Valutazione del tasso di erosione in Appennino meridionale da dati geologico-geomorfologici

L’esumazione delle unità strutturalmente più profonde di una catena montuosa è determinata dalla rimozione di carico per fenomenierosionali cui può associarsi tettonica estensionale. Recenti dati strutturali e termocronometrici (AFT) attribuiscono alla tettonicaestensionale a basso angolo un ruolo importante nell’esumazione plio–pleistocenica delle unità profonde affioranti nei settori assialidell’Appennino Meridionale.In questo lavoro è stata effettuata una stima del tasso di erosione nel lungo termine relativo ad un vasto settore che include anche lezone assiali dell’Appennino meridionale, con lo scopo di giungere ad una valutazione del contributo dei processi erosionali e tettonicinell’esumazione delle unità tettoniche più profonde. Il metodo utilizzato consiste nella valutazione dei volumi erosi a partire dai volumidei corpi sedimentari risultanti da questa erosione. L’area di studio è rappresentata dal bacino wedge-top plio-pleistocenico diSant’Arcangelo (Basilicata) e dal relativo bacino di alimentazione. Mediante un software G.I.S., è stato stimato il volume dell’unitàdeposta nel bacino durante un periodo in cui esso era isolato dalla contigua avanfossa Bradanica, e valutata l’estensione del relativopaleobacino idrografico, la cui delimitazione è stata basata su evidenze di tipo geologico e morfotettonico. Il valore del tasso di erosionemedio, di 0,25 ± 0,07 mm/a, può essere considerato rappresentativo per la catena appenninica nel corso del Quaternario e risultadi un ordine di grandezza inferiore all’esumazione plio-quaternaria di unità profonde desumibile dai dati AFT. Questo studio, pertanto,conferma l’importante componente tettonica nell’esumazione delle unità costituenti l’ossatura dell’orogene sudappenninico.

The object of this study is the estimation of the long-term erosion rate in the southern portion of the Apennines chain (southern Italy).This was done with the aim of validating the hypothesis, proposed by MAZZOLI et al.. (2008), that thin-skinned extensional tectonicsplayed a major role in the exhumation of formerly deeply buried tectonic units. More in detail, the study aimed at providing data on theerosional component of the rock exhumation which, based on Apatite Fission Tracks data reported in MAZZOLI et al. (2008), has affectedin the last 10 Ma the deepest units in the southern Apennines fold–and-thrust belt.The erosion rate was estimated based on the evaluation of the volume of deposits delivered by a large hydrographic basin to a continentalenvironment sedimentary basin. The accumulation basin is the Sant’Arcangelo basin (hereinafter BSA), which developed as amarine environment wedge-top basin (originally connected to the Apennines foreland basin) during the Middle Pliocene and evolved asan alluvial-lacustrine basin in the late part of the Early Pleistocene in response to the thrusting related uplift of a ridge located to the Eof it (VEZZANI, 1966, 1967; CARBONE, 1991; PIERI, 1994; ZAVALA, 2000; PATACCA & SCANDONE, 2001; GIANNANDREA & LOIACONO, 2003;BENVENUTI et al., 2006). The drainage basin correlated to the BSA covers a large portion of the eastern slope of the SouthernApennines, and includes elevations formed of formerly deep-seated structural units (namely, Lagonegro units and Apulian platformunit) exhumed during Pliocene-Quaternary times.Literature data and field surveys allowed the identification of the sedimentary unit (Castronuovo-San Lorenzo unit, CSL, composed oflacustrine deposits passing laterally and upwards into alluvial plain sediments) which was deposited within the BSA when the basinwas isolated from the neighboring foreland basin. The CSL ranges in age from around 1 to 0,7 Ma (PATACCA & SCANDONE, 2001; MATTEIet al., 2004; SABATO et al., 2005). G.I.S. elaborations allowed the reconstruction of the top and bottom surfaces and volume of theCSL. The calculated volume value was corrected accounting for the erosion which affected the CSL top surface, for the original widthof the deposition area, for the suspended load loss, and for the sediment porosity. The paleo-hydrographic basin coeval to the CSLwas reconstructed based on geomorphological/geological evidences, which include the compositional analysis of pebbles of differentunits of the BSA succession.The obtained 0,25 ± 0,07 mm/a erosion rate value is comparable to the values, averaged over the last 0,7 Ma and spanning from 0,2 to0.3 mm/a, estimated for the eastern chain margin-foreland basin area in both the southern and northern Apennines (AMATO et al., 2003;CYR & GRANGER, 2008). These values, which can be considered as representative of erosion which has affected the Apennines overthe Quaternary, are much lower than the Pliocene-Quaternary rock exhumation of formerly buried units estimated by AFT data, and thispoints to the important contribution of the extensional tectonics in the exhumation processes in the Southern Apennines.