CARATTERIZZAZIONE GEOLITOLOGICA E TECNICA DELLE CALCARENITI PUGLIESI V. COTECCHIA, G. CALÒ, G. SPILOTRO (*) Riassunto sitional and macrostructural charac ter. An analysis of the geo-mechanical characteristics, carried out oil the ba sis of the distinctions thus operateci, referring as i! does to the principal pa rameters of physics and strenght, fur nishes a complete oU!line lor compari· son, thai, even if vitiated in some,way by criteria of selective sampling, sup plies an intergrated and complete pic ture of Apulian calcarenites. In conclusion this study propounds, both in synthetic terms and as a refe rence point, the purposes of utilization of Apulian calcarenitic materials. Nell'ambito del rinnovato interesse per r materiali calcarenitici sia nel campo di utilizzazione tradizionale nelle costruzioni edili e stradali, sia nei campi di più recente sperimenta· zione in opere idrauliche e in nuove tecnologie nell'edilizia, nella presente nota si presentano i risultati di un nuo vo esame organico e globale delle cal· careniti pugliesi, sia dal punto di vista geolitologico, sia dal punto di vista della caratterizzazione geomeccanica. Per quanto riguarda il primo aspetto è stato seguito il criterio di accorpamen· to dei vari termini formazionali litostra tigraficamente analoghi. Questo crite· rio è giustificato da una evidente omo· geneità dei caratteri di composizione e macrostrutturali. L'analisi delle ca· ratteristiche geo-meccaniche, effet· tuato sulla base delle distinzioni cosi operate, riferendola ai principali para metri fisici e di resistenza, ha fornito un quadro completo di raffronto, che, se pur viziato in qualche caso da crite ri di campionamento selettivi, fornisce un quadro integrato e completo delle calcareniti pugliesi. In definitiva questo studio si propo ne, sia pure in termini sintetici, come punto di riferimento ai fini dell'utilizza· ·zione dei materiali calcarenitici puglie si. Le rocce calcarenitiche della regio ne pugliese si rinvengono sul basa mento calcareo mesozoico secondo una successione stratigrafica, com presa tra il Terziario e il Quaternario, rappresentata da formazioni calcare nitiche del Miocene e da calcareniti plio-pleistoceniche e pleistoceniche appartenenti a più cicli sedimentari (Tav. 1). Nel presente lavoro le diverse for mazioni calcarenitiche saranno de scritte secondo un criterio geografico e poi accorpate in unità secondo un criterio di analogia di condizioni lito stratigrafiche e cronologiche. Summary 1.1 Calcareniti del Gargano Within the circle of renewed interest in calcarenitic materials lor traditional utilization in the field of building and road constructions, as also in the fields of the more recent experimenta tion with hydraulic works and in new technologies tor the building industry, we note the results of a new organic and global exam of Apulian calcareni tes, by the geo-lithological point of view as well as by the geo-mechanical point of view. As regards the first aspect, a criterium of unification of the various formational terms, litho· stratigraphically analogous, has been followed. This criterium is justified by an evident homogeneity of the compo- Nell'area del Promontorio affiorano formazioni calcarenitiche sia del Mio cene inferiore che del Pliocene medio· superiore, trasgressive sulle formazio· ni carbonatiche del Giurassico e del Cretaceo (1,2). . I sedimenti miocenici sono riferiti nella Carta Geologica Ufficiale alle formazioni delle «Calcareniti di Aprice nan e dei «Calcari a Briozoi». Recenti studi (6) hanno dimostrato che i «Cal cari a Briosoi» appartengono al Pliocene medio e che solo alcuni lembi delle «Calcareniti di Apricena» sono riferibi li al Miocene, cui viene riferito anche un lembo della «Formazione del Lago di Varano». I rimanenti lembi di que st'ultima formazione sono attribuiti al Pliocene medio. Le calcareniti plioceniche e pleisto ceniche si differenziano tra loro, oltre (") Istituto di Geologia Applicata e Geo tecnica, Facoltà d'Ingegneria - Università deçili Studj - Bari. 1. GEOLITOLOGIA ED AREE DI AF· FIORAMENTO che per la diversa età, per le caratteri stiche sedimentologiche e petrografi che che riflettono il differente ambien te di deposizione. Le calcareniti mioceniche mostrano ovunque .i caratteri di lito e biofacies che contraddistinguono i depositi mio cenici del Salento, in particolare la «Pietra leccese" (6). I depositi calcarenitici pliocenici presentano una notevole analogia con i cosiddetti tufi calcarei sedimentati durante la fase ingressiva plio pleistocenica, presenti ai margini dell'area murgiana e delle