Enzo Farabegoli & David Tonidande
Stratigrafia e facies al limite Permiano-Triass ico nelle Dolomiti occidentali (Provincia di Bolzano, Italia): una revisione

Geo.Alp 9, 2012, p. 120-155

Riassunto
Vengono presentati in questo lavoro i risultati dell’analisi stratigrafica e delle microfacies di un intervallo che contiene il limite Permiano-Triassico (P-T), in quattro sezioni stratigrafiche ubicate nelle Dolomiti occidentali (Masi Saracini, Sass de Putia W, Seres e Bulla), già oggetto di numerosi studi negli ultimi 30 anni. Abbiamo controllato la posizione e la qualità dei dati di campagna, originali o tratti dalla letteratura, e li abbiamo ottimizzati in modo da evitare sia la sovrapposizione di informazioni, sia la loro ripetizione artificiale nel record stratigrafico. Abbiamo esaminato al microscopio e interpretato le microbiofacies che compaiono nei tre cicli trasgressivi-regressivi (C1,...,C3), ciascuno dei quali è spesso da circa 1 m ad alcune decine di metri, che compongono la successione. Le microbiofacies basali e di tetto di ciascun ciclo sono caratteristiche rispettivamente delle veloci fasi trasgressive e regressive; queste ultime sono visibili solo in alcuni siti, ove furono preservate dall’erosione subaerea e da quella connessa con il processo trasgressivo (ravinement) successivi. Le microbiofacies della parte mediana dei cicli sono invece meno diagnostiche, in quanto i diversi componenti (alghe calcaree, gasteropodi, micro- e macroforaminiferi, crinoidi e bivalvi) risultano quasi ovunque fortemente mescolati. La causa risiede, almeno per il tratto sommitale della Formazione a Bellerophon (i.e. Membro di Bulla) nell’elevata energia delle correnti di tempesta che spazzavano il fondale, profondo alcuni metri, del settore nord-occidentale del Bellerophon Gulf. Un aiuto per l’interpretazione paleogeografica è fornito dalla distribuzione spaziale dei grandi brachiopodi (Comelicania sp.) la cui presenza, poco-nulla rimaneggiata, indica le aree di altofondo, ricche di nutrimento.
Il limite fra la Formazione a Bellerophon e la sovrastante Formazione di Werfen è caratterizzato da una breve e intensa fase regressiva (shallowing), che segna l’inizio del più forte evento di scomparsa-estinzione (ME3) nella paleo-Tetide occidentale. Il fortissimo impoverimento dei taxa a scheletro calcareo caratterizza l’accumulo trasgressivo basale (ravinement) della Formazione di Werfen, e si accompagna con la comparsa di microbialiti e stromatoliti anche domiformi e delle ooliti. Queste ultime divengono via via più grandi e meglio formate verso l’alto, ad indicare la stabilizzazione almeno momentanea dell’ambiente marino. L’importante evento biologico di estinzione ME3 derivò da un rapido e complesso cambiamento climatico (più caldo e arido), che sconvolse gli habitat marini di bassa profondità e le aree continentali intorno alla paleo-Tetide occidentale. In questo caso, infatti, la distribuzione latero-verticale dei sedimenti e delle microbiofacies segue logiche biologiche e meccaniche quasi-casuali, secondo modelli illustrati recentemente in ambienti attuali di piana tidale bahamiana. La prima apparizione evolutiva del conodonte Hindeodus parvus avviene in questo contesto paleogeografico stressato, poco più di 1 m sopra ME3. Per finire, le quattro mappe paleogeografiche presentate in questo lavoro, pur se riferite a brevi periodi di tempo (migliaia-decine di migliaia di anni) in corrispondenza di eventi circa isocroni (limiti di cicli o di parasequenze deposizionali) e corroborati da dati biostratigrafici certi, hanno un carattere schematico.

