Plio-Pleistocene stratigraphy and relations between marine and non-marine successions in the middle valley of the Tiber River (Latium, Umbria)

The Middle Valley of the Tiber River (MVT) corresponds to the “Paglia-Tevere Graben”, a “neoautochthonous” basin developed sincethe latest Early Pliocene. The basin is in part linked with the intrapenninic Tiberino and Rieti Basins to the east, and with the Roman Basin to the south. The filling is mostly made up of Plio-Pleistocene marine deposits, unconformably overlaying the meso-cenozoic substratum.Two outcropping 3rd order depositional sequences have been recognised: 1) the older is composed of Lower Pliocene-earliestUpper Pliocene shelfal clays and sands (G. puncticulata and G. aemiliana Chronozones) and rarer continental deposits; 2) the youngeris late Gelasian-Santernian in age (G. inflata and G. cariacoensis-B. elegans marginata Chronozones) and mostly corresponds to the“Chiani-Tevere formation”, composed of neritic clayey-sandy sediments interfingered with fluvial-deltaic gravelly-sandy deposits.The correlation between marine and non-marine deposits is based both on physical-stratigraphic observations and data (lithostratigraphy,facies analysis, sequence stratigraphy) and on their integration with biostratigraphic (foraminifera) and magnetostratigraphic data and with the numerical values of the 87Sr/86Sr ratio measured on mollusc shells, for the marine deposits, and with biochronological data (fresh- and brackish-water molluscs and ostracods, mammals) for the non-marine and transitional deposits.As for the younger successions from the latest Early Pleistocene to Holocene, which are characterised by travertines and gravelly fluvial terraced deposits, the correlation with the marine successions of the Roman Basin is indirect and mostly based on biochronology and on relations between sedimentary and volcanic units.

La media valle del Fiume Tevere (MVT) tra Orvieto e Fiano rappresenta un’area ideale per lo studio delle correlazioni tra depositi marinie continentali Plio-Pleistocenici. Infatti essa corrisponde al “Bacino del Paglia-Tevere”, a prevalente sedimentazione marina, parzialmentecontiguo ad Est ai bacini intrappenninici di Rieti e Tiberino e al bacino romano a Sud. Viene intodotto un nuovo schema stratigrafico,che aggiorna il precedente di Ambrosetti et al. (1987) e pone in evidenza la presenza di cicli sedimentari di III e IV ordine controllati dall’evoluzione tettonico-regionale tramite fasi di subsidenza e di sollevamento. La correlabilità tra bacini si basa su: 1) dati stratigrafico-fisici ottenuti mediante rilevamenti litostratigrafici e analisi di facies; 2) biostratigrafia a foraminiferi; 3) biocronologia a mammiferi emolluschi continentali; 4) magnetostratigrafia delle successioni marine e datazioni Ar/Ar e K/Ar di unità vulcaniche; 5) nuovi dati stratigrafico-isotopici ottenuti mediante misure del rapporto 87Sr/86Sr su gusci di molluschi e idrozoi.La fase di subsidenza è caratterizzata da due cicli sedimentari marino-continentali di III ordine. Il primo ciclo (tardo Zancleano-Gelasiano iniziale) è composto dai depositi terrigeni marini delle “unità di Fabro”, “formazione di Tenaglie-Fosso San Martino” e “unitàdi Città della Pieve”, cui localmente si intercalano sedimenti fluvio-lacustri. Il secondo ciclo (tardo Gelasiano-Santerniano) è caratterizzato dalla eteropia tra i depositi marini di piattaforma e transizionali della “formazione del Chiani-Tevere” e i depositi fluviali della “formazionedi Santa Maria di Ciciliano” e della “formazione di Poggio Mirteto”. In particolare all’interno della formazione marina, sono stati riconosciuti tre grandi episodi progradazionali intercalati a fasi trasgressive ed evidenziati dai sedimenti ghiaiosi deltizi dei “membri diCivitella San Paolo”, “Torrita Tiberina”, “Vasanello”. Il primo episodio progradazionale ricade al passaggio Gelasiano-Santerniano, mentrei successivi sono di età Santerniana.La fase regionale di sollevamento (Emiliano-Olocene) è caratterizzata dai depositi misti carbonatico-terrigeni della “unità di Giove”(Pleistocene Inferiore pp.), da vulcaniti, e dai depositi terrazzati fluviali ghiaioso-sabbiosi delle “unità di Civita Castellana” (PleistoceneInferiore pp.-Pleistocene Medio pp.), “Graffignano” (Pleistocene Medio), “Rio Fratta” (tardo Pleistocene Medio) e“Sipicciano”(Pleistocene Superiore). Sulla base dei dati di terreno (biocronologia, rapporti con unità vulcaniche) e di interpretazioni paleogeografiche si ipotizzano correlazioni tra le unità continentali della MVT e le unità marino-transizionali dell’area romana, per il tardo Pleistocene Inferiore e l’inizio del Pleistocene Medio.