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La Faglia Nord Anatolica (NAF) (Şengor, 1979 cum biblio) è un importante sistema di faglie trascorrenti, che bordano il plateau Anatolico, impostata su un’antica e complessa zona di sutura localizzata al limite fra la Placca Arabica e la Placca Euroasiatica. La Faglia Nord Anatolica costituisce uno dei più grandi sistemi di faglie attive al mondo tanto da essere considerata da numerosi autori come una vera e propria transforme continentale (Taymaz et al. 1991). La discussione della comunità scientifica sulle caratteristiche di questo lineamento tettonico è molto accesa anche su tematiche di base come le sue geometrie e la sua evoluzione nel tempo.
Le geometrie complesse di questi sistemi di faglia producono strutture a fiore e bacini sedimentari detti di pull-apart (Barka et al. 2000). Questi bacini rivestono una grande importanza poiché contengono informazioni relative all’evoluzione della Faglia Nord Anatolica. Basandosi sulle età delle faglie correlate ai depositi dei bacini sedimentari di pull-apart, viene da molti Autori proposto che la Faglia Nord Anatolica fosse attiva a partire dal Miocene superiore (~11 Ma) (Şengor et al. 2005); tuttavia alcuni lavori hanno evidenziato come questo sistema di faglia fosse attivo già durante l’Oligocene superiore ed addirittura fin dal limite Paleocene-Eocene (~ 57 Ma) (Uysal et al. 2006).
Questa Tesi di Laurea si pone come obiettivo principale l’analisi, dal punto di vista della sua evoluzione stratigrafica e strutturale, di un bacino di pull-apart (Bacino di Taşçilar) localizzato a Nord del grande Bacino di Tosya, nei pressi del villaggio di Taşçilar. Nella cartografia ufficiale Turca (1:500.000 Scaled Geological Map of Turkey, Sheet Sinop: Uguz et al. 2002) all’interno del Bacino di Taşçilar, viene ipotizzata la presenza di depositi Eo-Miocenici, pertanto questo settore è potenzialmente in grado di fornire informazioni sull’evoluzione pre-Miocenica dell’attività della Faglia Nord Anatolica.
La Tesi ha preso in esame la geologia di un’area di circa 25 km2 nei dintorni del villaggio di Taşçilar, (Provincia di Kastamonu, Distretto di Tosya) nella Turchia centro-settentrionale. La zona ricade all’interno della Zona di Sutura Intrapontide (IPSZ) un terrane composto di unità tettoniche oceaniche e continentali imbricate, localizzato tra il Sakarya Terrane a Sud e l’Istanbul-Zonguldak Terrane a Nord (Yilmaz, 1990).
Nell’area di studio affiorano due unità tettoniche appartenenti all’IPSZ che costituiscono il substrato del Bacino di Taşçilar: l’Unità Devrekani e l’Unità Arkot Dağ rispettivamente un’unità metamorfica di medio-alto grado con metamorfismo Giurassico (Göncüoğlu et al. 2015) e un’unità caratterizzata dalla presenza di un mélange sedimentario con struttura di tipo block-in-matrix di età Santoniana (Göncüoğlu et al. 2014).
Il Bacino di Taşçilar è stato studiato integrando diverse metodologie: il rilevamento geologico-strutturale alla scala 1:10.000 del bacino sedimentario, l’analisi stratigrafica della successione del bacino (attraverso la misurazione e l’analisi di sezioni stratigrafiche di dettaglio), lo studio micropaleontologico della successione stratigrafica (attraverso l’analisi del contenuto dei depositi in nannoplancton calcareo ed Ostracodi realizzato durante il progetto di tirocinio presso l’IGG-CNR di Pisa), lo studio petrografico della successione sedimentaria mirata alla caratterizzazione dell’area sorgente (attraverso l’analisi modale di campioni arenitici) ed infine un’analisi meso-strutturale delle deformazioni fragili che hanno interessato la successione del Bacino di Taşçilar.
