Aquifer architecture of the quaternary alluvial succession of the southern Lambro basin (Lombardy - Italy)

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Collocazione:
Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences, 17(2/1), 2004, 361-378
Autore/i:
Riccardo BERSEZIO, Fabrizio PAVIA, Mariangelo BAIO, Alfredo BINI, Fabrizio FELLETTI & Cecilia RODONDI
Abstract:

Aquifer stratigraphy of the sector of the Pleistocene – Holocene alluvial plain of Lombardy, run by the Lambro valley system south ofMilan, has been reconstructed on the basis of geological mapping at 1:10.000 and subsurface interpretation and correlation of morethan 150 among water wells, boreholes and deep excavations. The Middle (?) – Late Pleistocene sedimentary evolution of this sectorincludes four major progradation cycles of alluvial depositional systems that migrated from the alpine northern side towards the axialpalaeo-Po depositional system. These cycles were governed by Pleistocene glacial cycles, in combination with ramp-folding of the SanColombano – Salerano apenninic anticlines and minor uplift of the alpine side. Every major cycle is soled by an erosion surface, and isshaped by minor fining upward sequences. Both major and minor sequences record at first the advance of coarse-grained units (distalbraided alluvial fan or sandy braid plain) which fringe-out south-eastwards into meandering fluvial systems, and are replaced upwardsby alluvial plain fines, which close the sequences. Physical stratigraphy and geomorphology, analysis of facies associations, characterisationof gravel composition, radiocarbon dating on 4 peat and plant relic samples and findings of transported artefacts allowed thecorrelation of the four cycles with the regional evolution. The Post Glacial meandering depositional systems of the deeply entrenchedLambro valley system (Unit 4, Holocene; Unit 5, historical), are cut into the braided stream to meandering depositional systems thatdeveloped during L.G.M. times, at present outside the Lambro valley (Unit 3, Late Pleistocene). These represent the uppermost aquiferunit, i.e. the phreatic – non saturated zone. The underlying Unit 2 (Late Pleistocene) can be correlated with the Besnate Allogroup, andtherefore developed during the corresponding glaciations. It is formed by three stacked sequences, controlled by glacial cycles, whichare deeply scoured into the lowermost succession that could be studied (Unit 1 Middle ? – Late Pleistocene ?). It represents the mostimportant and permeable intermediate aquifer unit, that is only partly confined by the flood-plain fines of the uppermost sub-unit 2C.

