Imp.Capezzuoli& I “TRAVERTINI” IN ITALIA: PROPOSTA DI UNA NUOVA NOMENCLATURA BASATA SUI CARATTERI GENETICI. Enrico Capezzuoli & Anna Gandin Dipartimento di Scienze della Terra, Via Laterina 8, 53100 Siena. E.mail: capezzuoli@unisi.it; gandin@unisi.it RIASSUNTO: Capezzuoli E. & Gandin A., I “travertini” in Italia: proposta di una nuova nomenclatura basata sui caratteri genetici. (IT ISSN 0394-3356, 2004). Il termine “travertino” viene generalmente usato in italiano per indicare indistintamente un’ampia varietà di carbonati continentali deposti da acque lacustri, palustri o fluviali, oppure da sorgenti calde o fredde, formatisi cioè in condizioni chimico-fisiche, biologiche e climatiche anche molto differenti. I risultati delle ricerche più recenti indicano che queste differenze si riflettono sia sui caratteri geo- chimici sia sui caratteri litologici di questi depositi che sono tuttora in formazione e di cui si ritrovano abbondanti tracce nel recente passato. I caratteri distintivi dei vari tipi di carbonati sono tutt’ora argomento di discussione ma è opinione di molti Autori che sulla base dei caratteri petrologici affiancati anche da quelli geochimici, sia possibile effettuare una classificazione genetica affidabile. In conseguenza sarebbe logico che solamente i depositi concrezionari collegati alle sorgenti idrotermali vengano denominati Travertino che è un termine nato per i depositi formatisi intorno alle sorgenti calde di Tivoli. I Travertini di norma sono relativamente poco influen- zati dai fattori climatici, sono caratterizzati da facies prevalentemente cristalline disposte secondo una regolare laminazione, mostrano alti tassi di accrescimento, scarso contenuto organico e un arricchimento in C13, Carbonio Inorganico Disciolto Totale, Magnesio, Stronzio e Zolfo. D’altra parte, per i carbonati continentali non termali, derivati cioè da acque fredde di origine sia fluvio-palustre sia di sorgente, è stato coniato nella letteratura anglosassone più recente il nome di Calcareous tufa. Essi si formano come incrostazioni carbonatiche su supporti formati prevalentemente da organismi vegetali superiori (briofite, giunchi, ecc.) con tassi di deposizione di norma bassi, sono influenzati dalle condizioni climatiche, e contengono basse concentrazioni di TDIC, di Stronzio e di Magnesio con accentuato impoverimento in C13. Per rendere più facili le correlazioni e la comprensione nella comunità scientifica, si ritiene necessa- rio normalizzare anche in italiano la terminologia dei carbonati continentali. A tale scopo si propone di riservare il termine Travertino solo ai carbonati continentali deposti in corrispondenza di un sistema di sorgente termale, e di utilizzare il termine Calcareous tufa per i carbonati precipitati da acque a temperatura ambiente in sistemi fluvio-palustri. ABSTRACT: Capezzuoli E. & Gandin A., The “Travertine” in Italy: proposal of a new nomenclature based on the genetics characters. (IT ISSN 0394-3356, 2004). The word “Travertine” in the common Italian language, is generally used for a variety of continental carbonates deposited by hot- or cold-waters, in the surroundings of spring vents, or in fluvial, palustrine or lacustrine systems. The geochemical signature as well as the lithological and petrographic features of these limestones, appear to be controlled by the physiochemical conditions of the spring waters and/or the depositional environment and climate. The results of recent research indicates that the petrologic features can be used for a genetic classification. The term Travertine, which for a long time has been used to designate the ornamental/building stone quarried in the thermal deposits of Tivoli, should be reserved to calcium carbonate deposits associated to hydrothermal spring systems. This lithology which is slightly enriched in 13C, TDIC, strontium and sulphur, appears to be hardly dependent upon climate. It is characterized by a primary, low-porosity crystalline fabric, fine daily laminae, and by bacteria and cyanophytes as the dominant orga- nic components. On the other hand, the term Calcareous tufa, coined in the British literature, refers to calcium carbonate deposits for- med under a cool water regime, around karst spring complexes and/or in a fluvio-palustrine environment. This lithology which is deple- ted in 13C and shows TDIC concentrations more or less in equilibrium with the soil atmosphere, appears to be highly dependent upon climatic factors. It is characterized by normally low depositional rates, poor bedding, commonly lenticular, highly porous bodies and abundant remains of micro- and macrophytes, bacteria and invertebrates. The distinction