Elements to correlate marine and continental sedimentary successions in the context of the neotectonic evolution of the central Apennines

The central Apennines show geologic and geomorphic features that report the strong influence of extensional tectonics and regional uplift on their recent evolution. The goal of this paper is to find out the time constraints of the chain uplift, focusing on the elements of correlation between marine and continental successions on both the Adriatic and Tyrrhenian sides. All along the range, the most ancient landforms are gently rolling or flat summit surfaces. On the Tyrrhenian side, the interaction between the chain uplift and the extensional tectonics related to the opening of the Tyrrhenian basin, generated several neoautoctonous basins that are older inTuscany (since the Tortonian) and younger in the Latium-Abruzzo area (since the Pliocene). On the Adriatic side, the combined action of uplift and climatic changes, produced several depositional sequences, separated by angular unconformities. In the western basins,progressively coarsening upward sediments, corresponding to the Globorotalia crassaformis biozone, are found. At Valle Ricca, in theupper section of these deposits, a 2.1 Myr old volcanic layer, corresponding to the base of the Globorotalia inflata biozone, is present.The Valle Ricca succession is truncated by an erosion surface over which marine and brackish sandy clay (Argille Sabbiose del Chiani-Tevere) lay down. Similarly, in the periadriatic basin, a volcanic layer, dated 2.1 Myr, has been found at Bellante, in the upper part of apelitic sequence. An angular unconformity separates this sequence from overlaying conglomerate and sand, recording a progressively eastward shifting of the coastline as a consequence of the uplift. Contemporaneously, extensional tectonics progressively affected theApennine chain giving rise to a number of intermontane depressions, within which coarse breccia and lacustrine-alluvial deposits were deposited. In the Rieti and L’Aquila basins, the finding of Equus stenonis and Mammuthus meridionalis refer the basal part of these deposits to an age not older than the lower Pleistocene. Around 0.8 Myr B.P., in correspondence with a base level drop induced by asudden increase of uplift rate, the coastline rapidily shifted seawards and littoral sandy-pebbly sediments were deposited along bothsides of the Apennines. Contemporaneously, increased stream erosion rates gave rise to the present valley network, within which theinteraction of river incision and climate changes generated several orders of alluvial terraces. In this contest, a hunched backward rivererosion breached most of intramontane depressions, draining off the lakes and causing the erosion of the basin sedimentary sequence.In conclusion, according to all these considerations, we hypothesize that the topographic growth of the range was slow until the end ofthe lower Pleistocene, when a strong increase of the uplift rate affected the chain and the surrounding coastal belts.

L’Appennino centrale presenta caratteri geologici e geomorfologici che documentano l’intensa influenza della tettonica estensionale edel sollevamento regionale sulla sua evoluzione recente. In questo lavoro si intendono evidenziare gli elementi di correlazione tra lesuccessioni marine e continentali della fascia periadriatica abruzzese e peritirrenica laziale, al fine di proporre dei vincoli temporali all’evoluzione recente dell’Appennino. Gli elementi geomorfologici più antichi, riscontrabili lungo tutta la catena appenninica, sono rappresentatida superfici sommitali gentilmente ondulate o pianeggianti. Sul versante occidentale la tettonica distensiva legata all’aperturadel Tirreno ha generato una complessa serie di bacini neoautoctoni più antichi in Toscana (dal Tortoniano) e più recenti nell’area laziale(dal Pliocene). Sul versante adriatico il sollevamento della catena ha dato origine a discordanze angolari che individuano numerose sequenze sedimentarie in assetto monoclinalico. Sul versante tirrenico della catena, si depositano sedimenti progressivamente più grossolani riferibili alla fine della biozona a Globorotalia crassaformis. In particolare, a Valle Ricca, al tetto di questi depositi e alla basedella biozona a Globorotalia inflata, è stato trovato un livello vulcanico datato 2.1 Ma. Su tale successione si appoggiano in discordanzale “Argille Sabbiose del Chiani-Tevere” di ambiente marino e salmastro. Similmente, sul versante adriatico, presso Bellante, è stato rinvenutoun livello vulcanico datato 2.1 Ma nella parte superiore di una sequenza di depositi pelitici. Questa è troncata al tetto da una discordanza angolare che la separa da sedimenti conglomeratici e sabbiosi. Contemporaneamente, la tettonica estensionale interessaprogressivamente la catena generando una serie di bacini intermontani, delimitati da faglie normali. I materiali di riempimento sonocostituiti alla base da sedimenti grossolani che passano verso l’alto a depositi alluvionali e fluvio-lacustri. Nelle conche di Rieti e deL’Aquila il ritrovamento di Equus stenonis e Mammuthus meridionalis consente di riferire la parte basale di questi sedimenti ad un’etànon più giovane del Pleistocene inferiore. Intorno a 0.8 Ma B.P., in concomitanza con un forte abbassamento relativo del livello di base,legato ad un subitaneo incremento del tasso di sollevamento, si verifica un più marcato avanzamento delle linee di costa, accompagnatodalla messa in posto di depositi sabbioso-ciottolosi di ambiente litorale lungo i margini occidentale e orientale dell’Appennino.Contemporaneamente, un aumento del tasso di incisione fluviale dà origine all’attuale sistema di valli, all’interno delle quali, per effettodell’interazione tra l’aumento dell’erosione fluviale e le variazioni climatiche, si sono formati più ordini di terrazzi alluvionali. In tale contesto,l’erosione regressiva dei corsi d’acqua ha profondamente inciso le soglie della maggior parte dei bacini intermontani, prosciugando i laghi ed erodendo gran parte dei depositi presenti. In conclusione, in base a queste considerazioni si può ipotizzare che la crescitatopografica della catena appenninica è stata lenta fino alla fine del Pleistocene inferiore, quando si è verificato un forte incremento deltasso di sollevamento.