Imp.Lecca& I SEDIMENTI TERRIGENO-CARBONATICI ATTUALI DELLA PIATTAFORMA CONTINENTALE DEL GOLFO DI CAGLIARI Luciano Lecca1, Sandro De Muro1, Michele Cossellu1 & Mauro Pau2 1Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Cagliari, Via Trentino 51, 09127, Cagliari 2c/o Faculty of Physics and Astronomy, Princetonplein 5, Postbus 80.000, 3508 TA-Utrecht, The Netherlands. RIASSUNTO: Lecca L., De Muro S., Cossellu M. & Pau M., I sedimenti terrigeno-carbonatici attuali della piattaforma continentale del Golfo di Cagliari. (IT ISSN 0394-3356, 2005). Nuove indagini ecografiche e sedimentologiche sono state intraprese nella piattaforma di Cagliari con gli obiettivi di riconoscere il rap- porto tra la sedimentazione terrigena e quella carbonatica, e di individuare il comportamento del sistema sedimentario durante la risa- lita eustatica olocenica. Ad integrazione di dati già disponibili, il rilevamento ecografico, consistente di 11 nuove linee eseguite tra- sversalmente alla costa da riva fino al bordo della piattaforma, ha permesso di distinguere diversi ambienti sedimentari. La spiaggia sottomarina, sabbiosa e priva di vegetazione nella parte superiore e colonizzata da basse fanerogame e Posidonia in quella inferiore, termina in una depressione della piattaforma interna, disposta circa parallelamente alla linea di costa. Verso il largo, oltre la depressio- ne, seguono una fascia in rilievo, sede del banco principale a Posidonia e il pendio esterno al banco, a vegetazione diradata sotto la profondità di 30 metri. Nel pendio esterno si osserva una fascia a onde di sabbia di altezza e lunghezza decrescenti verso il largo, fino alla profondità di circa 50 m dove prevalgono fondali planari, interrotti da bassi rilievi allungati riconducibili a paleo-linee di riva som- merse. Esternamente alle paleo-rive è presente una stretta piattaforma esterna fino a circa –115÷125 m. La depressione in piattafor- ma interna e il rilievo di media piattaforma, sono interpretabili come antecedenze residuali della regressione “würmiana” (MIS 4-2, paleo-erosione fluviale e paleo rilievo). Sul paleo-rilievo si sono sovrapposti sedimenti di spiaggia sottomarina e infine il banco a Posidonia debolmente aggradante e progradante, contestualmente ad un apporto terrigeno insufficiente a colmare lo spazio disponi- bile nella depressione prodotto dalla trasgressione post-glaciale. Complessivamente sono state eseguite 98 campionature lungo le linee ecografiche e in battigia. Le analisi granulometriche e composizionali semi-quantitative hanno consentito di riconoscere 8 gruppi di litofacies che documentano le caratteristiche dei diversi ambienti deposizionali. Il sedimento silicoclastico attuale è confinato in piattaforma interna, dove si depongono sabbie da molto grosse a medio-fini che gradano lateralmente a sabbie molto fini e fanghi nelle depressioni. In piattaforma intermedia la produttività carbonatico-bioclastica del banco a posidonie (molluschi, briozoi, alghe rosse, echinidi e foraminiferi) dà luogo a facies bioclastiche e miste per la contemporanea presenza di sedimenti terrigeni relitti derivati dall’erosione del mare in risalita a spese di depositi di precedenti fasi eustatiche. Distalmente il sedimento è in prevalenza carbonatico (alghe rosse e foraminiferi) con rari affioramenti di sedimenti misti in prossimità delle paleo-rive. La facies più distale osservata in piat- taforma esterna è caratterizzata da sabbie medio-fini quarzoso-bioclastiche a lamellibranchi e foraminiferi. L’insieme delle litofacies campionate documenta che tale piattaforma ha una sedimentazione mista, terrigena e carbonatica, di mare temperato. La compo- nente bioclastica è attribuibile all’attuale produttività in piattaforma intermedia e distale dove è prevalente, mentre la componente terri- gena proviene nella spiaggia sottomarina dall’alimentazione fluvio-continentale attuale ordinata dal moto ondoso, in piattaforma inter- media e distale da sedimenti terrigeni relitti. Un contesto sedimentologico analogo deve essere attribuito alle precedenti fasi di alto stazionamento eustatico del Pleistocene medio-superiore. Diversamente, durante le precedenti fasi glacio-eustatiche di abbassamen- to, stazionamento basso e risalita, la piattaforma è stata interessata da sedimentazioni terrigene emerse o di spiaggia sottomarina che vengono attualmente ri-sedimentate in piattaforma intermedia e distale. Pertanto il modello deposizionale di questa piattaforma risulta costituito da fasi terrigeno-carbonatiche di mare temperato, durante la diminuzione dell’alimentazione terrigena per risalita e alto eustatico e clima mediterrano caldo poco piovoso, alternate a fasi maggiormente terrigene durante i periodi di mare basso e clima mediterraneo più fresco e più piovoso. ABSTRACT: Lecca L., De Muro S., Cossellu M. & Pau M., Modern terrigenous-carbonate sediments of the continental shelf of the Gulf of Cagliari. (IT ISSN 0394-3356, 2005). Echographic and sedimentological investigations were undertaken on the shelf of Cagliari with the purpose of underlining the relation- ships between modern terrigenous and bioclastic sediments and the behaviour of the sedimentary system during the Holocene eusta- tic rising. The Gulf of Cagliari is a sub-tropical, semi-arid Mediterranean area located in the southern part of the NW striking Oligo- Miocene Sardinian Rift, within which the Pliocene Campidano Graben is superimposed. The Quaternary continental shelf developed transversally to this tectonic trough, being fed by terrigenous sediments derived from the Palaeozoic metamorphic basement and from Tertiary sedimentary and volcanic rocks. The new echographic survey, consisting of 11 lines performed transversally from the coast to the shelfbreak, integrated previously available data and allowed us to divide the shelf into different sedimentary environments. From shore to shelfbreak we first encounter a shoreface, gently sloped and distally seagrass-covered (close to the fair-weather wave base), which ends in a wide trough parallel to the coast. Toward the open shelf is a relief, site of the Posidonia oceanica main bank, reaching a minimum depth of 13 meters under the sea level, followed by its external slope. At a depth of about 30 meters the vegetation beco- mes rare, as less luminosity limits the growth of Posidonia, and starting from depths of 35÷40 meters a large belt of sand waves appears, with gradually decreasing heigths and increasing frequencies basinward. At the depth of 50 m a flat bottom prevails, followed by several reliefs stretching roughly NE–SW at 55 m depth, interpreted as submerged shore lines. Externally to such structures a nar- row outer shelf occurs and the shelf break is observed at a depth of 115÷125 m. Sampling sites were located along the echographic lines and on the foreshore; 98 samples were taken with a 2 dm_ grab-sampler. Compositional and grain size analysis allowed us to identify 8 groups of facies related to present day depositional environments. Shoreface sediments are represented by almost comple- tely terrigenous coarse to medium sands in the eastern sector, and finer mixed terrigenous-bioclastic sands on the S. Gilla shoreface. Two distinct groups of lithic facies are present near Capo S. Elia and near P.ta Zavorra, due to sediment dispersal from the limestone and andesite outcrops along the cliffed coast. The western inner-shelf depression is characterized by mixed quartzose-bioclastic sandy muds with bivalves. Mixed facies of relict terrigenous sediments and present day biogenic production (mollusks, bryozoans, red algae, echinoids and foraminifers) are on the Posidonia oceanica bank’s fore slope, where the siliciclastic component is found between -30 and -50 meters with decreasing importance seaward. Through the sand-wave belt a transition is observed to bioclastic, poorly sorted gravely sands of red algae and foraminifers. Here the sediment is completely bioclastic with rare breakthroughs of mixed sediments in proximity to the –55 m paleo-shores. From a depth of 75 meters, sediments are represented by fine bioclastic-quartzose sands with bivalves and foraminifers. A peculiar feature of this shelf is the depression in the inner shelf that can be interpreted as the product of Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences 18(2), 2005 - 201-221 202 L. Lecca et al. 1. INTRODUZIONE 1.1 Premessa La piattaforma continentale del Golfo di Cagliari è stata recentemente oggetto di descrizione alla scala dell’intero bacino di Cagliari (LECCA et al., 1998), di studi di dettaglio in aree campione (DE MURO & KALB, 2003) e di valutazioni geologico-applicative finalizzate al ripa- scimento della spiaggia del Poetto che ha suscitato accese discussioni in sedi non scientifiche. In questo lavoro, trascurando volutamente gli aspetti applicativi, si presenta la descrizione dei sedimenti, delle strutture e dei processi che costituiscono il sistema deposiziona- le attuale. Tenuta presente l’importanza che la sedi- mentazione carbonatica delle zone a clima temperato (LEES & BULLER, 1972; ADEY & MACINTYRE, 1973; LEES, 1975; CARANNANTE et al., 1988; POMAR, 2001; POMAR et al., 2004) ha avuto nei tempi neogenici e quaternari in Mediterraneo (BUROLLET, 1981; COLANTONI et al., 1993; FORNOS & AHR, 1997) e in Sardegna (CARBONI et al, 1989; CARBONI & LECCA, 1992; LECCA et al., 1998; CHERCHI et al., 2000), tale tipo di sedimentazione è stata descritta e interpretata nella attuale piattaforma del Golfo di Cagliari. Allo scopo di pervenire ad una prima sintesi alla scala dell’intera piattaforma, sono state eseguite una copertura di profili ecografici, una campionatura e le analisi sedimentologiche che hanno permesso di evi- denziare, in particolare, le relazioni tra la sedimentazio- ne terrigena dello shoreface (spiaggia sottomarina) e quella carbonatico-bioclastica della piattaforma inter- media ed esterna. 1.2 Elementi geologico-regionali Il Golfo di Cagliari è ubicato nella parte meridiona- le del Rift Sardo oligo-miocenico all’interno del quale, come è noto, si è sovrimposto il Graben del Campidano (PECORINI, 1966; PECORINI & POMESANO CHER- CHI, 1969; CHERCHI & MONTADERT, 1982; CASULA et al, 2001; FINETTI et al., 2005). Questo golfo si apre verso il margine continentale della Sardegna meridionale dove è attivo un sistema sedimentario sottomarino composto da una piattaforma continentale, una scarpata e da diversi bacini di scarpata che contribuiscono a loro volta alla sedimentazione della piana abissale sardo- algerina (LECCA et al., 1998). Nella parte più interna di tale sistema sedimentario è ubicato il Bacino di Cagliari che rappresenta la prosecuzione del Rift Sardo, riattiva- ta durante il Plio-Quaternario contestualmente all’aper- tura del Tirreno. Questo bacino, controllato nei tempi pliocenico-quaternari dai movimenti dei blocchi tettoni- ci della Sardegna meridionale (Sulcis e Sarrabus) e dai blocchi sottomarini di Su Banghittu e del Monte Ichnusa (Fig. 1), è composto da una relativamente ampia piattaforma continentale, da un pendio e da una parte profonda fino a circa – 800÷1000 m (Fig. 2). Nella regione emersa prospiciente il golfo posso- no essere individuate due parti strutturalmente omoge- nee che proseguono nella infrastruttura della piattafor- ma continentale. La parte orientale comprende i pro- montori calcarei di Cagliari e funge da horst orientale del Graben del Campidano, a est del quale si erge il più antico horst del Rift Sardo (Horst del Sarrabus). La parte occidentale è costituita dalla prosecuzione del Graben del Campidano, limitato a ovest dall’ Horst del Sulcis e colmato da diverse centinaia di metri di sedi- menti clastici fluviali e marino-transizionali-litorali plio- quaternari, derivati dalla erosione delle sequenze mio- ceniche del rift e delle formazioni paleozoiche. paleo-river erosions produced during the “Würmian” low stand (MIS 4-2), associated with terrigenous inputs insufficient to fill up the available space during the post-glacial sea level rise. Towards the middle shelf the trough is bounded by paleo-reliefs where the Posidonia bank at present overgrows, weakly aggrading and prograding. The depositional facies described document the present day sedimentary system as of a temperate water mixed terrigenous-carbonate shelf. The sedimentation is highly siliciclastic in the inner shelf from fluvial-continental feeding, and bioclastic in the rest of the shelf with a maximum productivity along the intermediate shelf’s Posidonia bank and its foreslope. In the middle and outer shelf the siliciclastic component is related to