between these two groups of lithotypes is not univocal since the cool water Calcareous tufa deposits are often found as the natural lateral prosecution of Travertines far from the thermal-spring complex. However preliminary, compared analyses of Travertine and Calcareous tufa fabrics show the possibility of using petrographic criteria for their distinction. The discrimination of the two types of deposits appear to be essential in the interpreta- tion of the tectonic, climatic and anthropologic meaning of the fossil continental carbonates. For this reason, it is important that the scientific community working on continental carbonates adopt even in Italy a suitable terminology reserving the term Travertine for the deposits deriving from hot-spring complexes, and Calcareous tufa for the sediments deposited near cold water springs and in fluvial- palustrine systems. Parole chiave: Calcareous tufa; calcari continentali; nomenclatura. Keywords: Travertine, Calcareous tufa, continental carbonates, classification. Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences 17(2/1), 2004, 273-284 1. INTRODUZIONE I depositi carbonatici continentali rappresentano una particolare categoria di sedimenti che negli ultimi anni hanno attirato l’interesse dei ricercatori per le informazioni che possono fornire. La loro distribuzione a livello planetario è strettamente legata alla presenza di corpi rocciosi carbonatici che rendono possibile l’ar- ricchimento in calcio delle acque meteoriche circolanti. Non esiste una classificazione univoca di questi deposi- ti, ma è comunque possibile individuare i principali lito- tipi sulla base dei processi genetici e degli ambienti deposizionali. Vengono infatti, differenziati: gli speleote- mi (sedimenti formatisi in grotte carsiche), le calcrete 274 E. Capezzuoli & A. Gandin (collegati a processi pedogenetici), e con il generico termine “travertino” i calcari concrezionari originaria- mente depositati come fanghi in ambiente lacustre, quelli precipitati da acque carbonatate calde in corri- spondenza di sorgenti termali, o da acque carbonatate a temperatura ambiente in corrispondenza di sorgenti carsiche e/o di sistemi fluvio-palustri (Cipriani et al., 1972, 1977; Ferreri, 1985; Foucault & Raoult, 1986). Tuttavia è ormai accertato (Ford & Pedley, 1996 cum bibl.). che in queste differenti condizioni deposizionali, i fattori chimico-fisici, biologici, climatici e le condizioni geomorfologiche vengono registrate nei carbonati da litologie diverse con caratteri propri. Ne deriva che l’uso di un unico e generico nome di “travertino”, per indicare depositi formati in situazioni deposizionali così differen- ti, porta ad una grossa perdita di informazione. In que- sto contesto si ritiene opportuna una revisione del ter- mine “travertino”, così come è stato finora usato nella terminologia italiana e, tenendo conto delle possibilità di un migliore scambio con la comunità scientifica, un suo adeguamento agli standard internazionali. 2. CONOSCENZE GENERALI I calcari concrezionari sono costituiti principal- mente da carbonato di calcio (CaCO3) sotto la forma minerale calcite e, più raramente aragonite. La loro composizione geochimica dipende dalla composizione chimica delle acque da cui precipitano, che a sua volta deriva dalle condizioni della circolazione sotterranea. Infatti le acque di origine meteorica che penetrano nel sottosuolo, possono acquisire ioni per dissoluzione delle rocce carbonatiche e/o solfatiche nella zona vado- sa di un sistema carsico oppure circolare in profondità, riscaldarsi in funzione del locale gradiente termico, e tornare in superficie lungo faglie e fratture. Queste acque, oltre agli ioni calcio, possono anche contenere quantità variabili di elementi in tracce quali ferro, man- ganese, stronzio e zolfo a seconda della natura delle rocce dissolte. La formazione dei calcari concrezionari avviene con un processo chimico reversibile che induce la precipitazione del carbonato di calcio per degassa- zione delle acque arricchite in ioni calcio (Ca2+) (Herman & Lorah, 1987) e conseguente ritorno dell’anidride car- bonica (CO2) nell’atmosfera. La degassazione, e di con- seguenza la deposizione del CaCO3, è controllata da una complessa interazione di fattori inorganici ed orga- nici, alcuni dei quali non ancora completamente esem- plificati (Herman & Lorah, 1988; Julià, 1983). Fra i fattori inorganici, di natura essenzialmente fisica, sono di fon- damentale importanza le variazioni della pressione par- ziale della CO2 e della temperatura delle acque. Anche la turbolenza e la vaporizzazione dell’acqua, indotta dai dislivelli morfologici come avviene in