Interpretazione sismica di profili a riflessione nell`offshore di Ragusa

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA
DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA
Corso di Laurea Magistrale in
Geofisica di Esplorazione ed Applicata
Anno Accademico 2013/2014
Candidato:
Dario Chieppa
Laurea triennale in: Scienze Geologiche
Titolo della tesi
Interpretazione sismica di profili a riflessione nell’offshore di Ragusa
Relatore:
Etta Patacca
Controrelatore: Giancarlo Molli
Riassunto
L’area di studio indagata per la realizzazione di questo lavoro di tesi è localizzata nella parte
sudorientale del Canale di Sicilia. Essa si estende per circa 3300 km2 nell’offshore ragusano
(Figura 1).
Fig. 1: Carta geografica della Sicilia. Il poligono nero indica l'area di indagine. (Immagine tratta
da Google maps)
Al fine di ricostruire l’evoluzione dell’area, è stata condota un’attività di interpretazione sismica
basata sul riconoscimento delle sismofacies in termini di formazioni geologiche e degli eventi
deformativi.
Per svolgere questo lavoro sono state utilizzate 81 sezioni sismiche (32 solo in formato cartaceo e
49 in formato digitale) tarate attraverso 16 pozzi. All’inizio sono state individuate le principali
sismofacies, in termini di geometria e terminazione dei riflettori, le quali sono poi state tarate
attraverso i dati stratigrafici provenienti da 16 pozzi a disposizione. Su questi ultimi sono stati
riconosciuti e tracciati i “top” di otto formazioni geologiche, il cui nome e le cui caratteristiche
stratigrafiche coincidono con quelli attribuiti da Patacca et al. (1979) alle unità geologiche
riconosciute nella zona di Ragusa. Le formazioni geologiche riconosciute in sottosuolo, ordinate
dalla più vecchia alla più recente, sono le seguenti: Fm “Streppenosa” (Hettangiano - Sinemuriano
s. str.), Fm “Siracusa” (Hettangiano - ? Domeriano), Fm “Modica” (Lotharingiano - Domeriano),
Fm “Buccheri” (Toarciano inferiore - Tithoniano), Fm “Chiaramonte” (Tithoniano superiore –
Hauteriviano inferiore), Fm “Hybla” (Hauteriviano superiore – Albiano p.p.), Fm “Amerillo”
(Albiano p.p. – Maastrichtiano), Fm “Ragusa” (Oligocene inferiore – Miocene medio), Fm
“Tellaro” (Miocene medio - superiore), Fm “Gessoso Solfifera” (Messiniano) ed infine i depositi
plio – pleistocenici.
Durante l’attività di interpretazione, all’interno di queste formazioni, sono stati anche riconosciuti i
principali corpi vulcanici i quali sono stati mappati sulla carta di base.
Contemporaneamente all’attività di line drawing manuale è stato utilizzato il software Kingdom,
tramite il quale è stato possibile visualizzare sia le sezioni sismiche sia i pozzi in formato SegY.
Una volta terminata l’interpretazione dei profili sismici cartacei e il tracciamento dei riflettori nel
progetto CR148 di Kingdom sono stati creati i Grid relativi ai top di ogni formazione e di ognuno è
stato possibile vederne l’andamento in pianta.
L’ultimo step di questo lavoro è consistito nell’utilizzo del programma Move attraverso il quale è
stata svolta la time – depth conversion e il processo forward modelling.
Prima di procedere a quest’ultima fase del lavoro è stato necessario individuare quale tra tutte le
linee sismiche fosse la più adatta da essere esportata dal software Kingdom. Al suo interno questa
sezione sismica non deve contenere corpi vulcanici ma deve tagliare il più perpendicolarmente
possibile le strutture compressive orientate NE – SW. Le linee sismiche perpendicolari alla linea di
costa non possono esser utilizzate perché parallele alle strutture, di conseguenza si è dovuto
scegliere un tratto di una sezione sismica allungata in direzione NW – SE.
La linea sismica scelta, C – 541, è stata importata sul programma Move e si è proceduto alla
conversione della scala verticale da tempi (s) a spazi (m); si è iniziato suddividendo il tratto scelto
della sezione C - 541 in tanti poligoni e ad ognuno di essi, sulla base dei dati ricavati dall’analisi dei
pozzi, è stato attribuito un valore di spessore medio (m) e di velocità (km/s). Dato che il limite
inferiore della formazione più profonda (Fm. “Streppenosa”) non è noto, sono stati effettuati diversi
tentativi al fine di attribuire il valore di spessore medio e velocità più consono al poligono inferiore.