Nella Pianura Padana la conoscenza della geologia delle successioni continentali quaternarie, costituisce la base per la realizzazionedei modelli idrostratigrafici, di gestione delle acque sotterranee e per la programmazione della tutela e del risanamento ambientale. Aquesti fini è critica la comprensione dell’architettura deposizionale a scale diverse, sia per l’elaborazione di schemi idrostratigraficiregionali, sia per la modellazione del flusso e del trasporto degli inquinanti. In questa prospettiva la valle del Lambro, a sud di Milano,offre un caso di interesse generale per: 1) le relazioni tra acque superficiali fortemente compromesse ed acque sotterranee, 2) l’architetturadeposizionale alluvionale altamente eterogenea, 3) la buona disponibilità di dati di sottosuolo. Si è pertanto avviato un progettodi studio stratigrafico-sedimentologico e geofisico, cui farà seguito la modellazione dell’eterogeneità degli acquiferi a diverse scale.Vengono qui presentati i risultati della ricostruzione geologica ed idrostratigrafica relativa al settore compreso tra Melegnano (a nord) eS.Angelo Lodigiano (a sud), sulla base del rilevamento in scala 1:10.000 e dello studio stratigrafico e petrografico di affioramenti, sondaggie pozzi per acqua (173 punti di osservazione su un’area di circa 60 Km2, con profondità di indagine di 100 m).L’area in studio si sviluppa nella pianura lombarda meridionale, caratterizzata da pendenze medie della topografia minori di 1.5‰, dall’approfondimentodegli alvei fluviali attuali, che decorrono entro scarpate di terrazzo di altezza decametrica e dalla presenza di un rilievocollinare di origine tettonica, con sollevamento attivo durante il Pleistocene (Colle di San Colombano), poco a nord del livello di base delPo. Le tracce meandriformi dell’idrografia attuale e dei paleoalvei sono scolpite nella superficie del cosiddetto “Livello fondamentaledella pianura”. Sono state suddivise cinque unità deposizionali informali, caratterizzate su basi stratigrafiche, petrografiche e di facies,che comprendono, dal basso: Unità 1, sistemi deposizionali sabbioso–argillosi, con caratteri indicativi di ambiente fluviale meandriforme,con tetto individuato tra 50 e 70 m di profondità, da nord verso sud. Essa comprende sequenze di facies fining-upwards, costituite dasabbie medie e fini, raramente ghiaiose, passanti a sedimenti fini, argilloso-limosi, con paleosuoli organici bruni. L’Unità 2, sistemi deposizionalighiaioso – sabbiosi, comprende due sub-unità ghiaioso–sabbiose (2A e 2B), incontrate dalle perforazioni a profondità di 20-25m, interpretabili come tipiche di un ambiente di conoide alluvionale distale a canali intrecciati. Esse passano a tetto ad una terza subunità(2C), sabbioso–limoso–argillosa, organizzata in sequenze di facies fining-upwards chiuse a tetto da argille organiche e paleosuolibruni mal drenati, interpretabile come il prodotto della transizione tra un sistema di deposizione a canali intrecciati (settentrionale) ed unsistema di deposizione meandriforme (meridionale). Le datazioni 14C relative alla base dell’unità 2C hanno fornito età (non calibrate) compresetra 23.145± 340 a BP e 24.145±160 a BP; il tetto della stessa unità è stato datato a 22.035±300 a BP. Le ghiaie che appartengonoa questo gruppo di unità hanno composizione caratterizzata dall’abbondanza dei clasti metamorfici e magmatici, ampiamente prevalentisui clasti sedimentari di provenienza sudalpina locale. L’Unità 3, sistemi deposizionali sabbiosi, è costituita da sedimenti localmenteaffioranti, organizzati in due sub-unità (3A e 3B) formate da lenti sabbioso-ghiaiose e/o sabbiose, sviluppate tra il piano campagna e laprofondità di 10-15 metri. A queste si associano sedimenti fini limoso-argillosi bruni, con paleosuoli organici intercalati. Questi corpi,talora delimitati da orli relitti di terrazzi di altezza metrica, comprendono i depositi dei corsi d’acqua meandriformi delle paleovalli delSillaro (ad est del Lambro) e del paleoalveo Carpiano-Bescapè (ad ovest del Lambro). Questi sedimenti vengono a contatto, per mezzodi una superficie erosionale inferiore, sia con i sedimenti fini a tetto dell’unità 2C, sia con le sabbie e ghiaie ad essi sottostanti (unità 2Cinferiore e 2B). Il tetto dell’unità 3A è stato datato in un punto di misura compreso tra il dominio del Lambro e quello del Sillaro, a18.785±230 a BP, calibrabile ad età comprese tra 19.909 e 20.785 cal BC. Le unità 4 e 5, sistemi deposizionali antichi e post-glacialidella valle del Lambro, sono costituite da sedimenti di ambiente fluviale meandriforme, organizzati in unità minori, contenute all’interno delle scarpate che delimitano questo sistema vallivo. Si tratta di depositi sabbiosi e ghiaioso-sabbiosi (barre di meandro e ventagli dirotta) associati a subordinate successioni di sedimenti fini, limosi ed argillosi, di argine, piana di esondazione e di abbandono di canale.Questi sedimenti si distribuiscono su tre ordini di terrazzo, sopraelevati più di 10 m rispetto alla quota dell’alveo di massima piena attualedel Lambro. Il terrazzo più recente, ancora sopraelevato fino ad oltre 6 metri sulla piana attuale, rappresenta le fasi di deposizione avvenute con certezza in tempi storici, databili per il sistematico ritrovamento di frammenti di laterizi e manufatti, da romani a rinascimentali,embricati nelle forme di fondo ghiaiose (sub-unità 5B).La composizione delle ghiaie delle unità 3, 4 e 5 differisce fortemente dalle sottostanti, per la minima quantità di litici metamorfici e cristalliniin genere, per il grado di alterazione di questi ultimi, che ne suggerisce il riciclo, e per la dominanza dei clasti sedimentari provenientidalle unità mesozoiche sudalpine delle Prealpi Lombarde.Sulla base della ricostruzione stratigrafica e deposizionale è stato realizzato un primo modello geometrico della successione pleistocenica superiore, che consente di prevedere e quantificare l’estensione e la localizzazione delle unità limoso-argillose (acquitardi) e deiprincipali corpi ghiaioso-sabbiosi (acquiferi). Il modello consente una stima del grado di connettività verticale ed orizzontale tra unitàacquifere diverse, fornendo una prima approssimazione relativa alle relazioni tra acque superficiali e prima falda (o “Gruppo degliAcquiferi A”, ENI-Regione Lombardia 2002).L’evoluzione geologica ricostruita tra il Pleistocene superiore e l’attuale, evidenzia due cicli di progradazione della parte distale di unsistema deposizionale di conoide alluvionale settentrionale (unità 2A-2C), su un sottostante sistema fluviale a canali stabili e trasportomisto, verosimilmente di tipo meandriforme (unità 1A-B). L’insieme di questi sistemi deposizionali era alimentato da valli in grado didrenare la catena alpina fino allo spartiacque. Il sistema deposizionale dell’unità 3 appartiene verosimilmente all’ultimo massimo glaciale(L.G.M.), mentre le unità 4 e 5 rappresentano le unità post-glaciali, sviluppatesi durante l’Olocene, quando la presenza dei laghi pedealpini ed il mutato quadro morfo-climatico, determinarono la prevalenza dell’alimentazione locale dalle Prealpi, l’ampliamentoverso nord dei sistemi deposizionali meandriformi, l’avulsione (Sillaro, paleoalveo Carpiano Bescapé) e/o il rapido approfondimento(Lambro, Lambro meridionale) delle valli fluviali.

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