Il Bacino di Racalmuto (Sicilia) durante la Crisi di salinità messiniana

The Messinian salinity crisis (MSC), one of the youngest environmental crises in Earth history, occurred about 6 Ma ago in the Mediterranean. It's sedimentary products are represented by more than 1 million km3 of evaporites (gypsum, halite and carbonates) deposited in less than 700 ka both in a mosaic of shallow peripheral sub-basins (which provide most of the outcropping successions) and in deep basinal areas, presently buried below the abyssal plains of Mediterranean sea. This work was carried out in the Racalmuto sub-Basin, a located in the central part of the larger Caltanissetta Basin (Sicily); it aims at the reconstruction of its tectono-sedimentary evolution during the MSC. To achieve this goal, a geological map of an area of about 50 km2 has been produced, together with the measurement of 8 stratigraphic sections and the petrographic study of 21 thin sections from representative samples. The MSC sediments begins in the studied area with a rhythmic alternation of marls, sapropels and cumulate gypsum layers grouped in the 'membro Gessoso-argilloso'. This unit formed during the first stage of the MSC (5.97-5.60 Ma) and is thought to be the deep water equivalent of primary sulphate evaporites (Primary Lower Gypsum unit, PLG) deposited in shallower wedge-top and foreland basins. The second MSC stage (5.60-5.55 Ma) is represented by gypsum and carbonate clastic deposits (grouped in the Resedimented Lower Gypsum unit, RLG). Finally the third stage (5.55-5.33 Ma) is recorded by the Upper Gypsum unit (UG), characterized by up to 5 lithologic cycles composed of shaly and cumulate gypsum layers rhythmically interbedded to bottom grown selenite gypsum bodies. The RLG unit has been studied with more detail, since its internal organization is still obscure and the matter of a cogent scientific debate. This unit has been subdivided into 5 members consisting of clastic sediments (chaotic body, clastic gypsum and mixed gypsum-carbonate layers, clastic carbonate deposits) and primary evaporites consisting of cumulate gypsum and a thick halite body in the depocentre. The integration of physical stratigraphic and petrographic data allowed to reconstruct the tectono-sedimentary evolution of the Racalmuto Basin during MSC:  Stage 1 (5.971-5.60 Ma): MSC onset marked by the deposition of the 'membro Gessoso-argilloso' at the top of the Tripoli formation;  Stage 2 (5.60-5.55 Ma): MSC acme associated with an important deformation phase (intra-Messinian phase). This phase was responsible for the articulation of the Racalmuto Basin in more subsiding sectors and relative highs, where clastic gypsum and carbonate clastic deposits accumulated respectively. This stage ended with the deposition of primary evaporites (cumulate gypsum, halite and Mg and K salts);  Stage 3 (5.55-5.33 Ma): deposition of the UG unit, which partially sealed the articulated topography inherited from the previous stage. The MSC ended with the deposition of marine sediments (Trubi), indicating the return of marine condition at the base of Pliocene.

La Crisi di salinità messiniana (MSC), verificatasi circa 6 Ma fa nell'area Mediterranea, rappresenta una delle più recenti crisi ambientali nella storia della Terra. Il prodotto sedimentario di questo evento è costituito da più di 1 milione di km3 di evaporiti (gesso, halite e carbonati) deposte in meno di 700 ka in un mosaico di sottobacini periferici (che forniscono la maggior parte delle successioni affioranti) e in aree bacinali profonde, attualmente sepolte al di sotto delle piane abissali del Mar Mediterraneo. Il presente lavoro è stato svolto nel Bacino di Racalmuto (Sicilia), collocato nella parte centrale del più vasto Bacino di Caltanissetta, con lo scopo di ricostruirne l'evoluzione tettonico-sedimentaria durante la MSC. A tal fine è stata realizzata una carta geologica di un'area di circa 50 km2, sono state misurate 8 sezioni stratigrafiche e sono state studiate 21 sezioni sottili ottenute da campioni rappresentativi. Nell'area studiata i sedimenti riferibili alla MSC iniziano con un'alternanza ritmica di sapropels, marne e livelli di gessi cumulitici raggruppati nel membro Gessoso-argilloso. Questo membro si è formato durante il primo stadio della MSC (5,97-5,60 Ma) ed è ritenuto un equivalente laterale profondo delle evaporiti primarie (unità Primary Lower Gypsum, PLG) deposte in bacini poco profondi di wedge-top. Il secondo stadio della MSC (5,60-5,55 Ma) è rappresentato da sedimenti clastici gessosi e/o carbonatici e da evaporiti primarie, raggruppati nell'unità Resedimented Lower Gypsum (RLG). Infine il terzo stadio (5,55-5,33 Ma) è registrato dall'unità Upper Gypsum (UG), caratterizzata da un massimo di 5 cicli litologici composti dalla ritmica alternanza di marne e evaporiti solfatiche primarie (gessi cumulitici e gessi selenitici). L'unità RLG è stata studiata nel dettaglio, poiché la sua organizzazione interna è ancora poco conosciuta e motivo di dibattito nella comunità scientifica. Quest'unità è stata suddivisa in 5 membri costituiti da sedimenti clastici (corpi caotici, gessi clastici e livelli con granuli a composizione gessosa e carbonatica, depositi clastici carbonatici) e evaporiti primarie, formate da gessi cumulitici passanti lateralmente ad un potente corpo di halite nel depocentro del bacino. L'integrazione dei dati stratigrafico-fisici, sedimentologici e petrografici ha permesso di ricostruire l'evoluzione tettonico-sedimentaria del Bacino di Racalmuto durante la MSC:  Stadio 1 (5,97-5,60 Ma): inizio della MSC, marcato dalla deposizione del membro Gessoso-argilloso al tetto della formazione Tripoli;  Stadio 2 (5,60-5,55 Ma): acme della MSC, associata a una importante fase deformativa (fase intra-messiniana) responsabile dell'articolazione del Bacino di Racalmuto in settori più subsidenti e relativi settori di alto, in cui si accumulavano rispettivamente sedimenti clastici gessosi e carbonatici. Questo stadio termina con la deposizione di evaporiti primarie (gessi cumulitici, halite e sali di K e Mg);  Stadio 3 (5,55-5,33 Ma): deposizione dell'unità UG che sigilla parzialmente la topografia articolata ereditata dalla precedente fase. La MSC termina con la deposizione di sedimenti marini (Trubi), che indicano il ritorno di condizioni francamente marine alla base del Pliocene.