serre �alen tine. 1.2 Calcareniti delle Murge · I sedimenti calcarenitici più antichi, che ricoprono in parte il basamento calcareo-dolomitico murgiano, sono ri feriti al Pliocene medio-superiore. A quest'epoca risale, infatti, l'in gressione marina sul bordo nord e sud-occidentale delle Murge, dovuta alla generale subsidenza dell'area. In corrispondenza di ripide scarpate di origine tettonica si aveva una sedi· mentazione di materiali carbonatici grossolani, generalmente in facies di mare poco proton·do. Si rinvengono in fatti, trasgressivi sui calcari e con di scordanza angolare, depositi calcare· nitici («Calcareniti di Gravina») alla cui base c'è generalmente un livello calci ruditico. Tale sedimentazione è conti . nuata fino al Calabriano, con lievi va · riazioni di facies. Nelle zone interne e sul versante adriatico, la differente situazione morfologico-strutturale ha creato al dell'ingressione momento plio pleistocenica solo dei bacini di mode ste dimensioni e profondità. In questi bacini la sedimentazione è stata prin cipalmente carbonatica e subordina tamente, carbonatica-terrigena, dando luogo a depositi prevalentemente cal carenitici e calcarenitico-argillosi («Tufi delle Murge»). ritenuti via via più recenti partendo dall'interno verso la costa attuale. Inoltre, nelle fasi conclusive del ci clo calabriano si sedimentavano nella parte sud-occidentale delle Murge in piccoli lembi depositi calcarenitici di ambiente costiero (Calcareniti di M. Castiglione). Q. CALO'· V, COTEeCHIA • O. BPILOTRO CARTA GEOLITOLOGICA AFFIORAMENTI DEGLI CALCARENITICI ·' ' ' '> / ( " . J) J/ , , o ltl:!:M 1 ������� 2 Ol)Jl:a 1[]11 4 M A Il li: 5 , o 4> o Tav. 1 · Carta Geolito/ogica degli affioramenti ca/carenitici ·Legenda. 1) Calcareniti ad Helix, di origine eolica, bianco-grigiastra, a grana media, porose, disposte in cordoni dunari fossili; generalmente molto tenere le calcareniti dei cordoni tardo·tirreniani, discretamente cementate /e ca/careniti dei cordoni più antichi (DUNE ANTICHE) (0/ocene·Pleistocene). 2) Calcareniti bianco-giallognole, generalmente massicce, tenere e fossilifere (•Calcareniti di Gravina•) associate a livelli argilloso-sabbiosi. TUFI DELLE MURGE (P/eisto· cene inf.). 3) Calcareniti biancastre, in.genere fossilifere, massicce1 porose e friabili. Calcareniti grossolane fossilifere tipo «panchina», calcareniti mamoso·siltose e sabbioni più o meno cementati (Pleistocene-Pliocene inf.). Nella maggior parte dell'area vengono distinte le •CALCARENITI DI GRAVINA• ed i termini lilostratigraficamente analoghi (a) dai termini sovrastanti (b) • CALCARENITf DEI DEPOSITI MARINI TERRAZZATI E CALCARENITI DI MONTE CASTIGLIONE. 4) Calcari detritici a grana variabile grigio chiari o biancastri, stratificati, di norma piuttosto compatti e tenaci · CALCARENITI DI ANDRANO P.P. (Miocene sup. medio). 5) Calcareniti a grana fine, talora debolmente marnose, organogene, di colore giallo paglierino, bianco-giallognolo, bianco-grigiastro, costituite da limitati bioclasti e in· traclasti, con abbondanti foraminiferi, con dispersi granuli glauconitici talora concentrati in livelli che conferiscono alla roccia una tonalità verdastra; stratificazione da in· distinta a decimetrica · PIETRA LECCESE · CALCARENITI DI ANDRANO P.P. ·FORMAZIONE DEL LAGO DI VARANO P.P. · CALCARENITI DI APRICENA P.P. (Miocene sup. medio). 6) Calcari bioclastici, biancastri, media.mente tenaci e piuttosto compatti, a stratificazione indistinta o in grossi banchi · CALCARENITI DI PORTO BADISCO (Oligocene). Durante il pleistocene medio e supe riore una serie di regressioni, succedu· tesi a brevi intervalli, permettavano la sedimentazione di depositi prevalente mente calcarenitici, disposti in sette ordini di terrazzi degradanti verso il mare («Depositi Marini Terrazzati»), ben evidenti nell'entroterra del golfo di Taranto (26). Accanto alle tacies di ambiente ma rino, sono presenti calcareniti di am· biente continentale subaereo, che tor· mano dei cordoni dunari tossili gene· ralmente paralleli all'attuale linea di costa (4,31) (Olocene - Rleistocene medio-sup.). · rappresentati dalla «Pietra leccese» e dalle «Calcareniti di Andrano» p.p., so· no trasgressivi sui calcari del Creta. . peo.e del Paleogene. Tali depositi al- 1.3 Calcarenili del Salento La penisola salentina è caratterizza ta, dal punto di vista geologico, dalla preponderanza di sedimenti carbonati ci. Di questi una notevole porzione è data da materiali calcarenitici di età miocenica e piio-pleistocenica (1). I depositi calcarenitici più antichi, (1) Nella presente trattazione non vengo no prese in