Zusammenfassung
In dieser Arbeit stellen wir die Ergebnisse stratigraphischer Analysen und Mikrofazies Untersuchungen eines Abschnitts im Bereich der Perm-Trias (P-T) Grenze vor. Die Untersuchungen wurden an vier stratigraphischen Profilen in den westlichen Dolomiten (Masi Saracini, Peitlerkofel W, Seres und Pufels) durchgeführt. In den letzten 30 Jahren standen diese Profile im Mittelpunkt von zahlreichen Studien. Es wurden die Position und die Qualität der Originaldaten und der bestehenden Daten aus der Literatur kontrolliert und optimiert, um einerseits eine Überlappung und andererseits eine Wiederholung in der stratigraphischen Abfolge zu vermeiden. Am Mikroskop wurden die Mikrofazies der drei transgressiv-regressiven Zyklen (C1,…, C3; wobei jeder Zyklus von ca. 1 m bis einigen Zehnermetern mächtig ist) der Abfolge untersucht und interpretiert. Die Mikrofazies an der Basis und am Top jedes Zyklus sind charakteristisch für die jeweiligen schnellen transgressiven und regressiven Phasen, sofern letztere von der subaerischen Erosion und von der darauf folgenden Transgression (ravinement) erhalten geblieben sind. Die Mikrofazies in den Mittelbereichen der Zyklen sind weniger diagnostisch, weil die verschiedenen Komponenten (Kalkalgen, Gastropoden, Mikro- und Makro-Foraminiferen, Crinoiden und Bivalven) fast überall stark durchmischt sind. Der Grund dafür liegt, zumindest für den oberen Abschnitt der Bellerophon Formation (z.B. Bulla Member), bei der hohen Energie der Sturmströmungen, die den einige m tiefen Meeresboden des NW Bellerophon Gulf aufwirbelten. Eine Hilfe für die paläogeographische Interpretation ist die räumliche Verteilung der großen Brachiopoden (Comelicania sp.). Ihr kaum umgelagertes Vorkommen deutet auf tiefe und nährstoffreiche Meeresuntergründe.
Die Grenze zwischen Bellerophon Formation und der darüber liegenden Werfen Formation ist von einer kurzen aber intensiven regressiven Phase (shallowing) geprägt. Diese steht für den Beginn des größten Aussterbeereignisses (ME3) innerhalb der westlichen Paläotethys. Der extrem starke Rückgang der Kalkskelett-Taxa charakterisiert die basale, transgressive Ablagerung (ravinement) der Werfen Formation. Gleichzeitig findet das Auftreten von Mikrobialithen, Stromatolithen (auch domförmig) und Ooiden statt. Nach oben hin weisen die Ooiden eine immer größere und besser entwickelte Form auf, was auf eine momentane Stabilisierung des marinen Umfelds deutet. Das wichtige biologische Ereignis des Aussterbens ME3 war die Folge eines schnellen und komplexen Klimawandels (wärmer und trockener). Dieser Wandel brachte die marinen Habitats von geringer Tiefe und die kontinentalen Gebiete um der westlichen Paläotethys aus dem Gleichgewicht. In diesem Fall folgt die laterale und vertikale Verteilung der Sedimente und der Mikrofazies einer biologischen Logik, ist aber dem mechanischen Zufall (oder fast) überlassen, in etwa wie in rezent gezeigten Modellen heutiger Gezeitenflächen der Bahamas. Das erste Auftreten des Conodonten Hindeodus parvus ereignet sich in diesem gestressten paläogeographischen Kontext, etwas mehr als 1 m oberhalb des ME3. Die hier präsentierten vier paläogeographischen Karten, trotz Bezug auf kurze zeitliche Perioden (Tausenden - Zehntausenden von Jahren) an fast isochronen Ereignissen (Grenzen von Ablagerungszyklen - Para-Ablagerungssequenzen) und zweifellosen biostratigraphischen Daten, haben einen schematischen Charakter.

Abstract
We analysed four stratigraphic sequences located in the western Dolomites, Italy (Masi Saracini, Sass de Putia W, Seres, Bulla), encompassing the Permian-Triassic boundary (P-T). This stratigraphic interval, 5-20 m thick, is divided by paraconformable-unconformable erosional surfaces in three transgressive-regressive cycles (C1,..., C3). We, first, relocated the rich set of stratigraphic data derived by many researchers in the last thirty years in their exact location, in order to avoid incorrect repetitions of data. Each depositional cycle is from about 1 m to some dozen meter thick. The duration of the investigated interval is ca. 200 ky; the duration of each cycle ranged from less than 20 ky to ca. 100 ky; the magnitude of the sea level changes ranged from 5 to 15 m. Each mass-mortality event (ME1,..., 3) affecting the shallow marine environments of this sector of the western Palaeotethys, corresponds with a regressive phase lasting a few millennia. The acme of mortality event, ME2, corresponded with a submarine chemical-corrosion event at the boundary Bellerophon-Werfen Formations, followed locally by subaerial exposure and pedogenesis. The qualitative composition of microbiofacies is in good agreement with the transgressive and regressive tracts of the sedimentary cycles. The same is not true, in particular, for microbiofacies that form the middle part of the Bulla Member (topmost Bellerophon Formation), which was deposited in upper foreshore environment. Here are represented all the biological components (calcareous algae, macro- and microforaminifers, bivalves, echinoids and gastropods), mixed in different percentages. Weak vertical variation of energy at the marine bottom (packstone vs grainstone) and of composition are not traceable between neighboring sections (a few km) and are thus attributable to local causes. The “current event” at the base of Werfen Formation is only the mechanical process of ravinement that followed locally the emergence of the Bellerophon Formation. The disappearance-extinction events (ME1-ME4) were generated by rapid and complex climate changes that affected at the same time both land and shallow marine areas of the western Palaeotethys. The four paleogeographic maps we reconstructed in this study, even if they concern short time intervals (thousand - ten thousand years), are only general pattern.


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