previous eustatic phases and attributable to continental and nearshore deposits lying underneath the middle-shelf Posidonia bank. Analogous depositional contexts must be attributed to the preceding high stand phases of the Middle-Upper Pleistocene. Otherwise, during glacio-eustatic phases of falling, low-stand and rising sea level, the shelf has been affected by terrigenous continental sedimentation or shoreface sequences that are currently resedimented in the middle and outer shelf. In summary, the depositional model of this shelf is characterised by alter- nating phases of terrigenous-carbonate sedimentation of middle latitude, with a poorly rainy, warm Mediterranean climate during high- standing sea-level conditions, and terrigenous phases during low stands with rather rainy, cooler Mediterranean climate. Parole chiave: piattaforma continentale, sedimenti terrigeno-carbonatici, sedimenti relitti, Posidonia oceanica, variazioni eustatiche, Quaternario, Sardegna. Keywords: continental shelf, terrigenous-carbonate sediments, relict sediments, Posidonia oceanica, sea level change, Quaternary, Sardinia. Fig.1 - Schema geologico della Sardegna meridionale e ubica- zione dell’area studiata. Geological sketch of southern Sardinia and location of the stu- died area. 1.3 La piattaforma del Golfo di Cagliari La piattaforma continentale del Golfo di Cagliari, ubicata trasversalmente al Rift Sardo oligo-miocenico della Sardegna meridionale, dal punto di vista struttura- le e sedimentologico risulta costituita dalla congiunzio- ne di tre diversi segmenti: la terminazione orientale della piattaforma del Sulcis, la piattaforma di Cagliari s.s., che costituisce la parte più importante, e la stretta piattaforma del Sarrabus (Fig. 2). I tre segmenti di piat- taforma vengono alimentati da apporti terrigeni, di cui non sono disponibili valutazioni quantitative, provenienti da tre diverse aree. Il Sarrabus, costituito in prevalenza da metamorfiti erciniche di basso grado, da plutoniti tardo erciniche e, nella regione costiera, da sequenze clastiche continentali e marine mioceniche e quaterna- rie. Il Sulcis, dove affiorano in genere rocce del basa- mento ercinico, localmente coperture sedimentarie paleogeniche terrigene e, in prossimità della faglia occi- dentale del Graben del Campidano, importanti apparati vulcanici andesitici oligo-miocenici. Infine l’area di Cagliari, la cui parte orientale è costituita da marne e marne arenacee del Miocene inferiore e medio e da arenarie e calcari di piattaforma bioclastico-algale del Miocene superiore, e quella occidentale costituita dai complessi continentali e transizionali-litorali pliocenico- olocenici del Campidano meridionale. Le prime descrizioni di questa piattaforma risalgo- no a SEGRE (1968), che al di sotto dei sedimenti attuali riconobbe elementi morfologici riconducibili alla risalita eustatica del Pleistocene superiore-Olocene, e alle indagini eseguite mediante la nave oceanografica Bannock (C.N.R.) dall’Università di Genova che consen- tirono le prime descrizioni sedimentologiche (PICCAZZO et al., 1981). Sulla base di nuovi rilievi ecografici e sismici, realizzati nell’ambito del progetto Oceanografia 203I sedimenti terrigeno carbonatici ... e Fondi Marini-CNR (CARTA et al., 1986), e di successive ricerche, seguirono descrizioni di dettaglio dei paleo- depositi litorali interpretati come beach rock (ULZEGA et al. 1986; DE MURO & ORRÙ, 1998). L’architettura com- plessiva della piattaforma di Cagliari, ricostruita princi- palmente sulla base di linee sub-bottom profiler e sparker 500 J, risulta costituita da tre accrescimenti debolmente progradanti: uno silicoclastico di shoreface, uno bioclastico della media piattaforma e infine uno fangoso della piattaforma esterna-pendio, all’interno di un bacino estensionale (LECCA et al.,1998). Tali progradazioni sono state attribuite ad ambienti deposizionali distinti, attivi contemporaneamente e rela- tivi allo stazionamento alto (high stand) tardo olocenico- attuale, che mostrano alimentazioni sedimentarie, facies e fattori di controllo diversi. La sezione più com- pleta di tale piattaforma mostra una sequenza di ambienti, disposti circa parallelamente alla costa e rap- presentativi di piattaforme terrigeno-carbonatiche di mare temperato. Il clima a cui è soggetto il Golfo di Cagliari, come noto, è mediterraneo caldo (sub-tropicale), poco piovo- so (inferiore a 500 mm/a; PINNA 1971; RAIMONDI et al, 1995). Il regime delle maree è microtidalico con massi- mi di circa 40 cm, la salinità è di circa 37÷38‰, le tem- perature medie superficiali del mare oscillano tra i 13° invernali e i 24° estivi (METALLO, 1971; MOSETTI, 1977). 2. DATI Un nuovo rilevamento ecografico, eseguito tra il 2002 e il 2003, ha permesso la precisazione di elementi batimetrici e l’ubicazione di una nuova campionatura dei sedimenti (COSSELLU, 2003; PAU, 2003). Sono stati eseguiti 9 profili narrow-beam (200 kHz), perpendicolar- mente alla linea di costa fino alla profondità di circa 125 metri e spaziati da 2 a 4 Km, e due profili multi-beam - side scan sonar (Reson SeaBat 81125) di comparazione (Fig. 3). Tali dati sono stati integrati con le linee sparker (500 J) ed ecografiche già disponibili e utilizzate in LECCA et al. (1998). Complessivamente sono state eseguite 77 cam- pionature, di cui 33 lungo la battigia e 44 in piattaforma fino alla profondità di circa 50 m mediante benna Van Veen del volume di 2 dm3. Queste ultime sono state effettuate lungo le linee ecografiche per fasce batimetri- che: un campione alla profondità di 5 metri, tre campio- ni tra la fine del primo banco a posidonie e l’inizio del banco principale (dove questa suddivisione è presente), un campione all’interno del banco principale, un cam- pione dopo il limite inferiore della prateria a circa –35 m ed un campione attorno ai –50 m. A causa della presenza continua della prateria a posidonie, non tutte le campionature hanno recuperato sedimento; al fine di evidenziare tale dato le campiona- ture senza prelievo sono state indicate in chiaro nella carta di posizionamento (Fig. 3). Inoltre, sono stati ana- lizzati 23 campioni prelevati nella parte distale della piattaforma (–50 ÷ –103 m), non inseriti nella tabella 1, che costituiscono parte di uno studio ancora in corso e attinente il dottorato di ricerca di uno degli autori (M. COSSELLU). La maggior parte delle operazioni sono state svol- te a bordo di un’imbarcazione messa a disposizione Fig.2 - Sistema deposizionale del Golfo di Cagliari: 1) depres- sioni della piattaforma interna; 2) prateria a posidonia; 3) fascia a sand waves; 4) paleo-linee di riva. Depositional system of the Gulf of Cagliari: 1) troughs of the inner shelf; 2) Posidonia meadows; 3) sand wave belt; 4) paleo- shorelines. 204 dalla Base Logistico-Operativa Navale del Corpo Forestale e di Vigilanza Ambientale della Regione Sardegna. L'utilizzo di un'imbarcazione con ridotto pescaggio (0,5 m) ha consentito di eseguire i profili e le campionature a poca distanza dalla linea di costa, in fondali bassi fino a 1 metro circa. 3. ZONAZIONE DELLE FACIES ECOGRAFICHE Nelle registrazioni ecografiche sono state ricono- sciute la tipologia del fondo marino e alcune caratteri- stiche sedimentarie grazie alla struttura della riflessione e ai caratteri del segnale (Figg. 4 e 5). La risposta eco- grafica risulta più o meno lunga a seconda che il segna- le sia stato riflesso o diffratto da diversi tipi di fondale marino. In genere una risposta breve si associa a superfici deposizionali lateralmente continue prodotte da sedimenti sabbiosi con coda fine e regolare coeffi- ciente di riflessione, mentre una risposta più lunga evi- denzia superfici irregolari o materiali di maggior granu- lometria. Le posidonie sono facilmente riconoscibili dai caratteristici gradini che evidenziano la presenza di mattes (sensu PEREZ & PICARD, 1964), e canali o depres- sioni chiuse di inter e intra-matte. La prateria fitta e continua si riconosce per una morfologia ondulata non periodica e una maggior lunghezza della risposta eco- grafia rispetto alle aree in sedimentazione sabbiosa con fondali planari e ondulati. Un tipico pattern ecografico indicativo della presenza di sand waves, conosciuto in altre piattaforme (ALLEN, 1982; MCCAVE & LONGHORNE, 1982; FORNOS & AHR, 1997), è costituito da un’alternan- za di risposta breve nella cresta e di una risposta lunga nel cavo delle ondulazioni (Fig. 4f). Fig.3 - Ubicazione delle nuove linee ecografiche, delle campionature e delle figure 4, 5, 7, 9 e 10. Location of new echographic lines, sampling sites and figures 4, 5, 7, 9 and 10. L. Lecca et al. 205 Fig. 4 - Principali tipologie dei profili ecografici: a) Shoreface sabbioso e inizio prateria interna; b) depressione della piattaforma inter- na; c) transizione al banco principale a Posidonia; d) prateria a terrazzi; e) prateria diradata e transizione alla fascia a sand waves; f) sand waves; g) paleo linea di riva; h) bordo della piattaforma; i) depressione e banco principale a Posidonia in profilo side-scan sonar. Ubicazione in Fig. 3. Main ecographic patterns: a) Sandy shoreface and beginning of inner Posidonia meadows; b) inner shelf trough; c) transition to mid- shelf Posidonia bank; d) terraced meadows; i) bank slope and transition to sand wave belt; f) sand waves; g) drowned shoreline; h) shelfbreak; i) trough and Posidonia bank in side-scan sonar profile. For locations see Fig.3. I sedimenti terrigeno carbonatici ... 206 Dalle linee ecografiche può inoltre essere dedotta la posizione dei livelli idrodinamici critici relativi al moto ondoso, consentendo di riferire l’inizio delle prateria continua circa alla “base del moto ondoso di bel tempo” (fair weather wave base: fwwb) nella parte inter- na della piattaforma, e la transizione dalla fascia a sand waves ai fondali planari alla “base del moto ondoso di tempesta” (storm wave base: swb) in piattaforma inter- media. L’assenza in tutte le linee ecografiche di avvalla- menti o incisioni localizzate e il prevalere di limiti zonali tendenzialmente paralleli alle isobate inducono a ritene- re che l’idrodinamismo sia attribuibile in prevalenza al moto ondoso, rispetto a correnti di fondo di piattaforma. Sulla base dell’intera copertura ecografica dispo- nibile sono stati riconosciuti i caratteri morfologico- deposizionali dei principali ambienti della piattaforma (Fig. 6). 3.1 Piattaforma interna Shoreface Lo shoreface superiore è caratterizzato da una superficie inclinata debolmente convessa, spoglia di vegetazione sottomarina, che si estende in prosecuzio- ne delle spiagge fino alla profondità di circa 3÷8 m (Fig. 4-a). Lo shoreface inferiore è invece variamente colo- nizzato da posidonie e da altre fanerogame. Tale unità è assente davanti alle falesie di P. Zavorra e di C. S. Elia e ai promontori della piattaforma del Sarrabus. Prateria interna Da pochi metri di profondità si sviluppano cespu- gli isolati di posidonie seguiti da mattes generalmente basse, piccole depressioni chiuse e canali profondi 1÷2 m riempiti di sedimento. Più esternamente, al di sotto di una profondità critica di attenuazione dell’azione ero- siva del moto ondoso, variabile nelle diverse aree del golfo, la prateria interna è invece più continua (Fig. 5). Nelle parti più profonde della depressione, davanti allo shoreface di S. Gilla, il fondale passa gradualmente a superfici spoglie. Depressioni della piattaforma interna Due peculiari depressioni, disposte circa paralle- lamente alla linea di costa, sono presenti nella parte più interna della piattaforma a NE e a SW del Capo S. Elia, profonde rispettivamente 22 e 27 m (profilo T4, Fig.5-A e profilo T7, Fig. 5-B). Tali depressioni risultano protet- te dalle tempeste dei quadranti meridionali grazie alla presenza del banco a posidonie della media piattafor- ma. Il fondo della depressione del settore occidentale è spoglio e perfettamente planare, e viene pertanto associato a una sedimentazione fangosa; diversamente in quella orientale anche il fondo è colonizzato da fane- rogame. 3.2 Piattaforma intermedia Banco principale a posidonie La culminazione della piattaforma intermedia è sede del banco principale a posidonie, che verso il largo prosegue con un debole pendio esterno. Verso terra il banco è limitato da un netto pendio di transizio- ne alle depressioni (Figg. 4c e 5). All’interno del banco possono essere individuate diverse tipologie della Fi g .5 - S e zi o n i e c o g ra fic h e in te rp re ta te d e i p ro fil i T 4 ( A ) (S p ia g g ia d e l P o e tt o ) e T 6 ( B ) (S p ia g g ia d e lla P la ya ). F w w b : B a se d e l m o to o n d o so d i b e l t e m p o ; S w b : b a se d e l m o to o n d o so d i t e m - p e st a . S c a la o ri zz o n ta le d e l p ro fil o B d o p p ia r is p e tt o a q u e llo A . U b ic a zi o n e in F ig . 