esame le calcareniti di Porto Ba· disco dell'Oligocene ed Il termine calcareo delle Calcareniti di Andrano del Miocene medio-superiore, poiché presentano carat· teri petrografici e fisico-meccanici molto vi cini a quelli delle rocce calc'aree mesozoi che. · liorano secondo un andamento all'in circa NW-SE concordante con le prin cipali lineazioni tettoniche regionali (18, 23, 28). Durante il Pliocene e il Pleistocene 1e aree salentine morfologicamente depresse sono state interessate da una sedimentazione prevalentemente calcarenitica, spesso accompagnata .da depositi più specificatamente cla stici e terrigeni (19, 20, 21). Tali sedimenti vengono indicati nel la Carta Geologica Ufficiale con i nomi formazionali di «Sabbie di Uggiano», ((Calcareniti del Salento» e uformazio ne di Gallipoli» (20, 28, 30). Questi depositi sono considerati in vece da Ricchetti (27), come termini della serie Plio-Pleistocenica della Fossa Bradanica e dei Depositi marini terrazzati (Pleistocene medio superio re). Ciò ha trovato conferma dalle osser va4iPAi ·di campagna effettuate nel corsi)' del presente lavoro; tuttavia, neri' essendo stato possibile raccoglie-· re tutti gli elementi necessari per 'un aggiornamento della cartografia geo logica esistente, in questo lavoro i de positi calcarenitici plio-pleistocenici dell'area vengono raggruppate in una unica unità. I depositi pliopleistoceni ci in questione poggiano, in discor danza, sia sui calcari cretacei che sui terreni paleogenici e miocenici. Si rinvengono inoltre dei depositi eolici fossili, generalmente· in lembi più o meno continui ed estesi lungo il versante ionico (4, 5, 26, 32) e in un uni co cordone sia nell'entroterra brindisi no (14), che in un breve tratto costiero adriatico;. questi sedimenti subaerei sono riferiti al Pleistocene superiore e . all'Olocene. Gli effetti della tettogenesi pre e post-sedimentaria sono piuttosto evi denti nella maggior parte dei depositi citati. In particolare le calcareniti più anti che, soprattutto mioceniche, sono in teressate da blandi piegamenti, da fa glie e da fratture. < � o H � DF GARGANO DUNE ANTICHE In funzione dell'età e dei caratteri li tostratigrafici, i sedimenti calcareniti ci affioranti .nella regione pugliese possono essere raggruppati secondo lo schema della tab. 1. Mentre le calcareniti mioceniche rappresentano il prodotto di un'unica fase di sedimentazione, le calcareni ti del ciclo sedimentario plio pleistocenico sono rappresentate da due termini ben distinti, riferibili alla fase ingressiva e regressiva di tale ci clo. Posteriormente si sono succeduti, con le modalità del ciclo precedente, anche se in scala assai ridotta e talora incompletamente, altri brevi c.icli sedi mentari, che hanno portato alla forma- SALENTO DUNE ANTICHE Pleistocene sup. Depositi Marini Terra.= zati - medio DMT Plei6tocene Fol"llli lZ one di Galli� li p.p. - Celcareniti del Salento· p.p. (te! •ini superiori della successione delle cal Calcareniti ·di Monte inf. Castiglione For111azione del Lago di Varano P•P• - · 1.4 Schema di classificazione propo sto NURGI!: Olocene . · FORMAZIONALI UNITA' gTA' T Pleistocene Pliocene Calcari a Briozoi - Tuf'i delle Murge Calcei'eniti di Gravi- •• Calcareni ti di Apri- careniti plio-pleia� ceniche del Salento) Formazione di Galli� li p.p. - Calcarenlti de_l 5alento P•P• (te� mini bBSali" della su� cessione delle Cslca- cena p.p. reniti plio-pleistoc!J niche del Salento). Sebbie di Uggiano CaI carenit i di Andra· Fol'lllSzione d�l Lago m Miocene no P•P• - di. Varano p.p. - Pietra Leccese Calcareniti di Apric� . na p.p. Tab. 1 - Schema di classificazione geo·litologica delle calcareniti Pugliesi. ziorie delle calcareniti del Pleistocene medio-superiore (Depositi Marini Ter razzati). La formazione delle dune antiche è da porsi in relazione alle oscillazio ni marine durante il periodo pleistocenico-olocenico. 2. PETROGRAFIA, MINERALOGIA E . GEOCHIMICA 2.1 Calcarenili mioceniche (m) A questa unità vengono riferite sia la Pietra leccese che gli analoghi de positi delle Calcareniti' di Andrano e delle .Calcareniti del Garj!lno. li litotipo prevalente dell'unità è da ' to da una calcarenite organogena a grana fine, porosa, tenera, di colore variabile dal. giallastro paglierino, all'avana chiaro, al bianco-grigiastro, localmente con livello grigio-verdastri e nerastri e con intercalazioni·di sottili li�elli argillosi (in particolare nel Gar gano). Generalmente massicce, talora con evidenti strutture laminari a diage nesi frequentemente differenziata tra ' le singole lamine. Nell'ambito della Pietra leccese si rinvengono