corrispondenza di una cascata, possono localmente essere determinanti per la precipitazione del calcare. Fra i fattori organici è da ricordare il ruolo degli organismi vegetali che sot- traendo dalle acque la CO2 necessaria per il processo di fotosintesi e la produzione di carboidrati, possono anche innescare la precipitazione di CaCO3. Per quanto riguarda l’interazione fra i cianobatteri e la precipitazio- ne della calcite sia in acque calde sia in acque fredde, è tuttora in discussione il ruolo attivo o passivo di questi organismi (Golubic et al.,1993; Folk,1994; Guo et al., 1996; Pentecost & Whitton, 2000; Riding, 2002). In generale, comunque, le cause abiotiche e biotiche ope- rano spesso nella stessa direzione con la produzione di calcari concrezionari, ma è chiaro che il loro contributo relativo varia in funzione del tipo di ambiente di sedi- mentazione. Infatti la precipitazione di carbonato di cal- cio appare essere prevalentemente inorganica nelle vici- nanze di sorgenti idrotermali, dove le condizioni chimi- co-fisiche limitano il proliferare della vita. Allontanandosi da queste, tali condizioni cambiano progressivamente fino ad arrivare ad ambienti palustri o fluviali dove le caratteristiche chimico-fisiche delle acque favoriscono la colonizzazione biologica e quindi prevale la precipita- zione bioindotta (Violante et al., 1994). 3. CLASSIFICAZIONI DEI CARBONATI CONTINENTALI INCROSTANTI I primi Autori in Italia che hanno studiato con qualche dettaglio i carbonati continentali, da loro indi- stintamente denominati “travertini”, ne hanno individua- to i caratteri giaciturali, e genetici (Boni & Colacicchi, 1966), o mineralogici e geochimici (contenuto in stron- zio e residuo insolubile; Cipriani et al. 1972; 1977; Caboi et al., 1991) oppure geochimico-isotopici (ele- menti maggiori e minori,δ13C e δ18O: per esempio: Fritz, 1965; Gonfiantini et al., 1968; Manfra et al., 1976; Turi, 1986; Bellanca et al., 1991). La prima classificazione organica, basata sui caratteri tessiturali dei calcari continentali dell’Italia meridionale deposti prevalentemente da acque a tem- peratura ambiente, è stata effettuata da Buccino et al. (1978) e integrata ed ampliata in successivi lavori (D’Argenio et al., 1983; Ferreri 1985; Brancaccio et al., 1986; D’Argenio & Ferreri 1988; Violante et al., 1996) (Fig. 1) . L’utilità di tale classificazione è stata ricono- sciuta oltre che dagli Autori italiani (Carrara, 1998; Fioraso, 1999) anche a livello internazionale (Pedley, 1990, Ford & Pedley, 1996). I depositi carbonatici derivati da acque idrotermali non sono stati ancora oggetto di una classificazione sistematica. Tuttavia i risultati delle prime indagini effet- tuate su depositi antichi e tuttora in formazione a Rapolano Terme (Guo & Riding, 1992; 1994; 1998; 1999), Tivoli (Chafetz & Folk, 1984.), Viterbo Zitelle (Folk, 1994), Bagno Vignoni (Pentecost, 1994), mostra- no che questi depositi possiedono caratteristiche litolo- giche diverse e ben distinguibili rispetto a quelle dei carbonati originati da acque “fredde”. Tra le litofacies distinte da Guo & Riding (1998), le facies di shrub, cry- stalline crust, paper-thin raft, coated bubble sembrano essere esclusive di depositi connessi all’attività termale. Alcune di queste infatti sono state segnalate anche da altri autori nei carbonati termali di Tivoli e Rapolano Terme (Folk et al., 1995), in quelli di Canino (Carrara, 1994) ed in Colorado (USA) (Chafetz et al., 1991). Queste due classificazioni mettono in risalto le differenze esistenti tra i caratteri tessiturali dei carbonati continentali di acque fredde e di acque calde e conten- gono solo alcune litofacies che possono essere ritenute tra loro comparabili, rispettivamente i travertini fitoer- mali, fitoclastici e le sabbie calcaree (D’Argenio et al., 1983) e i reed travertine e i lithoclast travertine (Guo & Riding, 1998), con queste ultime che possono essere considerate di transizione tra un sistema deposizionale e l’altro. Differenze che sono state riconosciute anche da molti Autori (Chafetz &Folk, 1984; Pedley, 1990; Viles & Goudie, 1990; Koban & Schweigert, 1993; Pentecost & Viles 1994; Pentecost, 1995; Ford & Pedley 1996; Glover e Robertson, 2003) e che utilizzano in conse- guenza una nomenclatura specifica, basata sui caratteri genetici di questi due tipi di depositi (Fig. 2). 