3 . In te rp re te d e c h o g ra p h ic s e c ti o n s o f th e p ro fil e s T 4 ( A ) (a fo re P o e tt o B e ac h ) an d T 6 ( B ) (a fo re P la ya B e ac h ). F w w b : fa ir w e at h e r w av e b as e ; sw b : st o rm w av e b as e . H o ri zo n ta l s c al e o f th e p ro fi- le B d o u b le d in c o m p ar is o n t o t h at o f A . F o r lo c at io n s se e F ig .3 . L. Lecca et al. distribuzione areale delle posidonie. La prateria a mat- tes alte 3÷4 m, con relativi canali e depressioni, occupa la parte alta e prossimale del banco, da circa –10÷15 m fino a circa –25 m presentando, probabilmente in rela- zione con l’idrodinamismo del moto ondoso, una tipica geometria terrazzata con ampi ripiani e gradini rivolti verso il largo (Fig. 4d). Analogamente alla prateria inter- na delle depressioni, la struttura appare distalmente più continua e omogenea, evidentemente per diminuzione dell’energia idrodinamica. La prateria prevalentemente continua occupa un’areale compreso tra i –20÷25, fino circa –30 m che costituisce il limite inferiore attribuibile al fattore luminosità (Fig. 4e). Sand waves Lungo il pendio esterno la prateria passa a un fondale a morfologia ondulata interpretata come onde di sabbia (Fig. 4f). Le strutture, che hanno inizialmente una lunghezza d’onda di circa 200 m e un’altezza di 3 m circa, aumentano in frequenza e assumono dimen- sioni minori procedendo verso il largo. Le waves sono asimmetriche con i lee sides rivolti verso terra indican- do una direzione del trasporto associabile principal- mente alla base delle onde di tempesta provenienti da SE (Istituto Idrografico della Marina, 1980). Il limite infe- riore si individua a una profondità di 50÷55 metri e viene messo in relazione con la profondità massima di azione delle onde di tempesta. Fondali piani Esternamente alla fascia a sand waves si instaura- no fondali a morfologia piana che indicano una ulteriore diminuzione dell’idrodinamismo. Tale fascia è limitata verso l’esterno dall’affioramento di diverse paleo-forme litorali, tra i –50 e i –60 m circa, relative a livelli di basso eustatico del Pleistocene superiore. La maggiore di queste strutture (Fig. 4h) si presenta allungata SW-NE e in rilievo di circa 4-5 m, e nella parte nord-orientale mostra talvolta due culminazioni con andamento sub- parallelo ricoperte da pinnacoli algali sub attuali. 207 Fig.6 - Zonazione degli ambienti deposizionali sulla base dell’analisi dei profili ecografici. Sedimentary framework of the Gulf of Cagliari, based on the analysis of the echographic profiles: 1) shoreface; 2) discontinuous inner Posidonia meadows; 3) continuous inner Posidonia meadows; 4) inner shelf trough; 5) mid-shelf Posidonia bank; 6) fore slope depleted Posidonia; 7) sand wave belt; 8) plane bottoms; 9) drowned shorelines; 10) bioherms on paleo-shores; 11) shelfbreak. I sedimenti terrigeno carbonatici ... 3.3 Piattaforma Esterna: All’esterno delle paleo-forme, il fondo marino mostra inizialmente un ridotto versante ricoperto da un accrescimento sigmoide fangoso olocenico (–60÷80 m circa), seguito da una fascia a debole pendenza che termina con un bordo a circa –125 a sedimentazione progradante inclinata (Fig. 4h). La rottura di pendio della stretta piattaforma esterna nella parte nord-orien- tale avviene a circa –90 m per attività erosionale retro- grada del Canyon S. Elia-Foxi, mentre nella piattaforma del Sarrabus (Fig. 3 transetto T1) è individuabile a –70 m per controllo strutturale. 4. ANALISI DEI SEDIMENTI 4.1 Granulometrie Seguendo le consuete metodologie dell’analisi granulometrica, i campioni sono stati suddivisi in 7 classi con intervalli interi di unità φ tra 4000 e 63µm. Per ogni campione è stata realizzata la curva di fre- quenza, utilizzata nella valutazione percentuale delle varie tipologie di granuli, e la curva cumulativa median- te la quale è stato calcolato il coefficiente di cernita (σφ = (φ 84 - φ16 )/2, INMAN, 1952; Tab. 1). 4.2 Composizione Per motivi di celerità è stato adottato un metodo semi-quantitativo, eseguendo il riconoscimento delle diverse componenti al microscopio binoculare e valu- tando contestualmente le percentuali areali mediante comparatori per stima visiva (BACELLE & BOSELLINI, 1965; SWANSON, 1985). Data la varietà delle componenti e la taratura dei comparatori ogni 5÷10 %, i risultati ottenuti sono soggetti a errori dell’ordine del ±10% della singola componente. Le varie famiglie di granuli sono state distinte sulla base dei caratteri morfologici, del colore e del compor- tamento all’attacco HCl diluito. Allo scopo di valutare l’importanza delle diverse componenti, le stime areali sono state moltiplicate per il peso di ciascuna frazione e infine normalizzati sul campione totale. Pertanto il significato del valore percentuale così ottenuto non è più strettamente ponderale, bensì ponderale-areale. Il metodo inoltre, non tenendo conto delle differenze di peso di volume, per esempio tra bioclasti e clasti terri- geni, contiene ulteriori errori nelle valutazioni ponderali- areali. Poiché i vari bioclasti hanno diverse porosità intragranulare e conseguentemente diverso peso di volume, tali errori non possono essere corretti tramite l’introduzione di un unico coefficiente. Al fine di valuta- re l’ordine dell’errore, su cinque campioni sono state eseguite le calcimetrie (misura della CO2 sviluppata su attacco con HCl) che hanno evidenziato una sopravva- lutazione complessiva del carbonato bioclastico e delle frazioni fangose nelle stime ponderali-areali rispetto a quelle rigorosamente ponderali, intorno al 10%÷15%. Questi errori, superabili nel prosieguo della ricerca con più precise metodologie, non pregiudicano tuttavia il significato deposizionale dei risultati, consentendo la suddivisione dei sedimenti campionati in tre principali gruppi di facies: silicoclastiche, miste e bioclastiche. Componente terrigena Sono state distinte le seguenti componenti terri- gene: quarzo, feldspati s.l., miche s.l., litoclasti meta- morfici e magmatici, litoclasti calcarei, minerali acces- sori e granuli antropici. In generale il criterio di ricono- scimento per il quarzo è basato sul suo aspetto vitreo; il feldspato s.l., spesso riconoscibile sulla base della forma, raramente idiomorfa, della presenza di sfaldatu- re e del colore; il K-feldspato è distinguibile per il tipico colore più o meno roseo e i plagioclasi per il colore biancastro. Tali criteri qualitativi in certi casi possono aver portato alla confusione di specie mineralogiche, ma è certamente affidabile per la distinzione dei feld- spati s.l. rispetto al quarzo e per il riconoscimento del litico in base all’evidenza della morfostruttura, del colo- re e della polimineralogia. In ogni caso queste impreci- sioni nel riconoscimento dei granuli non influiscono sulla finalità dello studio, che è maggiormente rivolto alla valutazione dei rapporti tra la totale componente terrigena e quella carbonatico-bioclastica. Componente bioclastica La componente bioclastica, facilmente distingui- bile in base alla struttura scheletrica confrontata con la fauna descritta nel Mediterraneo e nella piattaforma sarda (D’ANGELO & GARGIULLO, 1978; RIEDL, 1991; BOUDO- RESQUE et al., 1992 cum. bibl.), risulta costituita dai seguenti organismi: molluschi (bivalvi e gasteropodi in frammenti e gusci interi), talli di alghe rosse, colonie di briozoi, foraminiferi (soprattutto forme bentoniche), echinodermi (frammenti di gusci e radioli), ostracodi (presenti nelle frazioni 500÷125 µm) e numerosi organi- smi a guscio chitinoso-proteico appartenenti principal- mente agli artropodi. Inoltre si segnala la presenza di fecal pellets in alcuni campioni della depressione inter- na occidentale. In questa piattaforma, come in tutto il Mediterraneo, gran parte della produzione bioclastica deve essere associata all’ecosistema della Posidonia (Posidonia oceanica, L., Delile) che assieme a Cymodocea nodosa (Ucria, Ascherson), Zostera noltii (Hornemann) e Zostera marina (L.), esercita un controllo ecologico dominante e ha importanti relazioni di feed- back con l’intero sistema biologico e sedimentario (UNE- SCO, 1977). Nell’ambito dell’intera piattaforma, che per l’im- portanza della componente organogena è da conside- rarsi come carbonatica cold temperate-transitional (zona B - zona C sensu CARANNANTE et al., 1988), emer- ge che i produttori più significativi sono le alghe rosse. Tra queste possono essere distinte le alghe calcificate, dirette produttrici di bioclasti, dalle specie non calcifica- te dove la deposizione di carbonato si verifica solo nella parte sciafila per opera di organismi epifiti. Il gruppo più produttivo è quello delle Corallinacee, come noto provi- ste di tallo (hypothallium e perithallium) calcificato (ADEY & MACINTYRE, 1973; RIEDL, 1991). La distinzione spediti- va tra i generi e le specie è stata eseguita mediante il confronto con le forme descritte in letteratura (JOHNSON, 1962; JOHNSON & ADEY, 1965; BOUDORESQUE et al., 1992) che possono essere variamente ramificate (Lithophyllum racemus, Lithothamnium fruticulosum), incrostanti o a struttura a foglia (per esempio Lithophyllum expansum, Pseudolithophyllum expansum e Mesophyllum lichenoides). Tra le varie forme sembra- no prevalere quelle a ramificazioni distanziate (loose branching, cfr. Lithothamnium solutum, JOHNSON, 1962) non fissate sul fondo rispetto alle forme incrostanti e a 208 L. Lecca et al. 209 Tab. 1 - Granulometrie, cernita e composizione dei campioni analizzati. Nei totali con asterisco non è compresa la componente orga- nica. Arrotondamenti all’unita percentuale. Grain sizes, sorting and compositions of the analized samples. Values with asterisk lack the organic component. Approximation to the whole number. CAMPIONE PROF. CLASSI % PESO - UNITA φ σφ COMPONENTE TERRIGENA COMP. (m) < -1 -1 ÷ 0 0 ÷ 1 1 ÷ 2 2 ÷ 3 3 ÷ 4 > 4 Quarzo Feldsp. Minori Litoc. TOTALE BIOC. RC1 - 50% 31% 9% 9% 0% 0% 0% 0,80 53% 43% 0% 4% 100% 0% RC2 - 25% 66% 9% 0% 0% 0% 0% 0,55 49% 47% 0% 3% 100% 0% RC3 - 38% 50% 11% 0% 0% 0% 0% 0,60 53% 40% 0% 7% 100% 0% RC4 - 38% 44% 6% 4% 7% 0% 0% 0,70 46% 44% 0% 5% 96% 4% RC5 - 0% 3% 22% 60% 14% 0% 0% 0,65 53% 33% 2% 4% 92% 8% RC6 - 0% 0% 6% 59% 34% 0% 0% 0,60 56% 32% 3% 3% 91% 9% RC7 - 0% 0% 0% 2% 85% 12% 0% 0,35 64% 21% 6% 1% 93% 7% RC8 - 23% 49% 5% 7% 15% 1% 0% 1,55 48% 42% 1% 6% 98% 2% RC9 - 5% 40% 30% 18% 7% 0% 0% 1,05 53% 39% 0% 7% 99% 1% RC10 - 2% 31% 42% 21% 4% 0% 0% 0,90 51% 39% 0% 10% 100% 0% RC11 - 17% 60% 16% 5% 1% 0% 0% 0,60 46% 42% 0% 12% 100% 0% RC12 - 19% 68% 6% 3% 5% 1% 0% 0,50 50% 39% 0% 10% 100% 0% RC13 - 3% 58% 35% 3% 1% 0% 0% 0,70 50% 42% 0% 8% 100% 0% RC14 - 26% 30% 9% 7% 23% 4% 0% 1,85 39% 31% 1% 25% 96% 4% RC15 - 23% 28% 10% 8% 26% 4% 0% 1,85 40% 34% 1% 22% 97% 3% RC16 - 3% 13% 55% 27% 1% 0% 0% 0,65 50% 39% 0% 11% 100% 0% RC17 - 1% 3% 3% 24% 68% 1% 0% 0,55 57% 33% 2% 3% 95% 5% RC18 - 0% 1% 36% 61% 2% 0% 0% 0,60 55% 36% 0% 9% 100% 0% RC19 - 0% 3% 8% 25% 61% 2% 0% 0,70 62% 30% 1% 5% 99% 1% RC20 - 1% 5% 3% 8% 82% 2% 0% 0,40 62% 32% 3% 3% 100% 0% RC21 - 3% 4% 7% 64% 22% 0% 0% 0,60 50% 28% 0% 20% 98% 2% RC22 - 0% 0% 0% 21% 77% 2% 0% 0,45 53% 35% 1% 4% 93% 7% RC23 - 0% 0% 4% 18% 61% 17% 0% 0,60 59% 28% 3% 4% 92% 8% RC24 - 0% 1% 3% 30% 56% 8% 0% 0,65 64% 30% 2% 3% 98% 2% RC25 - 0% 0% 5% 56% 39% 0% 0% 0,60 61% 29% 0% 7% 98% 2% RC26 - 1% 2% 6% 18% 72% 1% 0% 0,55 53% 16% 2% 2% 73% 27% RC27 - 1% 5% 67% 22% 6% 0% 0% 0,60 13% 7% 0% 3% 29% 77% RC28 - 5% 8% 33% 27% 25% 2% 0% 1,15 19% 7% 0% 2% 29% 71% RC29 - 6% 20% 60% 10% 3% 0% 0% 0,65 12% 5% 1% 80% 99% 1% RC30 - 0% 4% 35% 33% 27% 1% 0% 1,00 44% 33% 1% 9% 87% 13% RC31 - 1% 0% 0% 2% 81% 15% 0% 0,40 50% 28% 5% 2% 85% 15% RC32 - 15% 34% 35% 9% 6% 0% 0% 1,00 39% 49% 1% 3% 92% 8% RC33 - 43% 37% 20% 0% 0% 0% 0% 0,75 1% 0% 0% 85% 86% 14% T1C1 7,0 0% 0% 1% 28% 65% 4% 0% 0,60 55% 38% 4% 2% 100% 0% T1C2 10,0 0% 3% 56% 40% 0% 0% 0% 0,60 56% 39% 1% 4% 100% 0% T1C3 40,0 8% 42% 33% 13% 3% 1% 0% 0,90 1% 1% 0% 0% 3% 97% T2C1 3,5 0% 0% 1% 6% 57% 33% 3% 0,65 64% 28% 3% 3% 98% 2% T2C2 5,5 1% 1% 1% 6% 58% 26% 7% 0,60 67% 21% 4% 2% 94% 6% T2C5 39,2 13% 42% 34% 9% 1% 0% 0% 0,85 1% 1% 0% 0% 3% 97% T2C6 50,5 14% 33% 34% 13% 5% 1% 0% 1,05 1% 1% 0% 0% 2% 98% T3C1 1,0 0% 0% 4% 48% 41% 7% 0% 0,70 70% 27% 1% 2% 99% 1% T3C2 14,2 35% 56% 8% 0% 0% 0% 0% 0,55 44% 19% 0% 36% 99% 1% T3C3 21,8 25% 31% 20% 12% 8% 4% 1% 1,40 2% 1% 0% 1% 4% 96% T3C4 33,0 3% 9% 18% 30% 22% 15% 3% 1,40 18% 9% 1% 3% 