anpl)e delle litofacies rap presentate da calcari, calcari-do lomitici, marne e calcareniti a grana media, la cui genesi è legata alle diffe renti condizioni batimetriche e morfo logiche dei bacini miocenici (12). A tali condizioni sono legate anche le diver se varietà riconosciute nell'ambito della Pietra Leccese. · Petrograficamente il litotipo preva- lente è una biomicrite a tessitura packstone e subordinatamente pack stone-wackstone, - costituita quasi esclusivamente da resti organici interi o in frammenti. Gli spazi interstiziali sono occupati da micrite e in parte da glauconite; il grado di cementazione generalmente è basso. Granulometricamente sono delle sabbie fini talora siltose. Tra i granuli prevalogono i bioclasti, dati da forami niferi planctonici (Orbulina s.p., G/obi gerinoides s.p., G/obigerina s.p., .G/o borotalia s.p.), da foraminiferi bentoni ci (Rotalia s.p.; Textularia s.p.), e da frammenti di Lamellibranchi, Echinidi e Briozoi e di Vertebrati. Sono presenti grumi argillosi e granuli di glauconite di .colore variabile dal grigio-verde o verde olivastro al verde giallastro, talo ra più o meno bruno per alterzione (22). Il contenuto in carbonato di calcio è mediamente del 93% (media su 20 campioni) con valori minimi del 61 o/o (nel livello riccò in granuli glauconitici, variet.à. «piromafo»1 loc. Cursi) massimi dèl 99.5% (Ice. Bagno - Lago di Vara no)." Il residuo insolubile risulta costitui to da grumi argillosi, più abbondanti ri spetto agli altri minerali, di colore gial lo bruno; in quantità subordinata sono presenti i seguenti minerali elencati in ordine di abbondanza: quarzo in fram menti informi, ortoclasio, plagioclasi1 qualche individuo di tormalina, qual che frammento di lamina muscovitica, rarissimi ·pirosseni, qualche granuletto di rutilio e di zircone (8). Nei livelli con maggior contenuto in · glauconite diminuiscono i grumi argil losi, e sono presenti granuli di fosfori te, generalmente arrotondati, gialli o bruni. 2.2 Calcarenili pliocenico pleistoceniche (fase ingressiva) m Sono costituite da calcareniti bian castre e bianco giallognole, a grana da medio fine a medio grossolana, talora ruditica, e subordinatamente da calca reniti marnose. Si tratta in prevalenza di biospariti a tessitura grainstone e talora packsto ne-:- grainstone, costituite in maggior misura da bioclasti e in minima per centuale da granuli di calcare, quarzo e feldspati, il tutto immerso in cemen to sparitico. I bioclasti sono dati da frammenti di macrofossili (Lamelli branchi, Echinidi, Briozoi, Alghe coral line, Serpulidi, Anellidi, Balani) e da fo raminiferi bentonici e planctonici. So no presenti inoltre in particolare nell'entroterra murgiano adriatico «Tu fi delle Murge»: biomicrosparili a tes situra packstone - grainstone costi tuite in gran prevalenza da bioclasti con matrice micritica negli spazi inter stiziali, a cemento calcitico; biocalca reniti a matrice micritica e tessitura ti po packstone biopelmicriti a tessitura tipo wackstone con elementi tessitu rali dati da bioclasti, pellets e faecal pellets; biocalciruditi a tessitura grain stone e subordinatamente calcari micritico-bioclastici nodulari a tessitu ra prevalentemente tipo wackstone e calcari biolitici a tessitura tipo bound stone (16). I dati chimico-mineralogici noti dal la bibliografia si riferiscono in misura preponderante ai depositi calcareniti ci affioranti nell'area murgiana. Si trat ta di depositi calcarei di purezza assai elevata. Il carbonato di calcio (CaCO,) raggiunge in media il 97% e il carbo nato di magnesio (MgCO,) solo occa sionalmente giunge a superare il 2.5% mentre assai inferiori sono i suoi valo ri medi ed i massimi di frequenza (17). Il residuo insolubile è contenuto in quantità molto basse, con valore me dio di 1.3% e deviazione standard di 0.8%. La frazione psammitica è data da quarzo e feldspati prevalenti nell'ordi ne, cui si aggiungono caratteristici granuli polimineralici costituiti da cal cedonio. inglobante plaghe di silice opalina e grumi di idrossidi ferrici ed in molti casi anche laminette di glau conite. Molto rari possono considerarsi i granuli di anfiboli, ilmenite, ematite, miche, pirosseni, magnetite, granati, apatite e rutilio (10). La frazione pelitica è costituita pre valentemente da minerali siallitici, tra cui la caolinite domina rispetto alla il lite ed alla montmorillonite; sono pure presenti discrete quantità di idrossidi di ferro e di quarzo. 