Il rilevamento geologico-strutturale alla scala 1:10.000, realizzato nel Luglio 2014, ha costituito la parte iniziale di questo lavoro che ha portato alla realizzazione di una carta geologica alla stessa scala. Durante il lavoro di terreno realizzato in collaborazione con Akin Ҫil, studente del M.E.T.U. (Middle East Technical University) di Ankara, è stato effettuato un campionamento areale per l’analisi micropaleontologica e petrografica dei depositi ed è stata effettuata l’analisi meso-strutturale. Sono state inoltre misurate in dettaglio delle sezioni stratigrafiche alle quali è stato associato un campionamento mirato per l’analisi del contenuto in nannoplancton calcareo e Ostracodi ed uno per l’analisi petrografica modale delle areniti.
Lo studio effettuato sul campo ha permesso di suddividere il Bacino di Taşçilar in tre unità litostratigrafiche. La formazione basale (Formazione di Delibey) è costituita da depositi continentali mentre le altre due (Formazione di Taşçilar e Formazione di Hatip) sono caratterizzate da depositi marini di piattaforma influenzata da un sistema deltizio. I limiti fra le diverse formazioni sono interpretabili come discontinuità di tipo stratigrafico. In particolare il rilevamento geologico di dettaglio e l’analisi stratigrafica hanno messo in evidenza come la Formazione di Hatip giaccia in discordanza angolare al di sopra della Formazione di Taşçilar. Quest’ultima, grazie alla sezione stratigrafica di dettaglio misurata durante il lavoro di campagna, è stata a sua volta suddivisa in tre litofacies: pelitica, arenaceo-pelitica e ruditica.
L’analisi biostratigrafica sulle associazioni a nannofossili calcarei ha permesso di datare le due formazioni marine, sedimentate in un intervallo di tempo estremamente ristretto, che ricade nella parte media dell’Ypresiano (Eocene inferiore), compreso tra la parte alta della zona CNE4 e la parte bassa della zona CNE5 (Agnini et al. 2014), corrispondente alla parte alta della zona NP12 e la NP13 (Martini, 1971) e alla parte alta della zona CNP10 e CNP11 di Okada & Bukry (1980). Lo studio micropaleontologico è stato integrato con l’analisi del contenuto in Ostracodi che hanno permesso di ipotizzare le paleo-batimetrie delle due formazioni analizzate (Formazione di Taşçilar e Formazione di Hatip). I risultati ottenuti hanno permesso di associare le due formazioni ad un ambiente di piattaforma prossimale (zona batimetrica “neritico esterno” secondo la suddivisione batimetrica di Wright, 1978).
L’analisi petrografica modale sulle areniti di tutta la successione ha permesso di distinguere quattro diverse petrofacies. Utilizzando il diagramma NCE-CE-NCI+CI (Zuffa, 1980) è possibile distinguere una petrofacies “intrabacinale”, una petrofacies “ibrida”, una petrofacies “extrabacinale” ed una petrofacies “mista”. Sono riconoscibili due aree sorgenti extrabacinali (corrispondenti alle due unità tettoniche del substrato) e due aree sorgenti intrabacinali: una per la parte basale continentale ed una per la parte marina.
L’analisi strutturale effettuata durante il rilevamento geologico-strutturale del Bacino di Taşçilar ha permesso di ricostruirne l’assetto tettonico e la geometria caratterizzata da una ampia sinforme con un asse di direzione N70 debolmente inclinato verso SW controllata da un sistema di faglie orientate WSW-NNE. Sempre in questa direzione si sviluppa il depocentro del bacino sedimentario.
L’analisi strutturale ha riguardato principalmente le deformazioni di tipo fragile che dominano il contesto geologico della zona di Tesi. Sono state distinte tre direzioni principali delle faglie, rispettivamente una circa N080/110, una circa N020/040 ed infine una circa N170/180. Si tratta quasi sempre di faglie ad alto angolo con cinematica, quando osservata, di tipo trascorrente, con direzioni compatibili alle direzioni principali associate alla Faglia Nord Anatolica.
L’evoluzione strutturale del Bacino di Taşçilar sembra essere stata caratterizzata dalla presenza di due grossi “binari” di faglie trascorrenti subparallele, che hanno creato, a partire dall’Eocene inferiore, un depocentro fortemente subsidente dentro al quale si sono andati a sedimentare, inizialmente, dei depositi continentali e, successivamente, dei depositi marini di piattaforma influenzati da sistemi deltizi.
Questi dati suggeriscono quindi come già a partire dall’Eocene Inferiore la zona fosse interessata da una tettonica di tipo fragile che presentava le stesse caratteristiche e direzioni principali della Faglia Nord Anatolica.