4. NOMENCLATURA INTERNAZIONALE Nella recente letteratura anglosassone il termine italiano “travertino” trova la sua controparte in Travertine, ma non mantiene la molteplice valenza ambientale che gli viene attribuita nella letteratura italia- na. Infatti questo viene di preferenza riferito ai sedimen- ti carbonatici prodotti nelle vicinanze di sorgenti idroter- mali e con fabric primario cristallino (Ford & Pedley, 1996; Riding, 2002). Per quanto riguarda i carbonati continentali non termali, derivati cioè da acque di origine sia fluvio-palu- stri sia di sorgente carsica, nella letteratura anglosasso- 275I “travertini” in Italia ... Fig. 2 - Diagramma delle relazioni genetiche fra i differenti tipi di carbonati continentali, secondo Koban & Schweigert (1993). The different types of continental carbonates and their genetic relationships according to Koban & Schweigert (1993). Fig. 1 - Schemi delle caratteristiche tessiturali riconosciute da D’Argenio & Ferreri (1988) nei carbonati continentali di acque a tempe- ratura ambiente. Textural classification of ambient water continental carbonates (after D’Argenio & Ferreri 1988). 276 ne viene oggi principalmente utilizzato il termine Calcareous tufa o Tufa (Ford & Pedley, 1996; Pedley, 1990), che deriva dalla parola latina “Tophus” con cui Plinio indicava materiali da costruzione (calcarei o vul- canici) teneri e di facile estrazione (Ford & Pedley, 1996; Julià, 1983). Questo nome include una varietà di termini (Kalktuff in tedesco, Tuf calcaire in francese) tendenti a sottolineare l’origine di questi depositi da acque a tem- peratura ambiente per differenziarli da quelli originatisi da acque termali. Si sottolinea, comunque, come tale terminologia non è accettata né utilizzata globalmente. Infatti sempre nella letteratura anglosassone, è stata proposta una nomenclatura alternativa per la distinzione genetica dei carbonati continentali (Pentecost, 1995; Pentecost & Viles, 1994) che prevede il termine di Thermogene tra- vertine per i depositi formatisi in acque idrotermali, mentre con Meteogene travertine vengono indicati i depositi originati da acque a temperatura “ambiente”. Inoltre la stessa molteplice accezione genetica della parola “travertino” è presente, come in Italia, anche in parte della letteratura relativamente recente francese, americana e spagnola (Lang et al., 1992; Demicco & Hardie, 1994; Martìn-Algarra et al., 2003). 5. CARATTERI LITOLOGICI-PETROLOGICI DEI CARBONATI CONTINENTALI Lo studio delle litofacies e delle associazioni di facies dei depositi carbonatici attualmente in formazio- ne presso sorgenti termali o presso sorgenti carsiche e negli associati sistemi fluvio-palustri, evidenzia una serie di caratteri esclusivi, che permettono di distingue- re due gruppi di depositi corrispondenti i primi ai Travertini e gli altri ai Calcareous tufa. 5.1. Travertini – i carbonati continentali di origine idrotermale Il termine Travertino deriva dal latino lapis tiburti- nus o “pietra di Tivoli”, città alle porte di Roma dove questo materiale è stato largamente estratto fin dai tempi dei Romani per l’edilizia dell’Urbe. Il Travertino/Travertine, in senso stretto, è una roc- cia caratterizzata da facies laminari compatte, formate da cristalli di calcite anche molto sviluppati (Chafetz & Folk, 1984) e, in minor quantità, da lamine microcristalli- ne, organogene e granulari o fangose, generalmente più porose (Fig. 3). L’estensione laterale degli affioramenti è molto variabile e gli ambienti deposizionali rappresentati mostrano una limitata diversità (Ford & Pedley, 1996). In generale i depositi calcarei riferibili al Travertino sono scarsamente influenzati dai fattori climatici, presentano tassi di accrescimento anche elevati e scarsità di orga- nismi vegetali superiori (Fig. 4). Dal punto di vista geo- chimico, presentano di norma un debole arricchimento in C13, alti contenuti in Carbonio Inorganico Disciolto Totale (TDIC), Magnesio, Stronzio (Cipriani et al., 1972; Pentecost & Viles, 1994; Pentecost, 1995; Ford & Pedley, 1996) e Zolfo (Turi, 1986). Fig. 3 - Aspetto tipico del Travertino deposto in corrispondenza delle sorgenti idrotermali di Bagnarello di Tolfa (Roma) a sinistra, e dell’Acqua Borra (Siena) a destra. Typical Travertine lithofacies - at the hydrothermal spring of Bagnarello di Tolfa (Roma) left, and at Acqua Borra (Siena) right. E. Capezzuoli & A. Gandin 277 Benchè la caratterizzazione petrologica del Travertino non sia stata ancora approfondita, e in parti- colare le ricerche sulla sua diagenesi siano poco svilup- pate (Love & Chafetz, 1988; 1990; Chafetz & Guidry, 2003), il risultato delle ricerche effettuate sui depositi antichi e quelli tuttora in formazione presso le sorgenti idrotermali di Rapolano Terme (Chafetz & Folk, 1984; Folk et al.,1985; Barazzuoli et al., 1988; Guo & Riding 1998; 1999; Gandin et al., 2002) mostrano che i Travertini, intesi come depositi che si formano da acque calcaree calde nelle immediate vicinanze di un