2.3 Calcarenili pleistoceniche (fase regressiva) I depositi regressivi del ciclo plio pleistocenico (Calcareniti di M. Casti glione) sono costituiti da un impasto di minuti frammenti di fossili ben ce mentati da sparite, di colore da bian castro a giallo-rosato; la grana varia tra le arenili e le ruditi. Tenendo conto della tessitura, que ste calcareniti, che mostrano nei vari affioramenti una uniformità di caratte re, sono classificabili come packstone e subordinatamente wackstone. Si tratta di un impasto di clasti orga nogeni carbonatici ben saldati da un abbondante cemento sparitico costi tuito da calcite assai limpida. I bioclasti sono mineralogicamente costituiti da calcite a grana cristallina molto minuta con frequenti pellicole o incrostazioni di materiali ocracei. So no presenti in quantità subordinata dei minerali detritici, quali quarzo, feldspati, muscovite, biotite, anfiboli, granati e minerali opachi (11). Chimicamente sono formate essen zialmente da carbonati. Nell'area dei fogli Altamura, Taranto e Brindisi Ie . calcareniti presentano un contenuto medio in caco,, pari a circa il 95%, mentre il MgCO,, nei casi in cui è de terminabile, non si scosta molto dal valore medio dell'1 %. Il residuo inso lubile ha valore medio di 4.6% con de viazione standard del 3.5%. Il contenuto dei carbonati è dato to talmente o quasi da calcite di origine biochimica. I minerali presenti nel residuo inso lubile sono rappresentati da quarzo, feldspati, goethite, minerali argillosi (prevale l'illite sulla caolinite) e subor dinatamente: aggregati polimineralici, muscovite, biotite, glauconite, anfibo li, magnetite, ilmenite e granati. In ba se all'associazione ed alla natura mi neralogica questi minerali sono ritenu ti (11) detritici e di provenienza appenninico-bradanica. L'insieme dei caratteri petrografici, chimici e mineralogici permette di de finire per queste calcareniti un am biente di deposizione caratterizzato da fondali poco profondi, con acque ossi genate e soggette agli effetti del moto ondoso e delle correnti (11,25). 2.4 Depositi Marini Terrazzati (DMT) I Depositi Marini Terrazzati ed i ter mini litostratigraficamente analoghi sono costituiti in prevalenza da calca reniti giallo-rosate e giallastre, a grana e resistenza variabili e subordinata mente da calcari granulari friabili. Si tratta in prevalenza di biospariti e biosparuditi a tessitura prevalente mente grainstone e subordinatamente packstone. Costituite in prevalenza da bioclasti, più abbondanti nella frazio ne ruditica, mentre nella frazione sab- biosa più fine vi è una notevole percen tuale di granuli quarzoso-feldspatici (13). Il cemento sparitico è generalmente diffuso. I tenori complessivi dei carbonati sono molto variabili ed hanno valore medio di 86.4% con d.s. di 14.0%. Il residuo insolubile è costituito pre valentemente da quarzo e in minor per centuale da feldspati, goethite, illite, muscovite, aggregati polimineralici, anfiboli, pirosseni, biotite, granati, il menite e magnetite (13). Nei sedimenti immediatamente suc cessivi al primo ciclo post-calabriano particolarmente abbondanti risultano i pirosseni, i granati melanitici e la ma gnetite. Le altre calcareniti post calabriane presentano un alto conte nuto di aggregati polimineralici di aspetto spugnoso, ricchissimi in ossi di ed idrossidi di Fe ed attribuibili a grumi di «terra rossa» rimaneggiati ed inglobati nel sedimento. 2.5 Dune antiche Sono costituite da calcareniti di co lore beige-marroncino a grana fine e omogenea, generalmente tenere e po co porose. Sono delle biospariti a tessitura grainstone. I caratteri mineralogici, petrografici e chimici dei depositi dunari consoli dati variano sensibilmente in funzione della natura del substrato. I depositi eolici fossili affioranti in località Montegrosso (a SW di Andria) sono costituiti da calcari biosparitici con litoclasti (formati per la rielabora zione da parte del vento dei sedimenti bioclastici sui quali poggiano) (16), mentre i depositi eolici di Oria sono costituiti per la maggior parte da gra nuli di quarzo e di calcare cui si ac compagnano in modo subordinato dei minerali pesanti. I granuli di quarzo che costituiscono la maggior parte del residuo insolubi le, e quelli calcarei sono normalmente subarrotondati. Talora i granuli detriti ci e bioclastici appaiono al microsco pio immersi in un mosaico di fondo calcitico, di solito microcristallino, op pure saldati da calcite spatica che co stituisce il cemento intergranulare sempre più abbondante man mano che aumenta il grado di tenacità della roccia (14). L'elevato contenuto di quarzo è in relazione con la natura delle sotto stanti calcareniti trasgressive su argil le sabbiose, caratterizzate dalla note vole presenza, tra la frazione non car bonatica, di quarzo e feldspati di pro babile provenienza appenninica. Le dune fossili più recenti sono co stituite prevalentemente da una frazio ne di granuli carbonatici (85 + 90%) (4) rappresentati solo da bioclasti e, su- bordinatamente, da granuli quarzoso feldspatici e di argille rosse residuali (10% + 15%); la maggior quantità di granuli sono rilaborati e ossidati. 