon, A., 1973. L’Appennino centrale. Atti Convegno Moderne vedute sulla Geologia dell’Appennino, Accademia Nazionale dei Lincei Q, 183pp.

Di Domenica, A., Turtù, A., Satolli, S., Calamita, F., 2012. Relationships between thrusts and normal faults in curved belts: new insight in the inversion tectonics of the CentralNorthern Apennines (Italy). Journal of Structural Geology, 42, 104-117.

Di Francesco, L., Fabbi, S., Santantonio, M., Bigi, S., Poblet, J., 2010. Contribution of different kinematic models and a complex Jurassic stratigraphy in the construction of a forward model for the Montagna dei Fiori fault-related fold (Central

Apennines, Italy). Geological Journal, 45, 489-505.

Doglioni, C., 1991. A proposal of kinematic modelling for W-dipping subductions - possible applications to the Tyrrhenian-Apennines system. Terra Nova, 3, 423-434.

Donatelli, U., Tramontana, M., 2010. The Castellaccio Jurassic composite succession (Mt. Mura area, Umbria-Marche Apennines): preliminary palaeogeographic and palaetectonic considerations. Geoacta, 3 (Special Volume), 45-56.

Donatelli, U., Tramontana, M., 2012. Jurassic carbonate depositional systems of the Mt. Catria-Mt. Acuto area (Umbria-Marche Apennines, Italy). Italian Journal of Geosciences, 131, 3-18.

Farinacci, A., 1967. La serie Giurassico-Neocomiana di Monte Lacerone (Sabina). Nuove vedute sull’interpretazione paleogeografica delle aree di facies umbro-marchigiana. Geologica Romana, 6, 421-480.

Farinacci, A., Mariotti, N., Nicosia, U., Pallini, G., Schiavinotto, F., Elmi, S., 1981. Jurassic sediments in the Umbro-Marchean

Apennines: an alternative model. In: Farinacci, A., Elmi, S. (eds.). Rosso Ammonitico Symposium Proceedings. Edizioni Tecnoscienza Roma, 335-398.

Farrimond, P., Eglinton, G., Brassel, S.C., Jenkyns, H.C., 1990. The Cenomanian-Turonian anoxic event in Europe: an organical geochemical study. Marine and Petroleum Geology, 7, 75-89.

Föllmi, K.B., Weissert, H., Bisping, M., Funk, H., 1994. Posphogenesis, carbone-isotope stratigraphy, and carbonateplatform evolution along the Lower Cretaceous northern Tethyan margin. Geological Society of America Bulletin, 106, 729-746.

Funiciello, R., Parotto, M., Praturlon, A., 1980. Carta tettonica d’Italia. Consiglio Nazionale delle Ricerche, “Progetto Finalizzato. Geodinamica”.

Galluzzo, F., Santantonio, M., 2002. The Sabina Plateau: a new element in the Mesozoic palaeogeography of Central Apennines. Bollettino della Società Geologica Italiana, 1 (Volume Speciale), 561-588.

Gill, G.A., Santantonio, M., Lathuilière, B., 2004. The depth of pelagic deposits in the Tethyan Jurassic and the use of corals:

an example from the Apennines. Sedimentary Geology, 166, 311-334.

Gueguen, E., Doglioni, C., Fernandez, M., 1997. Lithospheric boudinage in the Western Mediterranean back-arc basins.

Terra Nova, 9, 184-187.

Handy, M.R., Schmid, S.M., Bousquet, R., Kissling, E., Bernoulli, D., 2010. Reconciling plate-tectonic reconstructions of Alpine Tethys with the geological–geophysical record of spreading and subduction in the Alps. Earth-Science Reviews, 102, 121-158.

Haq, B.U., 2017. Jurassic sea-level variations: a reappraisal. Geological Society of America Today, 28(1), 4-10.

Jacquin, T., Dardeau, G., Durlet, C., De Graciansky, P.C., Hantzpergue, P., 1998. The North Sea cycle: an overview of 2nd order transgressive/regressive cycles in western Europe. In: De Graciansky, P.C., Hardenbol, J., Jacquin, T., Vail P.R. (eds.). “Mesozoic and Cenozoic Sequence Stratigraphy of European Basins”. Society of Economic Paleontologists and Mineralogists (SEPM), 60 (Special Publication), 445-466.

Leonardi, R., Lipparini, L., Nicosia, U., Ursini, F., Varazi, F., 1997. A peculiar type of Jurassic slope in the Polino area (Terni,

Central Italy). Palaepelagos, 7, 145-168.

Manatschal, G., Bernoulli, D., 1998. Rifting and early evolution of ancient ocean basins: The record of the Mesozoic Tethys and of the Galicia-Newfoundland margins. Marine Geophysical Researches, 20, 371-381.

Marino, M., Santantonio, M., 2010. Understanding the geological record of carbonate platform drowning across rifted Tethyan margins: examples from the Lower Jurassic of the Apennines and Sicily (Italy). Sedimentary Geology, 225, 116-137.

Miccadei, E., D’Alessandro, L., Parotto, M., Piacentini, T., Praturlon, A., 2014. Note Illustrative della Carta Geologica d’Italia alla scala 1:50.000, Foglio 378 “Scanno”. Roma, Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) - Servizio Geologico d’Italia, 201pp.