com- plesso idrotermale, hanno fabric specifici, caratteristici dei vari microambienti deposizionali. I diversi litotipi distinti (crystalline crust, shrub, paper-thin raft, coated bubble, pisoid, lithoclast, reed travertine; Guo & Riding, 1998) e le diverse associazioni di facies riconosciute, sono caratteristici, essenzialmente di due ambienti deposizionali (Ford & Pedley, 1996) che spesso intera- giscono e si alternano tra loro: a) - dorsali di Travertino - corrispondono a risorgenze lineari più o meno rettilinee lungo faglie e fratture del terreno, dove le acque termali ed i gas sotterra- nei risalgono e scaturiscono in superficie. Qui il car- bonato di calcio precipita formando inizialmente piccoli coni che successivamente per coalescenza, creano dorsali di Travertino più o meno estese e più o meno elevate, a seconda della velocità di pre- cipitazione e della durata dell’attività della sorgen- te. Nel caso di sorgenti puntiformi si formano veri e propri pinnacoli di Travertino. A Rapolano Terme esiste uno dei più importanti e tra i più studiati esempi di dorsale di Travertino al mondo (Terme di San Giovanni; Guo & Riding, 1992, 1994, 1998, 1999) (Fig.4). b) - terrazzi - il fluire delle acque calde che si allontana- no dalla sorgente ne provoca un graduale raffred- damento con conseguente precipitazione del car- bonato di calcio in corrispondenza degli ostacoli presenti sul percorso. Si formano così dighe e bar- riere che individuano pozze di varia misura (anche millimetriche) fino a piscine di acqua termale (Fig. 4). Da queste prime si dipartono una serie di vasche sussidiarie a quote inferiori che solitamente si allargano a ventaglio da quella principale. La maggiore o minore altezza del complesso consente l’eventuale sviluppo di cascate, microterrazze e canali sospesi. Caratteristica comune di questi edi- fici travertinosi è la totale assenza di vegetazione superiore nelle immediate vicinanze della zona di deposizione (Fig. 4). Gli esempi più imponenti si trovano negli Stati Uniti (Parco di Yellowstone: Fouke et al. , 2000 cum bibl. ) e in Turchia (Pamukkale, Altunel & Hancock, 1993). 5.2. Calcareous tufa - i carbonati continentali di acque fredde Le località di affioramento dei depositi derivati da acque a temperatura ambiente o fredde risultano esse- re più numerose di quelle dei carbonati di acque terma- li, come pure, di norma è maggiore l’estensione laterale (Ford & Pedley, 1996). Gli ambienti deposizionali, com- presi in sistemi fluvio-palustri, sono diversificati e si susseguono lateralmente in maniera continua e casua- le, anche a causa dello sviluppo di floride comunità vegetali e animali che determinano modificazioni geo- morfiche, spesso rilevanti, lungo il percorso delle acque (Violante et al., 1996). La roccia che si deposita è nor- malmente caratterizzata da una poco evidente stratifi- cazione e da un’alta porosità (Fig. 5). Ambedue le caratteristiche sono da mettere in relazione alla incro- stazione in posto di piante palustri, di accumuli disordi- nati di frammenti di steli oppure di batteri, alghe e brio- fite che formano concrezioni laminari. La classificazione di queste litofacies e dei relativi caratteri tessiturali è dovuta a Buccino et al. (1978), i quali riconoscono varie facies: fitoclastica e bibliolitica, fitoermale, stromatoliti- ca e sabbie calcaree. Successivamente sono state defi- nite le associazioni di litofacies collegate con i differenti sub-ambienti: lacustre-palustre, palustre, di pendio poco acclive, di pendio acclive, di gradinata di vasche, di cascata (D’Argenio et al., 1983; Ferreri 1985; Brancaccio et al., 1986; D’Argenio & Ferreri 1988). In letteratura sono state proposte altre classificazioni, solo in parte derivate da quella di Buccino et al., (1978), basate sulle caratteristiche sedimentologico-petrologi- Fig. 4 - Esempi di ambienti deposizionali dei Travertini: dorsale presso le Terme di San Giovanni (Rapolano Terme, Siena) a sinistra; complesso di terrazzi presso le sorgenti termali di Pamukkale (Turchia) a destra. Si noti la caratteristica assenza di vegetazione. Examples of Travertine depositional systems: left - mound near the Thermal spring of San Giovanni (Rapolano Terme, Siena); right – terrace complex near the Thermal springs of Pamukkale (Turkey). Notice the characteristic absence of vegetation. I “travertini” in Italia ... 