3. CARATTERISTICHE TECNICHE DELLE CALCARENITI Le calcareniti sono state usate da secoli come materiale da costruzione in quanto rientrano nella categoria delle «rocce tenere»; dotate di caratte ri di resistenza sufficientemente eleva ti per garantire una molteplicità di usi nel campo dell'edilizia e nello stesso tempo tale da non porre difficoltà ai fi ni della cavabilità e della successiva lavorazione del concio estratto. Ai fini della caratterizzazione tecni ca di tali rocce esiste una ben evidente differenza tra quella dell'ammasso roccioso, quella del concio di dimen sioni classiche di cava ed il provino da laboratorio. Nell'ambito della stessa formazione e collocazione geografica gli ammassi calcarenitici racchiudono infatti gli elementi della loro storia singenetica e post-deposizionale. In particolare: - variazioni sulla stessa verticale della composizione granulometrica; - variazione del tipo e quantità di matrice e della percentuale di cemen to con conseguente variabilità della cementazione della roccia; - discontinuità sinsedimentarie: giunti di strato o livelli centimetrici continui di terre rosse conseguenti ad improvvisi e limitati apporti terrigeni in fase di sedimentazione o prodotti resi duali derivanti da fasi di emersione (15); - livelli o letti organogeni, talvolta particolarmente sviluppati; - discontinuità post-sedimentarie: fratture e faglie con associati prodotti di frizione; - fenomeni erosivi e dissolutivi in terni: paracarsismo e carsismo; - erosione e fenomeni morfogene . tici esterni; - alterazioni, degradazione di su perficie, rilascio tensionale. La ricorrenza spaziale dei fenomeni sopra ricordati può essere ritmica, aritmica o casuale, introducendo quin di nell'ammasso calcarenitico elemen ti di discontinuità più o meno evidenti al taglio fresco della roccia, molto ben visibili invece dopo esposizione della stessa agli atmosferili per molti anni. Le discontinuità di vario tipo citate possono pertanto essere del tutto as senti nella dimensione del provino di laboratorio e talvolta anche nel concio di cava, associando quindi inevitabil· mente una caratterizzazione geotecni ca ad un effetto «scala». I caratteri microstrutturali e macro tessiturali dell'ammasso roccioso cal carenitico hanno condizionato nei tempi andati la denominazione e l'uso dei materiali di cava. Distinguendo preliminarmente le calcareniti in cctufi calcarei» e in «Pie tra Leccese», laddove i primi compren dono tutti i depositi di questo tipo del la fase ingressiva e regressiva plio pleistocenica, quelli pleistocenici e tardo-quaternari marini ed eolici, men tre con il secondo termine vengono comprensivamente intesi i depositi miocenici in collocazioni areali ben definite, le denominazioni più in uso delle varietà di tufo calcareo sono le seguenti: - MAZZARO cinereo durissimo e molto compatto; - CARPARO giallastro grossolano duro, poroso; - COZZAROLO bianco-giallastro a grana prevalentemente grossolana, con abbondanti macrofossili; - SCORZO costituito da un impa sto di Molluschi e Briozoi fortemente cementati e piuttosto resistente; - COZZOSO costituito da un impa sto di conchiglie di Molluschi, di colo re bianco giallastro o rossastro con le stesse caratteristiche meccaniche dello scorzo; - ROGNOSO simile per caratteri stiche meccaniche alle due varietà precedenti, ma con fossili di dimensio ni più ridotte; - ZUPPIGNO bianco giallognolo a grana generalmente media, ricco di Ostreidi e Pectinidi, tenero, poroso, compatto; - MOLLICA bianco, a grana molto fine, con scarsissima resistenza mec canica; - GENTILE bianco giallognolo, marnoso a grana molto fine, tenero. A queste denominazioni se ne ag giungo altre utilizzate solo a carattere locale quali: - MARMORIATO grigiastro a gra na fine piuttosto resistente; - GRANULOSO a grana ruditica ben cementato; - CUZZIGNO - VERDATIERO STAGNA - CHIUMEGNU - CHIUME NED e ARRONE a grana medio-fine e bassa resistenza meccanica: Le carattristiche fisico meccaniche delle singole varietà di tufo appaiono spesso non troppo dissimili tra loro, fatta esclusione dei tipi MAZZARO e CARPARO, che si distaccano per mag giore compattezza e resistenza mec canica. La relativa somiglianza di caratteri ha condotto