31% 69% T3C5 52,4 13% 20% 20% 20% 19% 8% 1% 1,70 0% 0% 0% 0% 0% 100% T4C1 6,0 0% 0% 0% 1% 40% 56% 3% 0,65 67% 27% 2% 1% 97% 3% T4C5 35,0 9% 33% 35% 16% 5% 2% 0% 1,05 15% 11% 0% 4% 30% 70% T4C6 51,0 5% 16% 43% 28% 7% 2% 0% 0,95 18% 7% 0% 2% 27% 73% T5C1 1,6 0% 0% 1% 31% 50% 15% 3% 0,70 36% 0% 51% 0% 87% 13% T5C2 4,3 0% 0% 3% 88% 8% 0% 0% 0,35 45% 5% 43% 0% 93% 7% T5C4 33,5 4% 13% 23% 31% 24% 5% 0% 1,30 32% 8% 0% 3% 43% 57% T5C5 48,3 19% 46% 25% 8% 2% 1% 0% 0,90 0% 0% 0% 0% 0% 100% T6C1 2 0% 0% 0% 0% 69% 29% 1% 0,50 51% 13% 2% 3% 69% 31% T6C2 4 0% 0% 0% 1% 17% 55% 27% 0,70 39% 29% 1% 3% 72% 28% T6C3 8 30% 16% 16% 16% 13% 7% 1% 1,85 12% 3% 0% 0% 15% * 79% T6C5 12,5 25% 20% 15% 0% 31% 7% 2% 2,00 17% 5% 0% 2% 26% 74% T6C6 23,2 0% 0% 0% 0% 0% 0% 100% 0,30 20% 10% 0% 5% 35% * 30% T6C7 29 3% 18% 19% 23% 25% 9% 2% 1,50 18% 13% 0% 11% 43% 57% T6C8 50,1 14% 48% 27% 7% 3% 2% 0% 0,90 3% 0% 0% 0% 3% 97% T7C1 2,1 0% 0% 0% 0% 35% 60% 4% 0,65 62% 6% 6% 3% 77% 23% T7C2 5,3 0% 0% 0% 0% 3% 69% 27% 0,55 61% 7% 3% 3% 75% * 9% T7C3 11,9 68% 10% 6% 5% 4% 5% 2% 1,20 4% 2% 0% 1% 7% * 86% T7C4 17 12% 7% 11% 46% 20% 4% 1% 1,35 30% 11% 0% 4% 45% * 31% T7C5 24,4 0% 0% 0% 19% 61% 16% 4% 0,60 34% 10% 2% 21% 67% * 29% T7C7 36,6 22% 43% 20% 9% 4% 2% 1% 1,00 30% 9% 0% 17% 56% 44% T7C8 50,7 10% 32% 29% 17% 9% 3% 0% 1,25 0% 0% 0% 0% 0% 100% T8C1 1 2% 4% 8% 25% 50% 10% 1% 0,85 34% 21% 0% 0% 66% 44% T8C2 10,5 1% 4% 6% 10% 9% 22% 48% 1,55 48% 23% 2% 3% 76% 24% T8C3 15 0% 0% 0% 0% 9% 30% 60% 0,70 41% 20% 5% 6% 71% 29% T8C4 23 0% 0% 0% 0% 0% 0% 100% 0,30 20% 10% 0% 5% 35% * 30% T8C5 25 5% 10% 22% 31% 27% 4% 0% 1,25 32% 19% 0% 4% 55% * 37% T8C6 32 7% 31% 27% 16% 15% 4% 1% 1,45 26% 22% 0% 18% 66% 33% T8C7 50 12% 40% 28% 11% 6% 3% 1% 1,10 2% 0% 0% 0% 2% 98% T9C1 1,9 20% 29% 34% 15% 1% 0% 0% 1,05 3% 6% 0% 28% 38% 62% T9C2 6,5 32% 46% 15% 8% 0% 0% 0% 0,80 4% 6% 0% 43% 53% 47% T9C5 37 7% 38% 43% 7% 3% 2% 1% 0,85 38% 17% 0% 13% 68% 32% T9C6 51 5% 36% 38% 14% 5% 1% 0% 0,95 2% 1% 0% 0% 3% 97% C A M P IO N I IN B A T T IG IA C A M P IO N I IN P IA T T A F O R M A I sedimenti terrigeno carbonatici ... quelle globose. Tra le specie debolmente calcificate si osserva Peyssonnelia squamaria (gruppo delle Peyssonne- liaceae, cui fanno parte organismi a diversi gradi di cal- cificazione), che presenta una consistenza fogliacea. Tra le forme non calcificate infine troviamo frequente- mente la specie Vidalia volubilis, in quantità volumetri- camente rilevante nei sedimenti mobili della piattaforma intermedia, oltre il limite della Posidonia. Generalmente nelle frazioni granulometriche superiori a 0,5 mm si rinvengono frammenti e gusci interi di numerose specie di bivalvi e di gasteropodi. La componente bioclastica attribuibile ai molluschi, pur non costituendo elevate percentuali nei singoli campio- ni, riveste una notevole importanza data la sua distribu- zione in tutta la piattaforma. Anche i foraminiferi fanno parte dei più importanti gruppi di organismi che contribuiscono alla produzione dei sedimenti carbonatici, in particolare nelle compo- nenti sabbiose medio-fini della piattaforma intermedia ed esterna. Sono presenti soprattutto le forme bentoni- che tra le quali è facilmente riconoscibile la Miniacina miniacea, che forma sulle posidonie colonie irregolar- mente ramificate simili a quelle dei briozoi e dal tipico colore rosso, e diverse specie di Miliolidae anch’esse molto frequenti. Le Textulariidae, talvolta molto abbon- danti, sono riconoscibili per il tipico guscio agglutinato biseriale. Nei sedimenti delle parti distali aumentano progressivamente i foraminiferi planctonici. Un altro importante gruppo di organismi bioco- struttori è costituito dai briozoi, le cui colonie ricoprono diversi tipi di substrato e di organismi tra i quali le varie parti delle piante di Posidonia. Nei sedimenti si ricono- scono facilmente le colonie a struttura reticolata (Cellopora pumicosa, Sertella septentrionalis, Schizobranchiella sanguinea), da quelle a struttura radiale come la Lichenopora radiata, e frammenti di specie ramificate (Myapora truncata). Gli Echinodermi, Regularia e Irregularia, sono pre- senti in diversi vagli granulometrici come frammenti di gusci e, nelle frazioni più fini, radioli degli irregolari. L’aspetto e le dimensioni dei bioclasti permettono di distinguere tra i Regularia prevalentemente il Paracentrotus lividus e tra gli Irregularia l’Echinocyamus pusillus spesso in associazione con alghe rosse e brio- zoi, lo Schizaster canaliferus, abbondante nei substrati fangosi a diverse profondità, e lo Spatangus purpureus. Altre componenti sono rappresentate in genere nelle granulometrie comprese tra 125 e 500 µm da Ostracodi, in percentuali nettamente subordinate rispetto al volume totale dei carbonati, e da piccoli organismi a guscio chitinoso-proteico. Data la complessità dell’ecositema, questo elenco comprende solo i più importanti gruppi di bioclasti rico- nosciuti nei campioni senza escludere la presenza di altri organismi biocostruttori identificabili in altre parti della piattaforma e/o riconoscibili in uno studio speciali- stico. 5. FACIES DEPOSIZIONALI Comparando le facies ecografiche con i risultati delle analisi dimensionali e composizionali dei sedimen- ti campionati si è giunti alla individuazione di 8 gruppi di litofacies, rappresentative dell’associazione di facies deposizionali dell’attuale piattaforma del Golfo di Cagliari (Tab. 2; Figg. 7 e 8). 5.1 Facies silicoclastiche prossimali In questo gruppo vengono comprese le facies di foreshore e di shoreface superiore, cioè dalla battigia all’inizio delle posidonie, presenti nel Golfo di Quartu e nella sua prosecuzione fino alla piattaforma del Sarrabus. Dal punto di vista granulometrico i sedimenti hanno generalmente una moda compresa negli interval- li delle ghiaie (granule), delle sabbie molto grosse (Fig. 7A) e delle sabbie grosse che nelle spiagge più protet- te, o per selezione eolica, possono arrivare alle sabbie fini-molto fini. La composizione del sedimento è quasi esclusivamente terrigena (quarzoso-arcosica). La com- ponente bioclastica si limita a frammenti di molluschi perché il moto ondoso domina ostacolando la vita degli organismi, mentre la scarsa componente fine viene allontanata verso settori più distali. I campioni prelevati lungo la costa orientale hanno una composizione mineralogica che deriva direttamente dal substrato granitoide ampiamente affiorante nell’Horst del Sarrabus. Nella spiaggia del Golfo Quartu i sedimenti, che mostrano maggiori indici di maturità tessiturale e composizionale, provengono invece dalle arenarie e marne arenacee mioceniche che affiorano a est di Cagliari, quindi derivano anch’essi dal basamento metamorfico e granitoide del Sarrabus, ma tramite più cicli deposizionali che possono risalire fino al Paleogene. Le composizioni presentano un’alta percentuale in quarzo, generalmente superiore al 45%, una percen- tuale associata di feldspati e una componente litica nelle code ghiaiose. Si associa inoltre una modesta quantità di biotiti e di altri minerali accessori. Alcune eccezioni sono rappresentate dalle sabbie fini, campio- nate in località Torre delle Stelle (RC7 e RC8), ad abbondanti miche e minerali femici derivati probabil- mente da locali affioramenti di rocce basiche, oltre a una componente bioclastica fino a circa il 10% di alcuni campioni. Il limite batimetrico inferiore attribuito a questo gruppo di facies è individuato, nelle registrazioni eco- grafiche, dalla presenza continua delle posidonie che segna l’inizio della sedimentazione bioclastica. 5.2 Facies quarzoso-bioclastiche dello shoreface di S. Gilla Nel foreshore-shoreface del settore occidentale del golfo sono presenti sabbie quarzose fini e molto fini, indici di un ambiente di spiaggia a bassa energia. Infatti, questa parte del golfo, oltre a essere protetta dal contorno della costa, si avvale dell’attenuazione delle tempeste dei quadranti meridionali operata dal banco della media piattaforma. Grazie a tale bassa energia, a pochi metri di profondità lo shoreface è stabilizzato da una prateria di basse fanerogame (Cimodocea nodosa, Posidonia oceanica) e alghe verdi (Caulerpa prolifera, Codium fragile e Codium bursa) che precede interna- mente la prima fascia a posidonie. La composizione dei sedimenti è prevalentemente terrigena con circa il 50% di quarzo che proviene dagli apporti fluviali del Graben del Campidano, mentre la componente bioclastica si 210 L. Lecca et al. 211 G R U P P I D I F A C IE S A M B IE N T E E P R O C E S S I D O M IN A N T I G R A N U L O M E T R IA C O M P O S IZ IO N E (v e d i T a b . 1 ) S IL IC O C L A S T IC H E P R O S S IM A L I (Q U A R Z O S O - F E L D S P A T IC H E ) 0 -1 4 m Q U A R Z O S O - B IO C L A S T IC H E D I S .G IL L A 0 -6 m L IT IC O - B IO C L A S T IC H E D I P U N T A Z A V O R R A 0 -6 ,5 m C A L C L IT IT IC H E D I C A P O S . E L IA 0 -5 m F A N G O S E A L A M E L L IB R A N C H I 8 -2 7 m M IS T E B IO C L A S T IC O - T E R R IG E N E 1 5 -5 0 m A D A L G H E R O S S E E F O R A M IN IF E R I 5 0 -7 5 m D IS T A L I A L A M E L L IB R A N C H I E F O R A M IN IF E R I 7 5 – 1 1 0 m DEPRESSIONE INTERNA BANCO A POSIDONIA PIATTAFORMA ESTERNA PENDIO ESTERNO FASCIA A SAND WAVES PALEO CORDONE (55-60 m) FORESHORE -SHOREFACE S ab b ie g hi ai o se m o lto g ro ss e- g ro ss e ch e p as sa no a sa b b ie f in i- m o lto f in i ne lla p ar te o cc id en ta le ( P o et to p re r ip a sc im e n to ). L e g ra n u lo m e tr ie m a g g io ri s i ris co nt ra no i n b at tig ia e i n p ro ss im ità d el la c o st a. I se d im e n ti a t e rr a s o n o d a b e n e a d is c re ta m e n te cl as sa ti ( 0 ,3 5 < σ φ < 0 ,8 0 ) sa lv o r ar e ec ce zi o n i, i ca m p io ni in m ar e so no d is cr et am en te c la ss at i. S ab b ie q u ar zo se f in i e m o lto f in i si d ep o n g o n o i n co n d iz io n i d i m o to o n d o so d i b as sa e n er g ia . M o d a co m p re sa t ra le s ab b ie f in i e m o lto f in i ( 2 5 0 ÷ 6 3 µ m ). L e sa b b ie so n o d a d is cr et am en te a m ed io cr em en - te c la ss at e. S ab b ie g ro ss e o m o lto g ro ss e co n d is cr et a co m p o - n en te g h ia io sa . D a d is c re ta m e n te a m e d io c re m e n te c la s s a te (0 ,7 5 < σ φ< 1 ,0 5 ) S ed im en ti a m o d a co m p re sa n el le s ab b ie m ed ie e fin i d a b en e a d is cr et am en te c la ss at i (0 ,3 5 < σ φ < 0 ,7 0 ). C o m p o n en te s ili co cl as ti ca d o m in an te n eg li in te rv al li d el le c la ss i fin i e m o lto f in i. C o m p o n en te c a lc lit it ic a e sp re ss a n e lle f ra zi o n i d e lle s a b b ie m ed ie e f in i. C ur ve g ra nu lo m et ric he a d a nd am en to i rr eg o la re , in a lc u n i c a si m a rc a ta m e n te b im o d a li o p o lim o d a li, c o rr is p o n d e n ti a s e d im e n ti p o c o /m e d io c re m e n te cl as sa ti. I c am p io ni c o m p le ta m en te f an g o si r is ul ta - no c er ni ti (T 8C 4, T 6C 6) . Le f ra zi o ni a d ia m et ro m ag - g io re s o n o r ap p re se n ta te d a fr am m en ti d i g u sc i d i o rg an is m i b en to n ic i. L e fr az io n i fin i so n o q u ar zo se co n su b o rd in at a co m p o ne nt e b io cl as tic a. C u rv e g ra n u lo m et ri ch e ad a sp et to ir re g o la re , ta lv o l- ta b im o d al i (T 6 C 7 e T 8 C 6 ). L a co m p o n en te t er ri g e- n a r in ve n u ta n e lle f ra zi o n i p iù g ro ss e è r e lit ta . S ed im en ti n el c o m p le ss o m ed io cr em en te o p o co cl as sa ti (0 ,8 5 < σ φ < 1 ,5 0 ) co n a b b o n d an te s ilt c ar - b o n at ic o ( n o n è d a es cl u d er si u n le g g er o in cr em en - to d i t al e fr az io n e d o vu to a f ra n tu m az io n e m ec ca n i- ca in f as e d i s et ac ci at u ra ). L e cl as si p iù r ap p re se n ta te s o n o q u el le d el le s ab - b ie g ro ss e e m o lto g ro ss e (d a 2 0 0 0 a 5 0 0 _ m ) b en - ch é il se d im en to r is u lti d is tr ib u ito in u n a m p io s p et - tr o ( tr a -1 φ e 2 φ ). P re se n za d i a b b o n d an te fr az io - n e fin e ca rb o n at ic a. C la ss at u ra m ed io cr e (0 ,9 0 < σ φ < 1 ,2 5 ). S ab b ie f in i e m o lt o f in i co n d is cr et a co m p o n en te fa n g o sa . C la ss i g ra n u lo m et ri ch e m ag g io ri r ap p re - se n ta te d a p ic co le c o n ch ig lie d i b iv al vi c h e d an n o lu o g o a u n s e d im e n to , n e l c o m p le ss o m e d io c re - m en te c la ss at o (0 ,7 5 < σ φ < 1 ,1 5 ). F ac ie s si lic o cl as tic h e S IL IC O C L A S T IC O : q u ar zo , fe ld sp at i (d al la a lte ra zi o n e d ei g ra - n iti ), lit o cl as ti d el b as am en to e rc in ic