I travertini delle Terme di S.Giovanni (Rapolano Terme, Appennino Settentrionale) e loro implicazione neotettonica

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Collocazione:
Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences, 20(2), 2007, 107-124
Autore/i:
Andrea BROGI, Enrico CAPEZZUOLI & Anna GANDIN
Abstract:

Lo studio dei travertini affioranti nell’area di S.Giovanni (Rapolano Terme) e dell’assetto geologico dell’area ha permesso di riconoscere un importante controllo tettonico, durante il Quaternario, nella deposizione di queste rocce calcaree. Esse sono state depositate intorno a sorgenti termali attive in periodi diversi, a partire da 24±3 ka. Attualmente la deposizione del travertino è molto scarsa ed è collegata a sorgenti di modesta portata a causa della captazione delle acque nello stabilimento termale. Il deposito di travertino raggiunge il suo massimo spessore (25 metri) nell’area archeologica di Campo Muri, dove anche oggi è attiva una cava per il reperimento di travertino per uso ornamentale. La deposizione dei travertini più antichi sembra derivare da una o più sorgenti, in coincidenza della mofeta del Bossoleto, una dolina a pianta circolare dal diametro di circa 80m dalla quale oggi fuoriesce solo abbondante CO2 unitamente ad altri gas venefici. Tale sorgente era collocata sulla superficie di un terrazzo fluviale collegato con l’evoluzione idrografica del fiume Ombrone. L’attività sorgiva ha permesso la deposizione di calcare che ha ricoperto, in parte, i depositi fluviali e quelli che costituivano il loro substrato, rappresentato dai sedimenti marini limoso-argillosi del Pliocene medio. I depositi pliocenici e quelli alluvionali quaternari, così come i travertini che li ricoprono, sono dislocati, per una decina di metri al massimo, da una faglia diretta orientata in direzione ONO-ESE. Una serie di piccole sorgenti allineate lungo un tratto della faglia ha dato origine ad un elemento morfo-tettonico (fissure-ridge), lungo circa 250 metri, a seguito della deposizione di travertino. La faglia, sicuramente più recente di 24±3 ka, età più antica dei travertini dislocati, può essere ritenuta potenzialmente attiva anche oggi per due motivi: a) vi è una evidente attività idrotermale che indica la presenza di fratture beanti non ancora ostruite da minerali di neoformazione; b) i travertini depositati nel Marzo 2003 sono stati localmente fessurati e dislocati di qualche millimetro. Queste evidenze non solo hanno importanti implicazioni di carattere neotettonico per l’area di Rapolano Terme e per il margine orientale del Bacino di Siena, ma sono indicative anche dell’esistenza di probabili faglie attive e dunque potenzialmente sismogenetiche.

The travertines cropping out in the S.Giovanni Terme area (Rapolano Terme) were deposited from thermal springs with different ages, active from 24±3 ka. Presently, the travertine deposition scarcely occurs. It is related to thermal springs with scarce flow due to the hot water pumped by the thermal resort. The travertines are better exposed in the Campo Muri archaeological area where they are exposed up to 25m in thickness. Here a quarry is presently active. The most ancient travertines were deposited from thermal springs, presently inactive, and coinciding with the Bossoleto mofet. This is a circular doline with diameter of about 80m, from which the CO2 and other poisonous gas rise up. This thermal spring was located on a fluvial terrace developed together with the hydrological evolution of the Ombrone river. The travertine deposited from these thermal springs overlies on the alluvial deposits and bedrock here represented by the Middle Pliocene marine clays. These sediments and the alluvial deposits, as well as the travertines, were dissected by a normal fault, WNW-ESE striking, characterised by about 10 meters of displacement. Along the trace of this fault a travertine fissure-ridge, about 250 meters long, developed. The fault, younger than 24±3 ka, could be considered as presently active for the reason that: a) a widespread hydrothermal activity is concentrated along the trace of the fault, suggesting open fractures within the damage zone; b) the travertines deposited in March 2003 were fissured and displaced of some millimetres. A parallel normal fault has been recognised North of the travertine fissure-ridge. Its kinematics has been inferred in Jurassic rocks affected by the fault. Fault activity controlled hydrothermal circulation, as attested by three main thermal springs presently inactive, aligned along the fault trace, and related travertine deposits. Faults produced upwelling of hydrothermal fluids which show peculiar geochemical features with respect to all the fluids flowing from all the thermal springs occurring in the Rapolano area and surroundings. This is indicative for a different fluid pathway which can be explained considering the structural setting and the deeply occurrence of a structural high formed by carbonate rocks coinciding with an overturned and detached anticline. This structural high represents a reservoir supplied by fluids migrating along the detachment surface of the fold and thus with a different provenance. All these evidences, symptomatic of active faulting, indicate neotectonics
in the Rapolano Terme area and the eastern side of the Siena Basin.

Abstract (PDF)