ad una notevole confusio ne nell'uso pratico della suddetta ter minologia. Spesso la stessa denomi nazione è usata per definire rocce so stanzialmente diverse, oppure si han no dei casi in cui vengono definiti con no[lli diversi rocce analoghe. E da notare infine che negli ultimi anni la maggior parte di queste deno minazioni, a meno che per le varietà più tenaci, vanno cadendo graduai· mente in disuso, per lasciar posto alla generica di cctufo». Alla «Pietra Leccese)) sono riferibili le calcareniti a grana fine e compatte del Miocene. Questa viene distinta localmente in diverse varietà (7,22) differenziate per struttura e caratteristiche fisico meccaniche, quali: «gentile» o «lecci sun a grana più omogena, giallo paglierina, tenera; «bastarda» varietà eterogenea, concrezionata ed anche brecciforme, dura; «mazzara», a strut tura sabbioso arenacea con durezza e tenacità variabili; <<saponara)) siltosa, biancastra, molto tenera; «piromafon grigio-verdastra, ricca in glauconite e «pietra di Cursi» comprendente le va rietà di Pietra Leccese, provenienti dai livelli affioranti in questa località. Ai fini della valutazione geotecnica delle calcareniti pugliesi sono stati se lezionati i seguenti parametri: peso specifico reale(g/cmc) peso specifico totale(g/cmc), porosità(-), resistenza a compressione del materiale in e quilibrio - con l'umidità ambientale (kg/cmq), resistenza a compressione del materiale saturato per immersione in acqua(kg/cmq), coefficiente di imbi .bizione(%). Alla luce di quanto detto in prece denza, la caratterizzazione geotecnica delle calcareniti ed, in particolare, quella riportata più correntemente in letteratura nasce essenzialmente dall'analisi dei prodotti di cava, desti· nati ad utilizzazione come materiale da costruzione. Come tale il prodotto ha subito quindi una doppia selezione: la prima in cava, in quanto la coltiva zione non viene estesa ai livelli o va rietà meno pregiate, in quanto meno resisfenti1 scarsamente cementate o interessate da difetti; la seconda sele zione riguarda il prodotto di cavatura, che, se non supera l'estrazione e la pri ma lavorazione, viene generalmente avviato a rifiuto o alla generazione del frantumato(tutina). Da ciò consegue che i dati disponi bili sono riferiti certamente a materiali di cava di buone caratteristiche e non esprimono generalmente, tramite la deviazione standard sui valori medi, il campo statistico di vera variabilità del le caratteristiche della roccia calcare nitica o dell'ammasso roccioso. In ef· fetti, si può affermare che per ogni ter mine formazionale l'estremo inferiore delle caratteristiche geotecniche deb ba far riferimento al materiale privo di cementazione o scarsamente cemen tato e dotato pertanto di resistenza a compressione praticamente nulla. Ciò deriva in parte anche da tecni che di sperimentazione geotecnica e di misura sostanzialmente antichi, consistenti nell'esame diretto di provi ni cubici o cilindrici o di frammenti re golari a consistenza lapidea per la de terminazione della densità del secco o totale, che quindi non potevano pre scindere dalle buone caratteristiche del materiale al fine della possibilità di carbonati % confezionamento del lo stesso provi· O 100 200 01 kg/cm2. 300 1.20 1.60 2.00 >'t t/m3 90 100 o+------+-----+--'--"---! no. Oggi nuove tecniche sono disponi· point load test m bili per la valutazione de.Ile caratteri· unconfined test stiche geotecniche in sito ed in labora· . ,, -� a torio. Si ricordano in primo luogo le / tecniche nucleari per la determinazio· ne in sito dei profili di umidità e di den· sità(fig. 1). Per la valutazione delle caratteristi· ·�. che di resistenza puntuali è stata spe rimentata da lungo tempo la prova di schiacciamento con carico puntuale su provini informi (point-load test). La facilità e l'economicità di tale prova consente di ricavare un profilo diretto della resistenza lungo una colonna stratigrafica(fig. 2). Con riferimento alle sole calcareniti pugliesi, il rapporto tra la resistenza a compressione semplice e il Point-load lndex, urli., ha un valore che si può ben approssimare a 12. 