o . B IO C L A S T IC O : lim ita to a p ic co le c o n ch ig lie d i g as te ro p o d i e a fr am m en ti d i g u sc i d i b iv al vi . F ac ie s m is te , si lic o cl as tic h e e in s u b o rd in e ca rb o n at ic h e S IL IC O C L A S T IC O : q u ar zo a s p ig o li vi vi ( 5 0 % o p iù ), fe ld sp at i e lit o cl as ti. B IO C L A S T IC O c ir ca 1 5 -2 0 % : m o llu sc h i e in s u b o r- d in e : fo ra m in if e ri , e c h in id i ir re g o la ri ( ra d io li e f ra m m e n ti d i g u sc i), b ri o zo i, sp ic o le d i s p u g n e si lic ee . F ac ie s m is te , lit o cl as tic o -b io cl as tic h e S IL IC O C L A S T IC O : l it o cl as ti a n d es it ic i, q u ar zo e f el d sp at i a e le va to g ra d o d i a rr o to n d a m e n to . B IO C L A S T IC O : p ic c o li g as te ro p o d i; la m el lib ra n ch i; co m p o n en te s u b o rd in at a: r ad io li e fr am m en ti d i ec h in id i, fr am m en ti al g al i, b ri o zo i, p ic co li cr o st a- ce i. F ac ie s ca lc lit iti co -s ili co cl as tic o -c ar b o n at ic h e C A L C L IT IT IC O : cl as ti d i c al ca ri m io ce n ic i S IL IC O C L A S T IC O : q u ar zo e f el d sp at i. B IO C L A S T IC O : m o llu sc h i, f o ra m in if e ri b e n to n ic i, b ri o zo i, ra d io li d i e ch in id i. F ac ie s m is te s ili co cl as tic o -c ar b o n at ic h e S IL IC O C L A S T IC O : q u ar zo a s p ig o li vi vi e f el d sp at i. B IO C L A - S T IC O : b iv al vi e g as te ro p o d i. F ra zi o n e o rg a n ic a : re si d u i d i P o si d o n ia i n c o n c e n tr a zi o n i im p o rt a n ti n e lle f ra zi o n i fi n i. G ra n u li d i o ri g in e a n tr o p ic a : sc ar ti d a n av i a v ap o re e r ar i a g g re g at i b itu m in o si . F ac ie s m is te s ili co cl as tic o -c ar b o n at ic h e B IO C L A S T IC O : m o llu sc h i ( va ri e sp ec ie d i l am el lib ra n ch i e p ic - c o li g a st e ro p o d i), b ri o zo i, fo ra m in if e ri b e n to n ic i e s va ri a te sp ec ie d i o rg an is m i d el la b io ce n o si a P o si d o n ia . S IL IC O C L A - S T IC O : q u ar zo e f el d sp at i in g ro ss i in d iv id u i e n el le f ra zi o n i fin i, ar en ar ia c em en ta ta , fr am m en ti lit o cl as tic i d el b as am en to m et am o rf ic o . Il te rr ig en o d im in u is ce n el p en d io in fe ri o re . F ac ie s ca rb o n at ic h e. A ss o ci az io n e fo rm at a d a u n a co m p o n en te i n d ig en a co st itu ita in p re va le n za d a al g h e ro ss e ca lc ar ee , e d a co m p o n en ti p ro - ve n ie n ti d al la p ar te p iù e le va ta d el b an co a P o si d o n ia . B IO - C L A S T IC O : al g h e ro ss e ca lc ar ee r am ifi ca te e in cr o st an ti, m o l- lu sc h i, fo ra m in ife ri b en to n ic i, fr am m en ti d i e ch in id i, b ri o zo i. P ic co le p er ce n tu al i d i t er ri g en o r el itt o ( ca m p io n i T 6 C 8 , T 8 C 7 e T 9 C 6 ) n o n t al e d a ca ra tt er iz za re d el le f ac ie s m is te . F ac ie s m is te . B IO C L A S T IC O : b iv al vi , fo ra m in ife ri p la n ct o n ic i e b en to n ic i. S u b o rd in at i: b ri o zo i, fr am m en ti d i g u sc i e ac u le i d i ec h in id i i rr eg o la ri . S IL IC O C L A S T IC O : q u ar zo a s p ig o li vi vi , m in er al i a cc es so ri C o m p o n en te a u tig en a: g la u co n ite ( m o d el li in te rn i d i fo ra m in i- fe ri ). F o re sh o re e sh o re fa ce su p er io re d el s et to re o ri en ta le d el g o lfo e sp o st o a l m o to o n d o so e a lle c o rr en ti d a es so i n d o tt e ch e se le zi o n an o e r im an eg g ia n o i s ed i- m en ti. F o re sh o re e sh o re fa ce s u p er io re d el s et to re o cc id en ta le d el g o lfo p ro te tt o d al le m as si m e in te n si tà d el m o to o n d o so . L e co n d iz io n i d i sc ar so i d ro d in am is m o fa vo ri sc o n o la p re se n za d i i n fa u n a e fa u n a b en to n ic a ch e p ro d u co n o u n im p o r- ta n te v o lu m e d i b io cl as ti. L a b as sa i n te n si tà d el m o to o n d o so i n d u ce l im ita to tr as p o rt o e s ca rs a se le zi o n e. B as e d i f al es ie w av e d o m in at ed . C o p er tu re s ed im en ta ri e d is co n tin u e si d ep o n - g o n o s u f o n d al i ro cc io si a lla b as e d el le f al es ie d el le a n d es iti o lig o -m io ce n ic h e d i P .t a Z av o rr a so g g et te a f o rt e m o to o n d o so ). I l su b st ra to è c o lo n iz za to i rr e- g o la rm en te d a m at te s is o la te d i P o si d o n ia o ce an ic a; i se d im en ti si a cc u m u la n o al l’i n te rn o d i p ic co le d ep re ss io n i e ro si o n al i.. O rg an is m i a g g lu tin an ti e in cr o st an - ti g en er an o in cr o st az io n i e a g g re g at i d i f ra m m en ti lit ic i, ra d io li e al tr i b io cl as ti. B as e d i f al es ie w av e d o m in at ed . S ed im en ti d is co n tin u i d el f o re sh o re e s h o re fa - ce d el la p ic co la s p ia g g ia d i C al a M o sc a al la b as e d el le f al es ie d el le c o lli n e ca l- ca re e d i C ap o S . E lia , ca ra tt er iz za ti d al la p re se n za d i a b b o n d an ti cl as ti ca lc ar ei . L e co n d iz io n i id ro d in am ic h e al l’i n te rn o d el la b ai a so n o p ro te tt e m en tr e al tr o ve l’e n er g ia d el m o to o n d o so è e le va ta . R ap id o d ec re m en to d el la c o m p o n en te ca lc lit iti ca v er so il la rg o p er l’ az io n e sc h er m an te d el la P o si d o n ia . S h o re fa ce in fe ri o re a n tis ta n te la la g u n a d i S . G ill a e d ep re ss io n e d el la p ia tt af o r- m a in te rn a. c ar at te ri zz at o d a al te rn an za d ep o si zi o n al e d i fa n g h i d i b el t em p o e la m in e sa b b io se d i te m p es ta . I se d im en ti d el la d ep re ss io n e p re se n ta n o u n a la m in az io n e p ia n o -p ar al le la c o st itu ita d a u n a fit ta a lte rn an za d i la m in e m ill im e- tr ic h e d i sa b b ia m o lto f in e e liv el li ar g ill o si a d a lto c o n te n u to i n m at er ia o rg an i- ca . F en o m en i d i c o st ip az io n e d el s ed im en to e f er m en ta zi o n e an ae ro b ic a. B as se e n er g ie id ro d in am ic h e p er p ro fo n d ità in fe ri o ri a lla b as e d el m o to o n d o so d i b el t em p o e d i t em p es ta . B an co d i m ed ia p ia tt af o rm a. F as ci a a p ro d u zi o n e ca rb o n at ic a co n p re se n za d i se d im en ti te rr ig en i r el itt i e d i s u b o rd in at i a p p o rt i t er ri g en i a tt u al i. T ra n si zi o n e tr a la p ra te ri a a ca n al i e q u el la c o n tin u a co n tr o lla ta d al l’i d ro d in am is m o d el m o to o n d o so d i t em p es ta . C o n tr o llo d el la s ed im en ta zi o n e d a p ar te d ei f at to ri b io lo g i- ci : p ro d u zi o n e d i se d im en to c al ca re o e i n tr ap p o la m en to n ei r iz o m i e ra d ic i d el le p o si d o n ia d ei s ed im en ti ca lc ar ei e t er ri g en i. I ca m p io n am en ti co n b en n a n o n s em p re s o n o p o ss ib ili p er l’ in te g ri tà d el la p ra te ri a. P ia tt af o rm a in te rm ed ia d is ta le e d e st er n a. A re al e si tu at o o ltr e il lim ite e st er n o d el la p ra te ri a, in u n a fa sc ia c h e si e st en d e d al la b at im et ri a in iz ia le d i c ir ca 4 5 m . P ro d u tt iv ità o rg an o g en a lim ita ta a d a re e n o n s ta b ili e d is co n tin u e. R im an eg - g ia m en to o p er at o d al m o to o n d o so d i te m p es ta ; am b ie n te i d ro d in am ic o n el co m p le ss o a s ca rs a ca p ac ità s el et tiv a (a b b o n d an te m at er ia le a g ra n u lo m et ri a fin e) . E vi d en ze s u i g ra n u li, d i e p is o d i d i a lte rn i s ep p el lim en ti e su cc es si ve m o b i- liz za zi o n i. S u l p al eo c o rd o n e si s vi lu p p an o d ei c al ca ri o rg an o g en i p re va le n te - m en te a d a lg h e ro ss e a co st itu ir e lo ca lm en te d ei p in n ac o li. L a fin e d el la c o m p o n en te a lg al e e la p re se n za d i se d im en ti p iù f in i a m at ri ce fa n g o sa d el im ita v er so il la rg o la t ra n si zi o n e al la s u cc es si va z o n a d i f ac ie s. P ia tt af o rm a es te rn a. F as ci a b at im et ri a al d i s o tt o d el la b as e d el m o to o n d o so d i te m p es ta a d ec an ta zi o n e fa n g o sa . P ro d u tt iv ità o rg an o g en a ra p p re se n ta ta d a la m el lib ra n ch i, fo ra m in ife ri s ia b en to n ic i ch e p la n ct o n ic i ed e ch in id i ir re g o la ri (m in o ri ). A lt a co n ce n tr az io n e d i q u ar zo e m in er al i p es an ti n el le f ra zi o n i fin i. P re se n za in o ltr e d i m in er al i a u tig en i. T a b . 2 - S in te si d e g li a m b ie n ti e d e lle f a c ie s d e p o si zi o n a li d e lla p ia tt a fo rm a d i C a g lia ri . ke tc h o f e n vi ro n m e n ts a n d d e p o si ti o n al f ac ie s o n t h e s h e lf o f th e G u lf o f C ag lia ri . I sedimenti terrigeno carbonatici ... 212 attesta, nei campioni prelevati sulla battigia, intorno al 10÷15% e nei campioni di spiaggia sommersa al 30% circa del totale, fino a circa il 45% nel campione T8C1. I bioclasti sono in prevalenza gusci di molluschi (lamelli- branchi e gasteropodi), talvolta sub-attuali calcitizzati e sepolti da sabbie siltose nerastre. Si ritrovano inoltre radioli e frammenti di gusci di echinidi irregolari, briozoi, foraminiferi e, nelle frazioni di diametro minore, rare spi- cole di spugne silicee. Sempre in relazione con la bassa energia, nei campioni più distali di tale gruppo di facies è spesso presente una componente organica costituita da frammenti di foglie di Posidonia. Tale com- ponente nel campione T6C3 arriva fino a circa il 30% (stima areale al binoculare) nella frazione 500÷250 µm, nel T7C2 il al 30% nella frazione 250÷125 µm e nel T7C3 al 20% nelle frazioni 1000÷500 µm. 5.3 Facies litico-bioclastiche di Punta Zavorra Nei pressi di Punta Zavorra si osservano facies poligeniche con componente litoclastica e bioclastica. Il fondo marino è in prevalenza roccioso (andesiti) e i sedimenti si accumulano all’interno di concavità erosio- nali che si alternano a mattes isolate di Posidonia. I sedimenti sono rappresentati da sabbie grosse o molto grosse con una discreta componente ghiaiosa. Nella battigia predomina la componente litoclastica (85%), mentre in mare predomina la componente bioclastica (50÷60% circa). I clasti litici, in genere arrossati, pro- vengono dall’erosione delle andesiti oligoceniche e dei depositi quaternari esposti in falesia, e indirettamente dal basamento dell’Horst del Sulcis. Nettamente subordinati sono i piccoli granuli di quarzo a spigoli vivi, che diventano relativamente importanti nelle frazioni a granulometria minore. La componente bioclastica è composta prevalen- temente da piccoli gasteropodi, mentre i lamellibranchi sono meno rappresentati. Inoltre sono presenti radioli e frammenti di gusci di echinidi e, in misura subordinata, frammenti algali, briozoi e chele di piccoli crostacei, oltre a incrostazioni e particelle aggregate per opera di vermi. 5.4 Facies calclititiche di Capo S. Elia Attorno al Capo S. Elia e soprattutto all’interno dell’insenatura di Cala Mosca è presente un gruppo di facies terrigene a componente calclititica. Sulla battigia le sabbie sono grosse e composte prevalentemente da granuli calcarei poco elaborati, provenienti dall’erosione Fig.7 - Principali litofacies: a) Campione T3C2: sabbie ghiaiose silicoclastiche di shoreface; b) campione T4C6 misto bioclastico-terri- geno del pendio esterno del banco a Posidonia; c) campione T3C5 in facies ad alghe rosse e foraminiferi; d) campione T7C5 misto alla transizione della depressione ovest col banco principale, frazione 250÷125µm: nel riquadro granuli fecali isolati. La barra di scala è lunga 5 mm in A, B, C e 1 mm in D. Ubicazione in Fig. 3. Main lithofacies: a) Sample T3C2: shoreface siliciclastic gravelly sands; 2) sample T4C6: bioclastic-terrigenous gravelly sand of the outer slope of the Posidonia bank; 3) sampleT3C5: red algae and foraminifers facies; 4) sample T7C5 in western trough, fraction 250÷125µm: in square selected fecal-pellets. Bar scales are 5 mm in length for A, B, C and 1 mm for D. For locations see Fig.3. L. Lecca et al. 213 delle falesie dove affiora una sequenza del Miocene superiore costituita da calcari a lithotamnium, assieme a calcari marnosi e in subordine areniti quarzoso-feld- spatiche debolmente cementate (LEONE et al., 1992). Questa componente litica subisce un rapido calo spo- standosi verso il largo con l’instaurarsi dei banchi di posidonie, presenti già a poca distanza dalla riva. La componente terrigena è in parte quarzosa (fino al 45% in T5C2) con granuli di dimensioni minori rispetto a quelli calclititici. La componente bioclastica è decisa- mente subordinata in battigia (circa 1% del totale) ma acquista maggiore importanza a qualche metro di profondità (circa 10%). Tale componente è costituita da molluschi (compresi vermetidi), briozoi, radioli di echini- di, foraminiferi bentonici e ostracodi. La materia organi- ca, come frammenti di fanerogame ed alghe di bassa profondità, è talvolta presente in quantità importante. 