278 che di questi depositi (Viles & Goudie, 1990; Pentecost & Viles, 1994; Pentecost, 1995; Ford & Pedley, 1996). Altri criteri di classificazione dei Calcareous tufa sono basati su parametri di tipo fisiochimico e biochimico (Geurts, 1976), geomorfologico (Symoens et al., 1951), botanico (Pentecost & Lord, 1988) e sulle associazioni di facies e ambienti di deposizione (Ordoňez & Garcia del Cura; 1983; Pentecost, 1995; Ford & Pedley, 1996) (Fig. 6). In generale, comunque, tutti gli Autori concor- dano sul fatto che la loro formazione è strettamente dipendente dalle condizioni climatiche, con tassi di deposizione di norma bassi. I caratteri petrografici sono stati illustrati da vari autori (Irion & Müller, 1968; Braithwaite, 1979; Love & Chafetz, 1988; Lang et al., 1992; Violante et al., 1994 cum bibl.), ma non esiste ancora una classificazione sistematica. Geochimicamente essi possiedono una bassa concen- trazione di TDIC circa in equilibrio con l’atmosfera del suolo, scarsi contenuti di Stronzio, Magnesio e un accentuato impoverimento in C13 (Pentecost & Viles, 1994; Pentecost, 1995; Ford & Pedley, 1996). Va sottolineato come i Calcareous tufa si possano trovare anche associati ai Travertini dei quali possono rappresentare la naturale continuazione laterale. Infatti essi si formano anche da acque di origine idrotermale le cui condizioni chimiche-fisiche, per diluizione, raffred- damento e depletamento, sono diventate accessibili per la colonizzazione da parte di piante superiori (Ford & Pedley, 1996). In generale ai Calcareous tufa corrispondono tre tipi di ambienti deposizionali: 1) - Fiumi - lungo i corsi d’acqua la precipitazione di carbonato di calcio dà origine a depositi prevalente- mente fitoclastici, associati a livelli sabbiosi derivati dall’ulteriore frammentazione dei fitoclasti da parte delle correnti fluviali. Localmente, in corrispondenza di sbarramenti (Fig. 6), si possono formare dighe calcaree (sbarramento delle Marmore; Carrara et al., 1995; Mai Maikden in Etiopia: Berakhi et al., 1998), costituite da depositi fitoermali, bioerme algali e stromatoliti, con lo sviluppo verso monte di laghi anche molto estesi come nel caso di Plitvice, in Croazia (Emeis et al., 1987 cum bibl.). 2) - Sorgenti sospese, terrazzi e cascate – di solito i Calcareous tufa si sviluppano vicino alla sorgente come terrazzi solitamente lobati (perched springline: Pedley et al., 2003) o al piede della rot- tura di pendio (cascate). Nelle aree frontali dei ter- razzi, i lobi, generalmente molto acclivi, sono inten- samente colonizzati da alghe, muschi ed epatiche (Briofite) che formano cospicue strutture fitoermali e microermali. 3) - Laghi e paludi - ai margini dei bacini lacustri e nelle zone poco drenate si formano stagni o paludi inten- samente colonizzati da macrofite, briofite alghe e batteri. Si formano quindi Calcareous tufa composti da bioerme algali, biblioliti, stromatoliti e sedimenti fitoclastici (Carrara 1998; Glover & Robertson, 2003). Talora in condizioni climatiche particolar- mente umide, la quantità di vegetazione è tale che Fig .5 - Esempi tipici di Calcareous tufa - a) facies fitoermali e b) cuscini di briofite presso Poggibonsi (Siena); c) piscine e piccole cascate lungo il Fiume Elsa presso Colle Val d’Elsa, (Siena). Examples of typical Calcareous tufa:- a) phytohermal facies and b) briophyte pillows near Poggibonsi (Siena); c) pools and small falls along the Elsa River near Colle Val d’Elsa (Siena). E. Capezzuoli & A. Gandin in parte non viene incrostata per cui si formano accumuli di materia organica che con il tempo tende a carbonizzare (torba). 6. IL SIGNIFICATO GEOLOGICO E AMBIENTALE DEI CARBONATI CONTINENTALI Le sorgenti termali e le relative acque calcaree che formano i Travertini devono la loro origine a sistemi di faglie attraverso le quali le acque meteoriche discen- dono in profondità, si scaldano sia per gradiente geo- termico o per l’attraversamento di aree con gradiente geotermico anomalo, sciolgono i sali della roccia incas- sante che depositano risalendo in superficie (Minissale, 1991). La genesi dei Calcareous tufa invece appare strettamente legata a fattori climatici, in quanto il car- bonato disciolto ha origine principalmente dai suoli e dai connessi fenomeni di carsismo (Goudie et al., 1993; Pentecost, 1995). Dal punto di vista applicativo, il riconoscimento delle condizioni genetiche dei carbonati continentali apporta informazioni immediate, utili per ottenere rico- struzioni paleogeografiche ed effettuare, oltre alle normali interpretazioni sedimentologico-stratigrafiche, anche ricostruzioni tettoniche (Hancock et al., 1999), mentre i Calcareous tufa possono essere diagnostici dell’anda- mento climatico di un’area e dell’impatto antropico verifi- catosi nel recente passato (Goudie et al., 1993; Cilla et al., 1994; Andrews et al., 1997; Dramis et al., 1999). 