2E4 Et kg/cm2 "' 3E4 Entrambi i profili di fig. 1 e 2 eviden· ziano la variabilità sulla stessa vertica Fig. 2 · Profilo di densità e resistenza di calcareniti mioceniche in prossimità di Lecce. , le entro un ammasso calcarenitico delle più rilevanti caratteristiche geo· il gruppo DMT; 2.68 g/cmc per il grup· I principali dati geotecnici raccolti tecniche(peso specifico e resistenza a sia dalla bibliografia(22, 29, 32) che da po T e 2.71 g/cmc per il gruppo m (Pie· compressione); in entrambi i casi sem· brano prevalere su tale aspetto moti· sperimentazioni condotte apposita· tra Leccese). Per quanto attiene al peso specifico mente in laboratorio, sono stati quindi vazioni di tipo sedimentologico. analizzati statistièamente per termini totale i vari materiali si differenziano I valori di peso specifico totale, con· formazionali, secondo lo schema ri· sensibilmente secondo il gruppo di ap· tenuto in carbonati, carico a rottura a partenenza. I valori più elevati compe· compressione semplice, modulo eia· portato in Tab. 1. stico e Point-load lndex, con riferimen· Nella fig. 4 sono riportati in dia· tono al gruppo DMT (depositi marini to sempre alle calcareniti pugliesi, so grammi a barre i valori medi e quelli a terrazzati) con peso specifico totale no reciprocamente correlabili. ± della deviazione standard per i qual· medio di 1.84 g/cmc (per questo grup· La matrice di correlazione lineare tra raggruppamenti sintetici finali DF, po si registra un contenuto medio di DMT, T, m(cfr. T_..b._1)_. tra le diverse variabili è la seguente carbonati più basso rispetto agli altri (per circa 20 osservazioni complete su I valori medi del peso specifico reale gruppi; ciò per l'accertata presenza di campioni sia di tufi calcarei che di pie· ' risultano notevolmente vicini: 2.72 minerali detritici pesanti di origine vul· g/cmc per il gruppo DF; 2.75 g/cmc per canica); al gruppo T compete il valore tra leccese): più basso, con 1.55 g/cmc; il gruppo DF (Dune Antiche) ed m (Pietra Lecce CARBONA.TI E 1/3 Id •• Yt •• se) hanno valori di 1.66 e 1.78 g/cmc ri· r, 0.457 0.805 0,729 0.835 0,923 speltivamente. In ogni caso le devia· zioni standard sono elevate. È oppor 0,405 0,628 0.726 0.775 CARBONATI tuno ricordare anche che alcune litofa· 0.854 0.876. 0,864 cies mioceniche salentine non sono •• trattate in questo lavoro, per l'affinità 0.856 0.666 E 1/3 con i materiali lapidei duri. La porosità è un parametro dipen 0,599 Ef dente strettamente dai due preceden· '-" temente richiamati (in queste rocce calcarenitiche il peso specifico totale P.,.o voi..,,• 1occo (g/crrf') Contenuto d'ocquo ('Jr;) e quello del secco sono molto vicini i.o i2 u u i.a 40 Fig. 1 · Profili della nei prodotti di cava). Di conseguenza, •• +--+�-+--t--+----jf--+-�f---1--+-� densità secca e del la porosità minima è rivelata dai depo· contenuto naturale siti afferenti al gruppo DMT (a causa d'acqua per calcareni· della maggiore percentuale di cemen ti presso Taranto. to). La resistenza a compressione sui campioni con umidità in equilibrio con quella ambientale (D) risulta di gran lunga maggiore nei termini confluenti % nel gruppo DMT (valore medio=136 kg/cmq) e dalla Pietra Leccese (valore < medio=152 kg/cmq) rispetto a quelle dei gruppi T (ur=35 kg/cmq) e DF < (iir = 35 kg/cmq). Anche in questo caso le deviazioni standard sono generalmente molto elevate. Nella fig. 3 sono riportate le rette di a o _ _ _____ o o T Yt (t/m3) • DMT D . T • DMT .·i: ·-"t" Dm 1.2 L..______l.______L_____J_____j_____.J___��_J O.O 100 200 300 400 500 Ot (Kg/cm2) Fig. 3 · Rette di correlazione lineare tra densità totale e resistenza a compreSsione semplice per i diversi gruppi di calcarenili pugliesi. correlazione -yt uf per i gruppi m, DMT, T. La stessa correlazione per i campio· ni di calcareniti DF (dune antiche), è ri sultata poco attendibile. I valori di resistenza a compressione dei campioni posti a saturare in acqua in generale evidenziano un decremen to di resistenza rispetto alla rottura a compressione su provino non saturato intorno al 20+25%. 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Sintesi dei risultati relativi ad oltre 200 campioni. f'[50 SP[CJr. flERLE (g/�MC) f'OROSJTR· RESlSTEllZR ... .. , ,. E2Zl nEOlR-50 c:::J .., nEDlfl - nrDlRtS[J .. , E2Zl ... nEOl fl.·SO '·' / .. ' f'E:SO 5f'EC:1FlCO '"' TOTRU'. (9.re•• l ... E2Zl ... nE:OlR-50 ... c:::J ... 11.8. ... ... / / / / ·/ ,_, " l\EOlfl < � '"' / / - llEDIRtSO • - nEDlRtSO E2Zl "' nElllfl-50 D "' '1EDifl '" " a /. llEOlfltSO • ::- cotrnc:1r11TE " " " " " " " " " llEDlR '· " ... c:::J ,. "'. / " .,. "' 111a1a. c10 " '"' RE515TEMZR C:Ollf'. CM) Og/cM�l "' [?221 nE:OlR·S!l c:::J llCDJR - lltDIRtSO "' E2Zl '" llEOIR·SD D '" llEDlfl "' - " llEDJRtSD • • (�91e•�l "' '·' '·' COnf'. ([J) "' _,, " '"' zione delle aree carsiche, Bari, 1982, Geòl. Appl. e ldrog., voi. XVII, parte Il. (16) lannone A. & Pieri P.: «Considerazio ni critiche sui '.'Tufi calcarei" delle Murge. Nuovi dati litostratigrafici e paleoambienta li,,, Geog. Fis. Dinam. Quat. (2), 1979. 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