5.5 Facies fangose a lamellibranchi dello shoreface inferiore antistante S. Gilla e della depressione della piattaforma interna La depressione interna, rispetto allo shoreface superiore e al banco principale della prateria a posido- nie, è un ambiente a bassa energia dove si depongono in prevalenza sabbie fini e fanghi. Le curve granulome- triche hanno un andamento irregolare, in alcuni casi sono marcatamente bimodali o polimodali. Questo carattere è dovuto alla presenza di gusci provenienti da infauna e fauna bentonica che colonizzano il fondale fangoso. Inoltre nel campione T6C5 si trovano ciottoli fluviali relitti che documentano una sedimentazione tardo-olocenica-attuale discontinua che, in aree limita- te, lascia esposti sedimenti più antichi. Le sabbie fini e molto fini quarzose presentano una componente orga- nica di frammenti di Posidonia, oltre a gusci di lamelli- Fig.8 - Zonazione delle facies deposizionali della piattaforma del Golfo di Cagliari. Depositional facies on the shelf of the Gulf of Cagliari: 1 ) quartzose-bioclastic facies of S. Gilla’s shoreface; 2) terrigenous facies of Quartu’s shoreface and Sarrabus’ shelf; 3) P.ta Zavorra lithic-bioclastic facies; 4) Cape S. Elia calci-lithic arenite facies; 5) sandy-muddy bivalve bearing facies of the lower western shoreface; 6) muddy facies with bivalves of the western inner shelf’s trough; 7) mixed bio- clastic-terrigenous facies of the eastern shelf’s trough; 8) middle-shelf mixed bioclastic-terrigenous facies; 9) red algae and foraminifers facies; 10) distal facies with bivalves and foraminifers; 11) paleo shore-line; 12) shelfbreak. I sedimenti terrigeno carbonatici ... branchi e a una componente bioclastica. L’importanza dei frammenti di posidonie, è stata quantificata per stima areale nei campioni T7C3 (30% nelle frazioni 2000÷250 µm), T7C4 (60% tra 2000÷1000 µm, 50% tra 1000÷500 µm e 30% tra 500÷250 µm), T7C5 (20% tra 500÷250 µm) e T6C5 (5% tra 250÷125 µm). In T7C4 si riscontrano rari pirosseni e biotiti attri- buibili a una piccola componente andesitica provenien- te da Punta Zavorra o altri affioramenti di andesiti (Fig. 1). Si ritrovano infine materiali di origine antropica, pro- babili scarti di combustione di navi a vapore che stazio- navano in rada. Questa zona del Golfo di Cagliari anche ai nostri giorni è infatti interessata da ancoraggi di navi commerciali. A tal proposito si segnala in questo grup- po di facies così come nello shoreface di S.Gilla la pre- senza di rari granuli aggregati da bitume. Le facies più fangose sono rappresentate dai campioni T6C6 e T8C4 nei quali tutto il materiale passa al vaglio dei 63 µm. Questi fanghi danno una discreta effervescenza all’HCl per cui la parte carbonatica è stata valutata mediante calcimetria intorno al 20%. Al microscopio è visibile, dopo un attacco con HCl, molta materia organica, particelle siltose di vario aspetto e una componente argillosa terrigena (argille e materiale organico = 43,0%). Infatti questa zona del golfo è sog- getta all’accumulo dei sedimenti più fini degli eventi di piena del Rio Mannu e del Cixerri, le cui torbide si è constatato che raggiungono quasi tutta la parte occi- dentale della piattaforma. Il materiale bioclastico è costituito per lo più da grossi lamellibranchi come mitilidi, pettinidi e cardidi e subordinati gasteropodi. La parte restante è costituita da foraminiferi, briozoi, radioli di echinidi, rari noduli algali e numerosi fecal pellets (Fig. 7D). Questi ultimi hanno dimensioni variabili tra 500÷125 µm e sono costituiti da fango terrigeno-carbonatico e materia organica. I sedimenti mostrano, al momento del prelievo (la benna ha campionato fino a circa 20 cm sotto la super- ficie del fondo), una tipica struttura costituita da una fitta alternanza di lamine millimetriche di sabbia molto fine e argille nere. Inoltre la parte interna di alcuni bio- clasti si presenta annerita a causa del seppellimento nel fango. Questi elementi documentano che tale facies laminata è attribuibile all’alternanza di fanghi di bel tempo, ricchi di materia organica, con lamine sabbiose di tempesta, e che in questo ambiente si instaurano precocemente condizioni riducenti subito al di sotto dell’interfaccia acqua-sedimento. 5.6 Facies miste bioclastico-terrigene Sedimenti misti bioclastico-terrigeni sono presenti in piattaforma intermedia nel banco principale a Posidonia e nel pendio esterno al banco. L’ambiente deposizionale di questo gruppo di facies corrisponde circa all’areale dell’offshore superiore (15÷50 m circa). I sedimenti sono mediocremente classati (Fig. 7B), tal- volta bimodali (T6C7 e T8C6), prevalentemente distri- buiti nelle classi delle sabbie grosse e molto grosse (2000-500 µm), con una discreta coda fine. Generalmente il bioclastico prevale sul terrigeno con percentuali del 60÷70%, ma talvolta è subordinato con valori del 30÷40%. La componente bioclastica è domi- nata dai molluschi, mentre nella parte distale assumono maggiore rilevanza i frammenti di alghe rosse. Inoltre risulta importante la presenza di briozoi, tra i quali sono stati riconosciuti Cellepora pumicosa e Lichenopora radiata, e di numerosi foraminiferi bentonici di dimen- sioni fino a 1000 µm. È da notare la frequente presenza di Miniacina miniacea, che vive sulle radici e rizomi esposti delle posidonie. In quantità subordinata si rin- vengono radioli o frammenti di gusci di echinidi, alcuni piccoli crostacei e rari coralli aermatipici. La componente silicoclastica rinvenuta nella parte prossimale del banco è generalmente rappresentata da sabbie medie e fini, mentre nella parte esterna del banco e del pendio si rinvengono sabbie molto grosse debolmente ghiaiose costituite da quarzo, feldspati, litoclasti metamorfici e arenarie cementate, oltre a una subordinata coda fine quarzosa. L’origine di tale com- ponente silicoclastica nella parte prossimale del banco (zone in cui il banco a posidonie si raccorda diretta- mente allo shoreface) può essere ricondotta alla attuale sedimentazione di sabbie di shoreface mobilizzate da eventi di tempesta. Diversamente, nelle parti separate dalle depressioni, nel banco a posidonie e nel pendio fino a –50 m circa, la componente silicoclastica deve essere attribuita al rimaneggiamento e risedimentazione di sedimenti relitti presenti in questa parte di piattafor- ma. Questi sedimenti, sulla base del grado di elabora- zione e della presenza di granuli di arenarie cementate senza matrice possono essere attribuiti in parte a paleo spiagge, e in parte, per la presenza di granuli cementati da matrice arrossata, a paleo depositi continentali (pro- babilmente fluviali o colluviali). L’analisi dei diversi pro- fili ecografici eseguiti mostra che il banco costituisce una struttura continua trasversale a tutto il Golfo, pur presentando areali a diversa tipologia. Purtroppo in questa zona spesso la benna non ha prelevato alcun sedimento a causa della continuità delle posidonie; per- tanto per una migliore descrizione della sedimentazione relitta si rimanda successive campionature. 5.7 Facies ad alghe rosse e foraminiferi Queste facies compaiono nella parte più esterna del pendio del banco a Posidonia, cioè lungo la fascia delle sand waves, e sui fondali pianeggianti fino alla transizione verso la piattaforma esterna (offshore supe- riore-offshore inferiore). Il sedimento è costituito da una componente indigena ad alghe rosse e foraminiferi, e da sedimenti alloctoni provenienti dal pendio esterno del banco. La composizione è quasi esclusivamente biocla- stica (Fig. 7C) ma verso terra si osserva una transizione graduale con le facies miste. L’andamento delle curve granulometriche mostra una moderata uniformità tra tutti i campioni prelevati; gli intervalli più rappresentati sono quelli delle sabbie grosse e molto grosse (da 2000 a 500 µm), benché il sedimento risulti distribuito in un intervallo tra le ghiaie e i fanghi. L’importante presenza di una coda di sabbia molto fine - fango carbonatico documenta l’ambiente distale a bassa energia. La componente predominante è costituita da grossi frammenti algali prevalentemente ramificati (Lithophyllum racemus) e altre forme indeterminate loose branching (sensu JOHNSON 1962 e JOHNSON & ADEY, 1965) di pochi millimetri. Seguono per importanza i foraminiferi, frammenti di molluschi, di echinidi e, in subordine, briozoi. La fauna bentonica si sviluppa pro- babilmente su zone in rilievo e in substrati semi stabili 214 L. Lecca et al. dove le alghe rosse si rinvengono regolarmente vive e lasciano supporre un ampio areale di distribuzione. Questo gruppo di litofacies si riscontra a cavallo della paleo-riva dei –55 m al di sopra della quale, talvol- ta nella parte orientale, le linee ecografiche evidenziano la presenza di pinnacoli algali. Il limite batimetrico inferiore di queste facies è stato ubicato, indicativamente in base ai profili ecogra- fici, lungo i fondali pianeggianti a sedimentazione fan- gosa della piattaforma esterna. Tali facies, campionate maggiormente nella zona “a” di Figura 3, saranno descritte con maggior dettaglio in successive fasi di questa ricerca. 5.8 Facies distali a lamellibranchi e foraminiferi Le campionature tuttora in corso nel settore occi- dentale del golfo hanno permesso di riconoscere, nella parte più esterna della piattaforma (–75÷–110 m), la transizione ad una fascia a sedimentazione sabbiosa fine e fangosa mista quarzoso-bioclastica. La produttività organogena è rappresentata da piccole conchiglie di bivalvi, foraminiferi sia bentonici che planctonici e in minor quantità da echinidi irregolari. La componente silicoclastica è rappresentata da sabbie fini quarzose a spigoli vivi. Inoltre è presente una discreta concentrazione di minerali autigeni, accresciuti all’interno di foraminiferi, e altri minori indeterminabili. 6. MODELLO DEPOSIZIONALE TARDO OLOCENI- CO–ATTUALE DELLA PIATTAFORMA DI CAGLIARI 6.1 Ambienti e processi La piattaforma del Golfo di Cagliari si delinea come un sistema sedimentario complesso, sede di pro- cessi deposizionali controllati da diversi tipi di fattori sedimentologici. Il regime idrodinamico è quello di uno shelf wave-dominated “attenuato”, essendo il golfo esposto alle sole mareggiate dai quadranti meridionali e ridossato rispetto a quelle dei quadranti occidentali (SERRA, 1971; ISTITUTO IDROGRAFICO DELLA MARINA, op. cit.), infatti le posidonie riescono a prevalere nella piattafor- ma intermedia, diversamente a quanto avviene nella Sardegna occidentale dove le frequenti tempeste da nordovest danno luogo ad una piattaforma tipicamente wave-dominated (CARBONI et al., 1989). Gli apporti terri- geni sono scarsi mentre, in piattaforma intermedia, una importante produttività carbonatica si sovrappone a sedimenti di precedenti cicli deposizionali a controllo eustatico. Il risultato è quello di una piattaforma mista terrigeno-carbonatica organizzata in un sistema di ambienti documentati dalla presenza dei diversi gruppi di facies deposizionali (Tab. 2 e Fig. 9). Ambiente transizionale Le più complete sezioni della piattaforma mostra- no una transizione all’ambiente estuarino costituita da una laguna microtidalica, schizoalina, separata dal dominio marino mediante la discontinua barriera sab- biosa attuale. Questo ambiente, non descritto in questo studio, deve essere considerato integrante del sistema della piattaforma continentale per gli apporti terrigeni estuarini che alimentano lo shoreface, per i controlli marini che subisce attualmente da parte delle tempe- ste, per la produttività bioclastica salmastra (COTTIGLIA 215 F ig .9 - A m b ie n ti e m o d e llo d e p o si zi o n a le d e lla p ia tt a fo rm a d i C a g lia ri . S e zi o n e r ic o st ru it a s u lla b a se d i u n p ro fil o s p ar ke r 5 0 0 J e d iv e rs e li n e e e c o g ra fic h e : il p ro fil o m o st ra le s e q u e n ze d e p o - si zi o n a li p re c e d e n ti l’ u lt im o m in im o g la c io -e u st a ti c o d e i 1 8 ÷ 2 0 K a ( g ri g io c h ia ro ) e la s e q u e n za d i t ra sg re ss io n e e d i a lt o e u st a ti c o p o st -g la c ia le ( g ri g io s c u ro ). U b ic a zi o n e in F ig . 