Terminata la fase di conversione si è continuato con quella di forward modelling cercando di
modellizzare una delle tre grandi strutture compressive orientate NE – SW (la cui lunghezza d’onda
diminuisce procedendo da NW verso SE) riconoscibili sulla carta di base relativa alla disposizione
dei piani assiali. Gli algoritmi che si è scelto di utilizzare per modellizzare una di queste anticlinali
sono: detachment fold e thrust propagation fold. Nel primo caso si ipotizza che la deformazione sia
avvenuta su una successione bacinale di età mesozoica scollata dal suo substrato profondo, mentre
nel secondo caso il processo che ha portato alla formazione delle anticlinali e delle sinclinali
prevede anche la propagazione di thrust. Per entrambi i meccanismi si è agito con un processo di try
and error e alla fine sono stati messi a confronto i dati ottenuti.
Confrontando i dati di letteratura con quelli ricavati da questo lavoro è possibile affermare che:
- L’attività di interpretazione ha permesso di delimitare la Fm “Siracusa” nel settore sudoccidentale
dell’area di studio. Per quanto riguarda questa formazione non è possibile definire con certezza
quale sia la sua origine in quanto i dati a nostra disposizione sono pochi e si riferiscono solamente
alla morfologia assunta dal corpo, alla sua disposizione areale e al tipo di sismofacies.
Nei pozzi Vega 1 e Merluzzo 1, all’interno della successione bacinale, sono stati trovati calcari di
mare basso interposti tra la sottostante Fm “Streppenosa” e la soprastante Fm “Buccheri”. I dati
ottenuti dall’interpretazione dei profili sismici hanno permesso di riconoscere una particolare
sismofacies per questi depositi e una distribuzione areale piuttosto limitata; in pianta, si può
vedere che questo corpo ha una forma arcuata ed è limitato ai soli settori sud-occidentali.
L’analisi delle sismofacies effettuata sulle linee sismiche contenenti la Fm “Siracusa”, ha portato
al riconoscimento di facies sismiche ben stratificate alternate a facies caotiche; per questo motivo
si può ipotizzare che per la Fm “Siracusa” non si tratti dei depositi in posto.
Sulla base delle informazioni a disposizione per questo lavoro di tesi, si può ipotizzare che la
successione della Fm “Siracusa” consista in risedimenti la cui messa in posto è avvenuta per
mezzo di un fenomeno gravitativo sottomarino in un intervallo di tempo compreso tra il
Sinemuriano s. str. e il Lotharingiano. Inoltre se questa ipotesi fosse vera vorrebbe dire che a SW
dovrebbe trovarsi una piattaforma carbonatica.
- I corpi vulcanici riconosciuti all’interno delle formazioni geologiche sono più abbondanti
nell’offshore della Sicilia meridionale rispetto all’onshore. Mentre nel lavoro di Patacca et al.
(1979) l’attività vulcanica è stata riconosciuta in sole due formazioni (Fm “Buccheri” e Fm
“Amerillo”), in questo settore, l’attività magmatica è stata più intensa e ha portato alla messa in
posto di numerosi edifici vulcanici. Oltre che nella Fm “Amerillo” e in quella “Buccheri”,
l’attività vulcanica è stata riconosciuta all’interno Fm “Streppenosa”, della Fm “Modica”, della
Fm “Buccheri”, della Fm “Chiaramonte” ed infine nella Fm “Hybla”. Alla base della sequenza
della Fm “Ragusa”, dopo il Top della Fm “Amerillo”, sono riconoscibili vulcanoclastiti di età post
– Maastrichtiano.
Nella porzione nordorientale ed orientale dell’area di indagine è stata riconosciuta un’attività
vulcanica molto intensa non documentata da nessun’altra parte. Dall’analisi delle sezioni sismiche
parallele e perpendicolari alla linea di costa sono stati riconosciuti, sulla stessa verticale, più corpi
vulcanici comprendenti sia vulcaniti sia vulcanoclastiti sovrapposti, come se in questa zona avesse
agito un hot spot in cui si ha avuto risalita magmatica per lungo tempo.
- Nell’offshore di Ragusa è stata riconosciuta una sola superficie di faglia distensiva con direzione
NNE – SSW. Tracciando l’andamento in pianta di questa superficie, ed utilizzando i dati contenuti
in letteratura, si può supporre che essa consista nella prosecuzione verso S della Scicli Line.