Plio-Quaternary continental deposits in the Latium-Abruzzi Apennines: the correlation of geological events across different intermontane basins

A stratigraphic framework valid for the Pliocene-Middle Pleistocene continental deposits of the Latium-Abruzzi Apennines has been defined through the correlation of the depositional/erosional events (indicated by stratigraphic and morphologic units, respectively)across seven different intermontane basins. This has been made by comparing the geological evolutions of the different basins. The basic assumption for the correlation of the different events is that climatic factors have conditioned the geological evolution of the investigatedsector in a substantially uniform way. Uniform climatic conditions have caused similar responses of the basins to the climaticchanges. Continental deposition in the Latium-Abruzzi Apennines began during the Pliocene, prevalently with clayey-silty-sandy lacustrine deposits fed by the clayey-arenaceous flysch into which the landscape was carved at the time of the first continental deposition.The formation of an indented landscape with higher slopes bordering the basins is demonstrated by huge landslide deposits of both arenaceous and calcareous coarse material. Sediments related to the second depositional event (Early Pleistocene) are mainly characterisedby a carbonate lithology in slope deposits (slope-derived breccias), in lacustrine (carbonate silts) and fluvial (carbonate gravels)sediments. This is due to the dominant carbonate lithology of the bedrock in the areas experiencing erosion during the Quaternary. Thethird depositional event (related to the lower Middle Pleistocene) has lithological and sedimentological characteristics comparable to those of the second event. It consists, indeed, of slope-derived carbonate breccias, carbonate silty deposits of lacustrine origin and carbonate gravels of fluvial facies. The fourth depositional event (Middle Pleistocene) is characterised by the first significant deposition of material of volcanic origin and numerous tephra levels related to the central Italy volcanic activity can be detected. Chronological constraints for the second depositional event are represented by the reverse paleomagnetic polarity of the deposits, defining ages olderthan 0.78 Ma and by the remains of Arkidiscon meridionalis vestinus Azzaroli in the L'Aquila basin. Chronological data for the third depositional event are represented by paleontological remains of Equus altidens Reichenau and by the association Hippopotamus antiquus Desmarest/Elephas antiquus Falc. & Cautl. and by the lack of volcanic materials which became widespread after 0.6 Ma. The ageof the fourth depositional event is constrained by the presence of the tephra levels which define a deposition after about 0.6 Ma. Theattribution of a Pliocene age to the deposits of the first event can only be made on a qualitative basis, since bio-chronological data or other quantitative chronological constraints are not available. In this light, the significant changes which affected the landscape betweenthe first two depositional events seem to indicate that a very long time span passed between them.

Viene proposto uno schema stratigrafico per i depositi continentli dell’Appenino laziale-abruzzese, fondato su una serie di correlazioniche riguardano le successioni riconosciute da precedenti lavori nelle principali conche intramontane. Le successioni sono uniformemente descritte in termini di unità stratigrafiche (del tipo “a limiti inconformi”) e di unità morfologiche, definite come “unità morfo-sequenziali”e rappresentate da superfici relitte di erosione o di accumulo. Le correlazioni sono state ottenute mediante un confronto fra le successioni morfologico-stratigrafiche, effettuato sulla base di due presupposti: (i) che l’evoluzione geologica che le ha generate sia condizionata principalmente da fattori in vario modo ubiquitari (clima e sollevamento tettonico) e (ii) che l’interazione fra questi fenomeni sisia realizzata in un’area caratterizzata da una relativa costanza dei principali elementi idrografici. Questi presupposti inducono a ritenereche le alternanze di episodi deposizionali ed erosivi si siano sviluppate nelle diverse conche con modalità sostanzialmente simili.Le correlazioni ottenute mediante questo confronto hanno portato a definire un’unica sequenza dei principali eventi deposizionali nell’area laziale-abruzzese. L’unità stratigrafica continentale più antica è costituita prevalentemente da depositi lacustri limoso-sabbiosi provenienti quasi esclusivamente da aree costituite dalle sequenze arenaceo-argillose tortoniano-messiniane. Il paesaggio nel quale si originaval’unità era quindi molto diverso da quello attuale, dominato dalla dorsali carbonatiche. I bacini di sedimentazione erano verosimilmentecaratterizzati da versanti molto acclivi, localmente interessati da imponenti fenomeni franosi che andavano ad alimentare unasedimentazione molto grossolana che si rinviene localmente intercalata ai sedimenti lacustri. Gli strati di questa prima unità stratigraficasono spesso vistosamente deformati. Anche se non esistono elementi di diretto interesse cronologico, si può riferire l’unità ad un genericoPliocene, soprattutto sulla base dei rapporti con l’unità successiva. Questo riferimento è indirettamente avvalorato sia dalla "antichità"del paesaggio circostante, molto diverso da quello attuale, sia dalla deformazione, molto più intensa di tutte le unità successive che hanno di regola un assetto sub-orizzontale. Il successivo evento sedimentario ha dato origine a successioni di varia litologia edambiente (sabbie e limi lacustri, ghiaie fluviali, depositi più o meno grossolani di versante) a prevalente componente calcarea; questacaratteristica è manifestamente connessa con una alimentazione proveniente da un paesaggio che, a seguito della sempre più profonda erosione delle sequenze terrigene mioceniche, era largamente costituito dalle successioni carbonatiche mesozoiche. L’attribuzionedi queste successioni al Pleistocene inferiore è giustificato dal rinvenimento, nella conca dell’Aquila, di una fauna a vertebrati pre-galeriana,contenente Mammuthus meridionalis vestinus. Congruenti con questa attribuzione sono anche alcune determinazioni di paleomagnetismo che hanno indicato una polarità inversa. Il terzo evento sedimentario ha caratteristiche abbastanza simili a quello ora descritto: se ne differenzia principalmente per la minor frequenza di episodi lacustri e per essere connesso ad una marcata tendenza all’erosione laterale che ha dato origine ad estese spianate i cui residui sono tuttora osservabili nel paesaggio. Gli unici vincoli cronologicisono rappresentati da resti di Equus altidens, rinvenuti nella conca del Fucino e di Hippopothamus antiquus e di Elephas antiquusin quella del Tirino. Questi ritrovamenti, unitamente alla mancanza di significativi apporti in materiale vulcanici, inducono ad attribuirel’unità al Pleistocene medio. Il quarto evento sedimentario è caratterizzato dalla prima comparsa di importanti apporti di materiale vulcanicoche danno spesso origine a sequenze di strati tufitici: l’età è ancora meso-pleistocenica in quanto precedente ai grandi apparatifluvio-glaciali del Pleistocene superiore.