3 . E n vi ro n m e n ts a n d d e p o si ti o n al m o d e l o f th e s h e lf o f C ag lia ri . In te rp re ta ti ve c ro ss -s e c ti o n o f a 5 0 0 J s p ar ke r p ro fil e a n d o f se ve ra l e c o g ra p h ic l in e s o f th e w e st e rn s e c to r o f th e G u lf. L ig h t g re y: p re 1 8 ÷ 2 0 K a se d im e n ts , d ar k g re y: p o st 1 8 ÷ 2 0 K a se d im e n ts . F o r lo c at io n s e e F ig .3 . I sedimenti terrigeno carbonatici ... et al., 1973) e infine perché durante gli stazionamenti alti quaternari è stata sede dei più interni coastal onlap. Rispetto all’attuale piattaforma tale ambiente viene per- tanto considerato come un paleo shore-shoreface- depressione interna della piattaforma quaternaria durante le fasi di massimo eustatico come per esempio è stato durante il Tirreniano (MIS 5, Marine Isotope Stage 5 sensu MARTINSON et al., 1987; PECORINI, 1986). Shoreface superiore La sedimentazione in shoreface è generalmente fining basinward con sabbie grosse in prossimità della battigia, dove dominano le strutture a ripples da onda di bel tempo, e fini verso le depressioni della piattafor- ma interna. Il profilo complessivo è quello di un corpo sabbioso ampio da qualche decina fino a diverse centi- naia di metri, debolmente convesso. Attualmente que- sto ambiente mostra condizioni instabili, anche se i bilanci volumetrici totali sono difficilmente valutabili; il foreshore, che costituisce l’elemento maggiormente osservabile, mostra in tempi storici arretramenti per cause globali e probabilmente anche per cause antropi- che locali. La produttività carbonatica si evidenzia nella parte distale dei fondali sabbiosi e con l’inizio delle posidonie, che nelle linee ecografiche può essere ubi- cato a profondità di –4÷8 m nel settore orientale e a circa –2÷6 m in quello occidentale, dove gli organismi crescono in condizioni idrodinamiche generalmente tranquille. Nel settore orientale del golfo (spiaggia del Poetto pre-ripascimento, Golfo di Quartu), il dinamismo del moto ondoso ostacola lo sviluppo delle praterie interne nella zona prossimale dello shoreface (<–4 ÷ –8 m). La sedimentazione bioclastica è ridotta ai clasti più grossi, mentre i più fini e/o i meno pesanti vengono allontanati verso settori più distali, dando luogo a una sedimentazione quasi completamente silicoclastica. Nel settore occidentale del golfo (Spiaggia della Maddalena - La Playa) le fanerogame colonizzano le aree prossimali più protette già a pochi metri di profon- dità, e le sabbie presentano un’importante componente bioclastica fino a circa il 40%. Infatti, l’energia in que- sto tratto di costa è piuttosto bassa e il substrato di sabbie fini-molto fini permette la presenza di una ricca fauna epi ed endo-bentonica di limivori e filtratori. Shoreface inferiore e prateria a posidonie interna Come è già stato illustrato, i profili ecografici documentano una prima prateria a Posidonia, con una fascia prossimale a mattes e canali intermatte e una più profonda dove la prateria si presenta continua. I sedi- menti sono silicoclastici di shoreface nella parte interna e siltosi e bioclastici nella parte più profonda di transi- zione alla depressione della piattaforma interna. Questa colonizzazione prossimale da parte della prate- ria è un prezioso indicatore delle condizioni idrodinami- che e consente di ubicare, anche se in modo approssi- mato, la base del moto ondoso di bel tempo (fwwb) all’inizio della fascia a posidonie “continue” (Fig. 5). Poiché lo sviluppo della struttura a matte richiede diver- si anni si deduce che questo limite non è soggetto alle fluttuazioni stagionali, ma è piuttosto da ritenersi stabile lungo un arco di tempo almeno decennale; solo durante le maggiori tempeste viene modificato e le posidonie vengono spiaggiate. Sulla base dell’analisi ecografica il fwwb è ubicabile lungo il profilo T4 (settore nord-orien- tale del golfo) alla profondità di 12÷13 m, e a circa 7÷8 m nel profilo T6 (settore occidentale, fig 7). Depressioni della piattaforma interna La piattaforma di Cagliari, rispetto al resto della piattaforma sarda, è caratterizzata dalla presenza di due depressioni che si sviluppano parallelamente alla linea di costa, ubicate tra lo shoreface e il banco della piattaforma intermedia. La più importante, quella a ovest di Capo S. Elia e antistante la laguna di S. Gilla, è colonizzata dalla pra- teria solo tra lo shoreface e l’offshore superiore, mentre la parte più profonda è spoglia e planare. La sedimen- tazione varia da un’alternanza di lamine di fango e di sabbie fini (facies fangose a lamellibranchi), a sedimenti completamente fangosi nella parte più profonda (-27 m, profilo T7; campioni T6C6, T8C4). L’idrodinamismo è molto basso grazie alla protezione data dal banco della piattaforma intermedia che accresce delimitando una zona chiusa a scarsa circolazione delle acque dove epi- sodicamente, sul fondo, s’instaurano condizioni anossi- che. L’assenza della prateria in questa parte della depressione è probabilmente riconducibile agli effetti sfavorevoli indotti dalla sedimentazione fangosa asfitti- ca sull’apparato radicale e dal materiale fine in sospen- sione derivato dalle torbide fluviali argillose e dal disfa- cimento delle foglie delle posidonie delle zone adiacen- ti. In questo ambiente si individua dunque un limitato “offshore inferiore” chiuso nella piattaforma interna pro- tetta (Fig. 9), come evidenziano i fondi piani e la lamina- zione parallela nella parte più profonda della depressio- ne, mentre esternamente al banco, nella parte aperta ed esposta della piattaforma, l’inizio dell’offshore infe- riore (swb) si delinea a maggiori profondità, tra le sand waves e i fondi piani. I campioni più fangosi mostrano una componente carbonatica con valori di circa il 20% (da calcimetria) che si associa a una quarzosa di circa il 60% e una componente organica di circa il 10-20%. Oltre a que- ste componenti si sottolinea la presenza di fango in granuli fecali (Fig. 7D). Nella depressione della piattaforma a est di Capo S. Elia, invece, un simile contesto deposizionale non si verifica, essendo la depressione più piccola e meno profonda (–22 m, profilo T4). L’esposizione al moto ondoso consente sia un maggior ricambio d’acqua sia l’allontanamento delle frazioni fini, pertanto i sedimenti sono più sabbiosi e le posidonie sono presenti anche nella parte più profonda. Banco principale a posidonie Nel Golfo di Cagliari, le attuali condizioni favore- voli fanno sì che le posidonie e i sedimenti associati producano un rilievo riccamente carbonatico che, non avendo una struttura interna wave resistent, viene denominato banco sensu RIDING (2002). Il banco a Posidonia si eleva di 10÷15 metri rispetto alle depres- sioni interne, culmina a circa –12 metri e possiede un pendio esterno, anch’esso con una importante compo- nente carbonatica, fino alla transizione con i fondi pla- nari esterni a circa 50 metri. Il suo sviluppo occupa un’ampia fascia quasi parallela alla linea di costa che si raccorda verso NE alla piattaforma del Sarrabus e verso SW a quella del Sulcis meridionale e nella parte centrale al promontorio di Capo S. Elia. I profili ecogra- 216 L. Lecca et al. fici evidenziano che la zona di offshore superiore, coin- cidente con la parte alta del banco, è completamente colonizzata dalla Posidonia, come dimostrano i nume- rosi tentativi di campionamento non riusciti in diverse parti del banco. La prateria, pur ricoprendo in maniera omogenea dei vasti areali, presenta discontinuità e dif- ferenze di accrescimento al suo interno. La struttura a matte con pareti alte e canali intra-matte è probabil- mente prodotta dalla frequente azione delle onde di bel tempo e dall’azione più intensa di quelle di tempesta. Più esternamente la prateria appare più continua e caratterizzata spesso da un profilo ad ampi gradini. Nelle parti distali comincia a diradarsi per poi scompari- re alla profondità di circa 30 ÷ 35 m per diminuzione della luminosità. Al banco si associa un’importante produttività bioclastica che si diversifica in prossimità dell’apparato radicale, nei rizomi e nelle foglie. Gli abbondanti resti scheletrici carbonatici vengono intrappolati dalla prate- ria e colmano locali depressioni di inter o intramatte. Il ruolo della prateria nel controllo della sedimentazione attuale si esplica da un lato nella produzione di materia- le organico e di sedimento carbonatico-bioclastico, dal- l’altro nelle funzioni di consolidamento delle superfici deposizionali, che impediscono la dispersione degli apporti terrigeni al largo, e di smorzamento del moto ondoso di tempesta e delle correnti associate. Lo svi- luppo verticale delle mattes è relazionato al tasso di sedimentazione e può raggiungere velocità di crescita dell’ordine di 1 m/secolo (PÉRÈS & PICARD, 1964; RIEDL, 1991). I profili sparker (LECCA et al., 1998) ed SBP (Fig. 10) effettuati trasversalmente al banco mostrano una capacità almeno debolmente aggradante. La facies deposizionale più diffusa è quella mista bioclastico-terrigena. La componente terrigena nella parte prossimale del banco può provenire da risospen- sioni per tempesta di sabbie fini, mentre distalmente deve essere attribuita al rimaneggiamento di sedimenti relitti. Pendio esterno del banco, settore distale a fondo pla- nare e paleo-riva Il pendio esterno del banco principale, ormai spo- glio di posidonie, presenta ondulazioni del fondo dispo- ste circa parallelamente al banco, chiaramente ricono- scibili come sand waves prodotte dall’azione delle onde di tempesta sul fondale, in una fascia batimetrica com- presa tra –35 e –55 metri circa. Il sedimento è costituito da sabbie bioclastiche molto grosse e mal classate con matrice fangosa, testimonianti un ambiente idrodinami- co attuale episodicamente trattivo. La componente bioclastica è costituita da fram- menti algali (prevalentemente alghe ramificate non fis- sate al fondo), da briozoi, molluschi, echinidi e foramini- feri. La frazione algale è costituita soprattutto da Lithophyllum racemus, oltre a Lithophyllum expansum, 217 Fig. 10 - Interpretazione sequenziale dei sedimenti che colmano la depressione occidentale della piattaforma interna. a) interpretazio- ne dei profili 3,5 kHz (CONTU et al.,1983; LECCA et al., 1998), b) unità genetiche, fasi eustatiche e sequenziali. Ubicazione in Fig. 3. Interpretation of 3.5 kHz profiles (CONTU et al.,1983; LECCA et al., 1998) showing: a) the genetic units and b) the sequential and eustatic stages of the western trough infilling sediments. For location see Fig.3. I sedimenti terrigeno carbonatici ... Peysonnelya sqamaria e Vidalia volubilis, quest’ultima parzialmente calcificata. I frammenti algali appaiono spesso di colore grigio scuro testimoniando episodi di seppellimento. La componente silicoclastica relitta è stata cam- pionata tra –30 e –50 m con percentuali decrescenti verso il largo. Nella parte terminale del pendio le litofa- cies tendono a perdere il carattere terrigeno fino a dive- nire completamente bioclastiche. Tenuta presente l’e- voluzione paleogeografica durante la risalita olocenica, questa componente deve essere ritenuta più ampia- mente disponibile e ricondotta fino alla linea di costa verso il Sulcis e il Sarrabus, sia verso il Capo Sant’Elia. I tipi di granuli individuati nei sedimenti campionati (cla- sti litici metamorfici, granuli millimetrici di quarzo e k- feldspato e rari granuli di arenarie debolmente cemen- tate), sono attribuibili a diverse antiche facies verosimil- mente presenti attualmente sotto il banco principale delle posidonie (tra i –10 e i –50 m circa). Tra le facies relitte prevalgono quelle attribuibili a depositi alluvionali e colluviali continentali, a depositi di spiaggia e in subordine a complessi dunari, come inizialmente ipotiz- zato da SEGRE (1968). Dall’analisi dei profili risulta che le strutture ad onde di sabbia diminuiscono gradualmente di lunghez- za e altezza e aumentano di frequenza, fino a scompari- re alla profondità di 55 m. In questa fascia batimetrica si osserva la transizione ai fondi planari, interrotti alla profondità di circa 55 ÷ 60 m dal paleo-cordone litorale. Le alghe rosse prevalgono nettamente a profon- dità più basse (45÷75 m) rispetto all’areale di distribu- zione delle posidonie, e si sovrappongono con queste ultime solo parzialmente a profondità minori. Ciò evi- denzia una possibile complementarietà con le posido- nie. Infatti dove le posidonie hanno il maggiore accre- scimento le alghe rosse non riescono ad essere com- petitive, avendo una struttura scheletrica molto più bassa, mentre al diradarsi della prateria per la diminuita luminosità ne risultano avvantaggiate. In questa fascia l’idrodinamismo delle tempeste rimuove episodicamen- te i sedimenti algali favorendo le specie variamente ramificate dei fondi incoerenti, mentre sulla cima del paleo cordone si osservano caratteristici pinnacoli pro- dotti piuttosto da specie di tipo incrostanti. Nonostante nella zona campionata (T7-T8) la tran- sizione tra la zona ad alghe rosse e quella più profonda a sedimenti sabbiosi fini a lamellibranchi si verifichi esternamente alla paleo-riva, si ritiene che quest’ultima costituisca un limite fisiografico-deposizionale che dovrà essere meglio definito dal prosieguo delle cam- pionature nella piattaforma esterna. Piattaforma esterna Della piattaforma esterna si ha una buona defini- zione su base ecografica mentre della sedimentazione si hanno solo dati preliminari che documentano la pre- senza di sabbie fini fangose a lamellibranchi, foramini- feri ed echinidi irregolari. Essa è individuabile esterna- mente alla paleo-riva dei –55 m, fino al bordo deposi- zionale della piattaforma posto a circa -115÷125 metri. L’ampiezza della piattaforma esterna, che costituisce l’infrastruttura per i fondali ricoperti dalle litofacies distali, è nettamente subordinata rispetto agli altri ambienti perché il livello eustatico di low-stand dei 19- 20 Ky e i precedenti low-stand intercettavano il prisma deposizionale in prossimità della transizione alla parte profonda del bacino di Cagliari; i sedimenti venivano pertanto deposti in condizioni poco stabili e in tempi brevi subivano processi di trasporto, granulare e di massa, verso il bacino. 