Migliorini, C.I., 1950. Suddivisione geografica dell’Appennino per uso geologico. Una proposta. Bollettino della Società Geologica Italiana, 68, 191-253.

Morettini, E., Santantonio, M., Baumgartner, P.O., Hunziker, J.C., 2002. Carbon isotope stratigraphy and carbonate production during the Early–Middle Jurassic: examples from the Umbria–Marche–Sabina Apennines (central Italy). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 184, 251-273.

Parotto, M., Praturlon, A., 1975. Geological summary of the Central Apennines. In: Ogniben, L., Parotto, M., Praturlon, A. (eds.). Structural Model of Italy. Quaderni de «La Ricerca Scientifica», 90, 257-311.

Patacca, E., Sartori, R., Scandone, P., 1992. Tyrrenian basin and Apenninic arcs: kinematic relations since late Tortonian times. Memorie della Società Geologica Italiana, 45, 425-451.

Patacca, E., Scandone, P., 2013. Il contributo degli studi stratigrafici di superficie e di sottosuolo alla conoscenza dell’Appennino Campano-Lucano. Atti 1º Congresso dell’Ordine dei Geologi di Basilicata, “Ricerca, Sviluppo ed Utilizzo delle Fonti Fossili: Il Ruolo del Geologo”. Potenza, 30 Novembre - 2 Dicembre 2012, 97-153.

Pierantoni, P.P., Deiana, G., Galdenzi, S., 2013. Stratigraphic and structural features of the Sibillini Mountains (Umbria-Marche Apennines, Italy). Italian Journal of Geosciences, 132, 497-520. DOI: 10.3301/IJG.2013.08

Royden, L., Patacca, E., Scandone, P., 1987. Segmentation and configuration of subducted lithosphere in Italy: An important

control on thrust-belt and foredeep-basin evolution. Geology, 15, 714-717.

Rusciadelli, G., Ricci C., 2013. Carbonate production of ancient debris-dominated reefs: An outcrop-based example from the Upper Jurassic reef complex of the central Apennines (Italy). Geological Society of America Bulletin, 125, 1520-1538.

DOI: 10.1130/B30850.1

Salvini, F., Vittori, E., 1982. Analisi strutturale della linea OlevanoAntrodoco-Posta (Ancona-Anzio Auct.): metodologie di studio delle deformazioni fragili e presentazione del tratto meridionale. Memorie della Società Geologica Italiana, 24, 337-355.

Salvucci, R., 1995. Caratterizzazione geologico-strutturale della “zona d’incontro” tra il dominio sabino e quello abruzzese a

nord di Antrodoco. Studi Geologici Camerti, Volume Speciale 1995/2, 397-406.

Santantonio, M., 1993. Facies associations and evolution of pelagic carbonate platform/systems: examples from the Italian Jurassic. Sedimentology, 40, 1039-1067.

Santantonio, M., 1994. Pelagic Carbonate Platforms in the Geologic Record: Their Classification, and Sedimentary and Paleotectonic Evolution. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 78, 122-141.

Santantonio, M., Galluzzo, F., Gill, G., 1996. Anatomy and palaeobathymetry of a Jurassic pelagic carbonate platform/basin system: Rossa Mts, Central Apennines (Italy). Geological implications. Palaeopelagos, 6, 123-169.

Santantonio, M., Carminati, E., 2011. Jurassic rifting evolution of the Apennines and Southern Alps (Italy): parallels and differences. Geological Society of America (GSA) Bulletin, 123, 468-484.

Santantonio, M., Scrocca, D., Lipparini, L., 2013. The OmbrinaRospo Plateau (Apulian Platform): Evolution of a carbonate

platform and its margins during the Jurassic and Cretaceous. Marine and Petroleum Geology, 42, 4-29.

Santantonio, M., Fabbi, S., Bigi, S., 2017. Discussion on «Geological map of the partially dolomitized Jurassic succession exposed in the central sector of the Montagna dei Fiori Anticline, Central Apennines, Italy» by G. Storti, F. Balsamo and A. Koopman (2017). Italian Journal of Geosciences, 136, 312-316.

Scarsella, F., 1951. Sulla zona d’incontro dell’Umbria e dell’Abruzzo. Bollettino del Servizio Geologico d’Italia, 71, 155-165.

Schlager, W., 1989. Drowning unconformities on carbonate platforms. Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, 44 (Special Publication), 15-25.

Scott, R.W., 1988. Evolution of Late Jurassic and Early Cretaceous Reef Biotas. Palaios, 3, 184-193.

Servizio Geologico d’Italia, 2011. Carta Geologica d’Italia alla scala 1:1,000,000. Roma. Istituto Superiore per la Protezione e

la Ricerca Ambientale (ISPRA), Last accessed: October 2021. Website: http://sgi.isprambiente.it/milione/milione5ed.html

Tavarnelli, E., Decandia, F.A., Alberti, M., 1999. Evidenze di tettonica distensiva sinsedimentaria nel bacino messiniano della Laga: implicazioni per l’evoluzione dell’Appennino settentrionale. Bollettino della Società Geologica Italiana, 118, 217-227.

Vezzani, L., Casnedi, R., Ghisetti, F., 1994. Carta geologica dell’Abruzzo Nord-orientale. Scala 1: 100.000. Atti ticinensi di scienze della terra, 2 (Serie Speciale).

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2021-10-15

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