7. PROPOSTA PER LA NOMENCLATURA IN ITALIA Solo recentemente anche nella letteratura italiana si inizia a riconoscere il dualismo presente all’interno del termine “travertino”. In alcuni articoli riguardanti i carbonati continentali, è stata adottata una terminologia genetica che tende a distinguere le facies calde (hot water-acque calde-thermal water travertine) da quelle fredde (ambient water-acque a temperatura ambiente- cold water travertine) (Violante et al. 1994; Violante et al., 1996; D’Argenio 2001), mentre Minissale et al., (2002) utilizzano la nomenclatura meteogene/thermoge- ne travertine proposta da Pentecost (1995). Allo scopo di unificare la terminologia italiana a 279 Fig. 6 - Schema di classificazione dei Calcareous tufa in funzione del fabric Da: Ford & Pedley (1996). Classification of the Calcareous tufa on the basis of fabric type. after Ford & Pedley (1996). I “travertini” in Italia ... quella internazionale e quindi di rendere più facile la comunicazione scientifica con l’immediata correlazione tra appellativo usato, roccia e sistema deposizionale, si propone l’uso di due diversi termini per indicare questi due diversi tipi di carbonati continentali. La parola Travertino, nata per indicare i calcari che si formano intorno alle sorgenti calde di Tivoli, dovrebbe designare esclusivamente i depositi di origine idrotermale, mentre per indicare i carbonati precipitati da acque fredde, a temperatura ambiente in sistemi fluvio-palustri alimen- tati da sorgenti di acque calcaree, si ritiene che Calcareous tufa, in diretta correlazione con la lingua latina anche se “re-inventato” dalla letteratura anglo- sassone, sia il termine più adeguato. L’italianizzazione del termine Calcareous tufa in “Tufa calcareo” è sconsigliabile per due ragioni: la prima perché la comunicazione scientifica oggi si effet- tua essenzialmente in inglese, la seconda per evitare confusioni con la dizione “Tufo calcareo” che è entrata nell’uso comune in Puglia per indicare una formazione calcarenitica marina pliocenica molto utilizzata nell’edi- lizia locale (Caputo et al., 1996; Cherubini et al., 1996; M.Tropeano com. pers.). Per la stessa ragione è scon- sigliabile il termine “Tufa”, abbreviativo di Calcareous tufa nella terminologia anglosassone, che può essere confuso con la parola “tufo” classicamente usato per caratterizzare i sedimenti vulcanici piroclastici. Per l’individuazione dei due tipi di carbonati, le caratteristiche generali suggerite da Pentecost (1995) e Ford & Pedley (1996), e condensate in questo studio possono costituire una valida base di differenziazione. Tuttavia, poiché le conoscenze e i dati a nostra disposizione sulla genesi dei Travertini, dei Calcareous tufa e di tutti i termini intermedi sono ancora limitati e non sono stati ancora esaurientemente illustrati i carat- teri petrologici distintivi delle numerose litofacies, la nomenclatura qui proposta potrà essere verificata in futuro sulla base di un maggior numero di dati sia chi- mico-isotopici sia, e soprattutto, di tipo petrografico. 8. PROBLEMATICHE CONNESSE E IMPLICAZIONI PALEOAMBIENTALI Allo stato attuale delle conoscenze, è evidente come non sia facile contenere tutte le molteplici varia- zioni di facies, di ambiente e di deposizione dei carbo- nati concrezionari all’interno di un semplice schema. Molte delle definizioni fondamentali necessarie per una classificazione rigorosa sono tuttora in discussione. Un esempio è fornito dalla definizione di sorgente calda, concetto necessario per la distinzione fra carbonati con- crezionari “caldi” e “freddi”. Esistono molte classifica- zioni delle acque in base alla temperatura (es. Desio, 1973; Celico, 1986); la più recente distinzione effettuata da Pentecost et al. (2003) prevede la temperatura di 36.7 C° come limite fra le due classi, ma gli stessi Autori raccomandano che i termini caldo e freddo siano sem- pre accompagnati dal criterio utilizzato per la loro defini- zione e dal range della temperatura delle acque. Allo stesso modo essi pongono l’attenzione sull’uso dell’ag- gettivo ambiente per caratterizzare le acque con una temperatura simile a quella dell’atmosfera in corrispon- denza della sorgente, ritenendolo un termine ambiguo, perché strettamente connesso alla latitudine/clima del- l’area e quindi non utilizzabile per correlazioni globali. Uno dei maggiori problemi nella realizzazione di una distinzione estremamente schematica dei carbonati concrezionari, è sicuramente legato alla naturale transi- zione che esiste fra quelli caldi e quelli freddi. Infatti è evidente come in questi casi, in cui facies calde evolvo- no lateralmente a quelle fredde in funzione di variazioni chimiche-fisiche di difficile schematizzazione e variabili da caso a caso, la distinzione risulta molto complessa se non nei loro termini estremi. Questi ultimi, infatti, sono sicuramente identificabili sul terreno, per cui la definizione dei termini intermedi può essere compiuta con maggiore dettaglio in laboratorio con l’ausilio di analisi petrografiche, geochimiche e isotopiche. In sostanza la differenziazione dei Travertini dai Calcareous tufa può essere effettuata in base alle carat- teristiche generali del litotipo (porosità, contenuto orga- nico, fabric, caratteristiche geochimiche…) e tenendo comunque presente che fattori locali possono anche influenzare le caratteristiche tessiturali e/o geochimiche dei singoli litotipi. 