7. DISCUSSIONE 7.1 Ipotesi genetiche delle depressioni e del banco principale a posidonie La genesi delle depressioni e del banco principale a posidonie è decisiva per la comprensione del funzio- namento sedimentario dell’intera piattaforma attuale. Nella interpretazione di SEGRE (1964) l’origine delle depressioni veniva attribuita alla erosione di valli fluviali durante la fase eustatica di low stand “wurmiana” (MIS 4-2). Riferendosi all’attuale funzionamento sedimenta- rio della piattaforma, l’accrescimento del banco biocla- stico a posidonie della piattaforma intermedia avrebbe sbarrato verso lo shoreface una depressione che costi- tuirebbe una “laguna” fangosa silicoclastica e modera- tamente carbonatica di mare temperato. Questo impli- cherebbe, trascurando i fattori delle antecedenze di low stand, che l’alimentazione terrigena alla transizione shoreface-piattaforma intermedia non sia stata volume- tricamente paragonabile all’accrescimento silicoclasti- co-carbonatico del banco verso l’alto, cioè abbia pre- valso l’aumento di spazio disponibile (eustatic accomo- dation sensu POSAMENTIER et al., 1988) rispetto all’input terrigeno in shore face. Una miglior ricostruzione deriva dall’interpretazio- ne sequenziale delle registrazioni sub-bottom profiler (Fig. 10) che evidenzia una genesi controllata contem- poraneamente dai due fattori. Si deduce che l’erosione di low stand, verificatosi lungo valli fluviali a est e a ovest di Capo S. Elia, abbia isolato delle colline; in fase di innalzamento eustatico le valli fluviali divenivano sede di lagune estuarine, mentre sulle colline si sono depposte sequenze sabbiose terrigene di shore-shore- face seguite, con l’annegamento, dall’instaurarsi del banco bioclastico a posidonie. Col proseguire dell’in- nalzamento eustatico olocenico (maximum flooding), la depressione si sarebbe accentuata sia per la capacità del banco a posidonie di crescere verso l’alto, sia per il verificarsi di un deficit volumetrico di sedimenti nelle paleo-valli fluviali, derivato dalla retrogradazione dell’in- put terrigeno e dall’aumento dello spazio disponibile per l’innalzamento eustatico. Pertanto i più recenti fat- tori di controllo di questa parte di piattaforma sarebbe- ro individuabili nella presenza di paleo-morfologie del MIS 2, nell’input terrigeno e nella produttività bioclasti- ca. Tali fattori hanno avuto entità paragonabili con una debole prevalenza della produttività carbonatica in fase di high stand (Fig. 10). 7.2 Definizione ed evoluzione della piattaforma nel Quaternario Il carattere essenzialmente bioclastico di gran parte della sedimentazione nell’intera piattaforma è chiaramente riferibile all’odierno contesto eustatico di high stand e alle condizioni di controllo della tempera- tura, salinità e limpidezza delle acque che permette condizioni di vita ottimali alle biocenosi a posidonie, ad alghe rosse, a molluschi e diverse altre. Una tale pro- 218 L. Lecca et al. duttività è comparabile ad altre aree del mediterraneo centrale e occidentale dove sono state descritte sedi- mentazioni carbonatiche come a ovest della Sicilia e a est della Tunisia (BUROLLET, 1981; COLANTONI et al., 1993) e nelle isole Baleari (MATEU, 1989; FORNOS et al., 1991; FORNOS & AHR, 1997), ma nel Golfo di Cagliari si eviden- zia una piattaforma articolata in ben diversificati ambienti. L’attuale morfologia del fondo marino caratte- rizza questa piattaforma e ne controlla i processi biolo- gici, di trasporto e di deposizione. La presenza di aree depresse, attribuibili a paleo ambienti fluviali e costieri transizionali, contribuisce a confinare il terrigeno in piat- taforma interna, mentre una fascia in rilievo distante dagli apporti terrigeni, in media piattaforma, costituisce un’areale ottimale per l’ecosistema a Posidonia e, a maggiori profondità, per quelli algali, a lamellibranchi, echinidi e foraminiferi. Il terrigeno prevale nello shoreface mentre nel resto della piattaforma viene prodotto sedimento car- bonatico che, in piattaforma intermedia, si unisce ai sedimenti relitti terrigeni dando luogo a facies miste. Nonostante il chiaro riconoscimento dell’attuale fase carbonatica, questa piattaforma non può essere definita carbonatica in senso stretto, perché durante tutto il tempo in cui tale piattaforma si è trovata in con- dizioni di livello eustatico più basso dell’attuale, fino ai massimi low stand, si sono avvantaggiati sempre più gli ambienti subaerei e di shoreface a sedimentazione con- tinentale e sabbiosa terrigena. Quindi i sedimenti relitti rappresentano un input terrigeno che si è realizzato maggiormente durante le fasi eustatiche di falling, low stand e rising, mentre la produttività bioclastica durante quella di high stand. In tal senso si può attribuire a questa piattaforma la seguente evoluzione con alterno comportamento. Durante il “Tirreniano” (MIS 5) la piat- taforma di Cagliari ha funzionato come piattaforma car- bonatica, probabilmente maggiormente produttiva del- l’attuale, come si deduce dalla presenza di faune calde (C ARBONI & L ECCA, 1985; C ARBONI & L ECCA, 1992). Durante la regressione “würmiana” (MIS 4-2) le facies terrigene hanno raggiunto almeno la linea della paleo- riva dei –55÷60 m e nella fase di massimo low stand le valli fluviali hanno inciso anche la piattaforma esterna (LECCA et al., 1988). In seguito, nel post-glaciale, la risali- ta del mare ha rimaneggiato il terrigeno continentale in depositi sabbiosi di trasgressione (ravinement surface e trasgressive systems tract) fino a raggiungere l’attuale stadio di high stand systems tract terrigeno-carbonatico. Possibili comparazioni con piattaforme mioceniche La distribuzione delle facies e l’evoluzione di que- sta piattaforma costituisce un modello, oltre che per le piattaforme quaternarie della Sardegna e del Mediterraneo, anche per le sequenze del Miocene della Sardegna, dove piattaforme miste heterozoan, preva- lentemente ad alghe rosse, si sono impostate in un contesto trasgressivo a controllo tettonico, nel Miocene inferiore (CHERCHI et al., 2000), e in un contesto regres- sivo nel Miocene superiore (SPANO & BARCA, 2002). L’elemento di maggior interesse appare il controllo sulla produttività carbonatica di mare temperato operato dalla risalita eustatica, associata a bassi valori della subsidenza, come avviene attualmente nel Golfo di Cagliari, oltre ad altri fattori ambientali non considerati in questo lavoro e noti in letteratura (POMAR et al., 2004). Dal punto di vista della organizzazione spaziale della sedimentazione durante le fasi di high stand, deve essere sottolineata la contemporaneità delle facies ter- rigene “trasgressive” dello shoreface, con quelle carbo- natiche della media piattaforma e l’inclinazione dello shoreface verso il bacino; tale architettura deposiziona- le implica la non coincidenza dei limiti litostratigrafici con le isocrone, come già illustrato nei modelli di strati- grafia sequenziale (e. g. SARG, 1988). 8. CONCLUSIONI Una nuova campionatura e nuovi dati ecografici hanno consentito di meglio documentare e interpretare la presenza di una sedimentazione carbonatica di mare temperato nella piattaforma del Golfo di Cagliari. Sono stati individuati 8 gruppi di litofacies che testimoniano la presenza di altrettanti distinti ambienti deposizionali, di cui è stata presentata una prima zonazione cartogra- fica. Dove la sedimentazione non risente di una sensibi- le produzione bioclastica i dati hanno confermato i modelli di sedimentazione delle spiagge sottomarine terrigene. Nelle aree a sedimentazione mista, la zona- zione è risultata più complessa e controllata da fattori sia idrodinamico-batimetrici che biologici. Tale piattaforma è sede di un sistema sedimenta- rio complesso che si evidenzia con processi deposizio- nali controllati dalla paleo-morfologia, in particolare legata all’ultimo stazionamento basso del MIS 2, dal trasporto terrigeno, dall’energia del moto ondoso e dalla produttività carbonatica organogena. L’attuale contesto risulta quello di uno shelf wave-dominated “attenuato”, a clima caldo mediterraneo, con scarsi apporti terrigeni e importante produttività carbonatica in piattaforma intermedia e sedimenti relitti a diversi livelli batimetrici. I risultati portano a non considerare questa piat- taforma come una rampa silicoclastica distalmente gra- data, come ci si potrebbe aspettare dalla posizione “pericontinentale” e dalla presenza di apporti terrigeni a spese di rocce cristalline. L’associazione di due ambienti speciali come la depressione interna e il banco della piattaforma intermedia, infatti, caratterizza- no la piattaforma di Cagliari e le fanno assumere aspetti fisiografici e sedimentologici di tipo piattaforma carbo- natica di mare temperato, nonostante il terrigeno sia comunemente presente. La produttività carbonatica ha prevalso nell’attuale high stand e negli altri precedenti del Pleistocene medio-superiore, mentre i sedimenti relitti testimoniano una sedimentazione terrigeno-silico- clastica che ha prevalso durante le fasi glacio-eustati- che di falling, low stand e rising in ambienti di shore- shoreface, transizionali e fluvio-alluvionali. RINGRAZIAMENTI Il rilievo dei profili ecografici e il lavoro di campio- natura sono stati eseguiti grazie alla disponibilità e alle competenze del Corpo Forestale e di Vigilanza Ambientale della Regione Sardegna (Resp. S.V.M. Dott. Stefano Orrù, Dir. S.T.I.R. Dott. Paolo Floris), che ha messo a disposizione i mezzi e il personale a cui vanno i nostri più sentiti ringraziamenti, in particolare alla Base 219I sedimenti terrigeno carbonatici ... Logistica Operativa Navale di Cagliari (Isp. C. Salvatore Barabino, Isp. C. Angelo Piga, Ass. Antonio Pira, Ass. Gianni Dedola, Ass. Bruno Cara, Ass. Marco Mentisci, Ass. Carlo Degioannis e Ass. Paolo Locci). Si ringraziano i revisori per la lettura critica e i consigli per la correzione del manoscritto. Lavoro realizzato nell’ambito dei Progetti: Università degli Studi di Cagliari (M.I.U.R., 60%): “Evoluzione dei bacini neogenico-quaternari del blocco sardo-corso: analisi tettono-sedimentarie stratigrafiche, sedimentologiche, paleoclimatiche e confronti con altre aree” (responsabile L. Lecca). Gruppo Nazionale Difesa Catastrofi Idrogeologiche, (G.N.D.C.I.-C.N.R.): “Prevenzione e previsione degli eventi franosi a grande rischio – Interlinea difesa dei litorali – Unità operativa Sardegna” (responsabile S. De Muro). BIBLIOGRAFIA ADEY W.H. & MACINTYRE I.G. (1973) - Crustose coralline algae: a re-evaluation in the geological sciences. Geol. Soc. Am. Bull., 84, 883-904. ALLEN J.R.L. (1982) - Transverse bedforms in multidirec- tional flows: wave-related ripple marks, sand wavws, and equant dunes. In Developments in sedimentology, Allen J.R.L. ed., 30A, 419-470, Elsevier. BACELLE L. & BOSELLINI A. (1965) - Diagrammi per la stima visiva della composizione percentuale nelle rocce sedimentarie. 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