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Gattolin, Giovanni (2014) Demise of Carnian platforms: large scale geometries and mechanisms of precipitation. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

During the Late Triassic, a climate change known as the Carnian Pluvial Event (CPE) resulted in a major crisis for carbonate producers. In the western Tethys, the change in carbonate production led to a dramatic modification of depositional geometries. The steep clinoforms of the high relief pre-crisis carbonate platforms were replaced by low angle ramp geometries. A quantitative three dimensional modeling of the geometry of sedimentary bodies in the Cortina d'Ampezzo area (North-eastern Italy) formed before, during and after the Carnian crisis, coupled with facies analysis, was performed in order to investigate in detail how the changes in shallow water carbonate precipitation influenced the depositional geometries of carbonate platforms.
Facies and depositional geometries suggest that after the demise of high-relief, microbial dominated carbonate platforms, a phase of intermediate sedimentation took place, in which microbial carbonate mounds and loose carbonate and terrigenous sediments coexisted. The subsequent evolution to a ramp is characterized by the onset of a tide-dominated environment. In the study area, the sedimentary succession developed in a marine strait connecting two small basins. Both ebb and flood paleocurrents are documented and their directions are in agreement with the strait orientation, as inferred from the paleogeographic position of relict high-relief carbonate platforms. Facies and sedimentary structures related to variations in the hydraulic regime have been observed, including planar cross stratification, herringbone cross stratification, flaser to wavy to lenticular bedding and cyclical alternations of mainly oolitic-siliciclastic vs. mainly bioclastic-muddy laminae. The peculiarity of this tidal system is that, differently from all other known cases, it did not develop in a tectonically confined submarine graben or canyon, but in a marine passage between relict high-relief carbonate platforms.
Sedimentary facies analysis, coupled with geological three dimensional modeling, led also to constrain the sequence stratigraphy of this complex stratigraphic interval, in which the eustatic and climatic signals can be disentangled. The climate change predates the sea-level drop and caused the demise of the microbial-dominated high-relief carbonate platforms. A surface similar to a drowning unconformity was thus generated, even though a transgression was not taking place. Only small isolated microbial carbonate mounds survived the crisis of high-relief platforms. The complete disappearance of microbial carbonates (i.e. mounds) and the definitive switch of the shallow water carbonates to loose-sediment dominated ramps coincides with a subsequent sea-level drop. Thus the demise of the Upper Triassic microbial dominated high-relief platforms of the Dolomites can be interpreted as a two step process: at first a climatic event killed the km-scale high-relief platforms; later a drop in sea level led to the definitive disappearance of the microbial carbonates.

Abstract (italiano)

Nel tardo Triassico un cambiamento climatico noto come Carnian Pluvial Event (CPE) determinò una profonda crisi degli organismi produttori di carbonato di calcio. Ciò si tradusse in una importante modifica delle geometrie deposizionali delle piattaforme carbonatiche della Tetide occidentale. Piattaforme carbonatiche caratterizzate da alto rilievo morfologico e scarpate molto acclivi vennero sostituite da rampe a basso angolo.
Allo scopo di comprendere come le variazioni occorse allo stile di precipitazione del carbonato di calcio influenzarono le geometrie deposizionali delle piattaforme carbonatiche è stata eseguita l'analisi di facies e la modellazione geologica tridimensionale di alcuni corpi sedimentari depositatisi nell'area di Cortina d'Ampezzo (Italia Nord-orientale) prima, durante e dopo la crisi carnica.
Facies e geometrie deposizionali suggeriscono che la morte delle piattaforme microbiali ad alto rilievo fu seguita da un periodo in cui piccoli duomi di carbonato microbiale (mound) crescevano contemporaneamente alla deposizione di carbonati e sedimenti di origine detritica. La seguente evoluzione verso un sistema di rampa fu caratterizzato dall'instaurarsi di un ambiente sedimentario dominato dalle maree. Nell'area di studio la successione sedimentaria si sviluppò in uno stretto marino che connetteva due piccoli bacini. Sono state rilevate strutture sedimentarie generate da correnti di marea con verso opposto e in accordo con l'orientazione del paleo-stretto che può essere dedotta dalla paleogeografia delle piattaforme ad alto rilievo pre-crisi. Si osservano facies e strutture sedimentarie come stratificazioni incrociate planari, stratificazioni incrociate di tipo herringbone, laminazioni flaser, wavy e lenticolari, alternanze cicliche di lamine prevalentemente oolitico-silicoclastiche e lamine prevalentemente bioclastiche-fangose dovute a variazioni del regime idraulico. La particolarità di questo sistema tidale è che, diversamente dagli altri casi noti in letteratura, non si sviluppò in un graben o in un canyon di origine tettonica, bensì in un corridoio marino delimitato dai relitti di due piattaforme ad alto rilievo.
L'analisi di facies, unitamente all'utilizzo di tecniche di modellazione geologica tridimensionale, ha permesso inoltre di interpretare dal punto di vista sequenziale questo complesso intervallo stratigrafico, permettendo di riconoscere e separare segnale eustatico e segnale climatico. Il cambiamento climatico è precedente alla caduta eustatica ed è la causa della morte delle piattaforme microbiali ad alto rilievo. La morte di queste piattaforme determina la creazione di una superficie stratigrafica simile ad una drowning unconformity, nonostante non sia in atto una trasgressione. I mound microbiali rappresentano il tentativo della carbonate factory microbiale, che caratterizzava le piattaforme carbonatiche ad alto rilievo, di tenere testa al cambiamento climatico. La completa scomparsa del carbonato microbiale (i mound) e il definitivo passaggio dei carbonati di mare basso a sistemi di rampe dominate da sedimento sciolto, é coeva a un abbassamento del livello marino. Riassumendo, la morte delle piattaforme microbiali ad alto rilievo tardo triassiche delle Dolomiti può essere interpretata come un processo in due fasi: inizialmente un evento climatico uccide le grandi piattaforme ad alto rilievo; successivamente la caduta del livello marino porta alla definitiva scomparsa dei carbonati microbiali.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Preto, Nereo
Correlatore:Breda, Anna
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 26 > Scuole 26 > SCIENZE DELLA TERRA
Data di deposito della tesi:26 Gennaio 2014
Anno di Pubblicazione:26 Gennaio 2014
Parole chiave (italiano / inglese):Triassic, Dolomites, sedimentology, climate, stratigraphy
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 04 - Scienze della terra > GEO/02 Geologia stratigrafica e sedimentologica
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Geoscienze
Codice ID:6370
Depositato il:14 Nov 2014 08:55
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