9. DISCUSSIONE Tra i carbonati continentali deposti da acque sor- give, i Calcareous tufa sono stati oggetto, come già detto, di una embrionale caratterizzazione petrografica, mentre per i Travertini non esiste ancora una analisi approfondita. Tuttavia i risultati delle sporadiche ricer- che fin’ora condotte suggeriscono la possibilità di distinguere i Travertini dai Calcareous tufa in funzione del loro fabric deposizionale (Fig. 7). Ne consegue che, adottando criteri che tengano conto dei caratteri tessi- turali e geochimici di sedimenti attualmente in formazio- ne, potrà essere effettuata la distinzione genetica dei carbonati continentali antichi. Eventuali future ricerche potranno apportare ulteriori integrazioni a questa clas- sificazione. Comunque per il momento l’uso comune di una nomenclatura differenziata dei depositi calcarei concre- zionari può portare ad una caratterizzazione genetica del litotipo più immediata e quindi fornire informazioni specifiche di tipo geologico e climatico. Infatti, a secon- da dalla presenza di Travertini o Calcareous tufa, le informazioni derivanti sono differenti: - nella sedimentologia e stratigrafia, dove i Calcareous tufa risultano in genere essere tra i migliori recorder di caratteristiche paleoambientali e paleoclimatiche (Henning et al., 1983; Carrara et al., 1998); - nella geologia strutturale, visto che i Travertini sono considerati utili indicatori per la comprensione dei processi e della storia neotettonica (Minissale, 1991; Hancock et al., 1999); - nel campo dell’archeologia e antropologia, che utiliz- zano le informazioni fornite dai Calcareous tufa per la ricostruzione dell’impatto umano sul territorio (Cilla et al., 1994; Goudie et al., 1993; Violante & D’Argenio, 2000); - nel reperimento di materiali ornamentali, nell’archeo- metria, e nella conservazione dei monumenti lapidei, poiché soprattutto i Travertini costituiscono una delle pietre più usate come ornamento o rifinitura nelle 280 E. Capezzuoli & A. Gandin costruzioni dell’uomo (Rodolico, 1965); - nella biologia extraterrestre in quanto i Travertini sono oggetto privilegiato di investigazione (NASA, 1995; Allen et al., 2000; Bishop et al., in press) per la ricerca di vita su Marte. RINGRAZIAMENTI: Gli Autori ringraziano vivamente Claudio Carrara per le costruttive osservazioni. Lavoro eseguito con i fondi della “Quota servizi per la ricerca” dell’Università di Siena (PAR 2003, A.Gandin) LAVORI CITATI ALLEN C.C., ALBERT F.G., CHAFETZ H.S., COMBIE J., GRAHAM C.R., KIEFT T.L., KIVETT S.J., MCKAY D.S., STEELE A., TAUTON A.E., TAYLOR M.R., THOMAS- KEPRTA K.L & WESTALL F. (2000) - Microscopic phi- sical biomarkers in carbonate hot springs: implica- tions in the search for life on Mars. Icarus, 147, 49-67. ALTUNEL E. & HANCOCK L. (1993) - Morphology and struc- tural setting of Quaternary travertines at Pamukkale, Turkey. Geological Journal, 28, 335- 346. ANDREWS J.E., RIDING R. & DENNIS P.F. 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Examples of microfabric: on the left: Stromatilithic laminae from Calcareous tufa – x20, Perched-springline (Monticiano, Siena); on the right: crystalline crust from Travertine - x10; Terrace complex (Rapolano Terme, Siena). I “travertini” in Italia ... turali e geochimica dei travertini di Rocchetta a Volturo (Molise). Boll. Soc. Geol. It., 105, 265-277. BUCCINO G., D'ARGENIO B., FERRERI V., BRANCACCIO L., FERRERI M., PANICHI C. & STANZIONE D. (1978) - I travertini della bassa Val Tanagro (Campania): stu- dio geomorfologico, sedimentologico e geochimi- co. Boll. Soc. Geol. It., 97, 617-646. CABOI R., CIDU R., FANFANI L., ZUDDAS P, & ZUDDAS P.P. (1991) - Geochemistry of Funtana Maore traverti- nes (Central Sardinia, Italy). Miner. Petrogr. Acta, 34, 77-93. CAPUTO M.C., QUADRATO E. & WALSH N. (1996) - Influenza dello shock termico sui parametri fisico-meccanici del “tufo calcareo” del bordo occidentale delle Murge. Mem. Soc. Geol. It., 51 (2), 813-822. CARRARA C. 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