STRATIGRAFIA, ANALISI DELLE FACIES E ICNOLOGIA DELLA FORMAZIONE DEL PIZZO DEL DIAVOLO, BACINO OROBICO (VAL D’AMBRIA, SO)

This thesis is the result of a research project between the Department of Earth and Environmental Sciences in Pavia, the Museum of Natural History in Milan, the Museum fur Naturkunde in Berlin and the Parco delle Orobie Valtellinesi and aims to study the stratigraphy, facies associations and palaeontological content of the Pizzo del Diavolo Formation. The project concerns a site, discovered in the last two years following an occasional report, that proved to be extremely rich from a palaeontological point of view. The thesis site is located at the head of the Val d'Ambria, in the Valtellina Orobic Alps, in whose debris strata fossils and sedimentary structures can easily be observed in abundance. From a geological point of view, the study area is in the Orobic Basin and in particular in the Trabuchello-Cabianca anticline. The Pizzo del Diavolo Formation, which can be ascribed to the Lower Permian (Cisuralian), was formed in a transtensional context in a pull apart basin. Like other Permian basins in the South Alpine region, the stratigraphic succession of the Orobic Basin is characterised by a high proportion of thick clastic and volcanic sediments. At the base is the Basal Conglomerate followed by the Monte Cabianca Vulcanite Formation and the Pizzo del Diavolo Formation. As far as the area of this thesis is concerned, the crystalline basement (Scisti di Edolo and Gneiss di Morbegno) is directly in tectonic contact with the latter formation. During the thesis work, several multi-day field campaigns were carried out in order to collect data on facies and palaeontological content. Due to the layering and verticality of the rock faces at the head of the valley, stratigraphic sections were carried out on large boulders, after reconstructing their probable provenance. Facies analysis was conducted according to Miall (1996). On the basis of their associations, the main lithofacies that make up the Pizzo del Diavolo Formation were identified and the resulting depositional environments reconstructed. In this way it was possible to identify six environments: conoid dominated by hyperconcentrated flows, conoid dominated by sheet-flow, sand flat and mud flat, ephemeral lake/playa lake and shallow lake. Using the data collected in the detailed stratigraphic columns and on the basis of high-resolution photographic images of the walls, a representative stratigraphic column of the FPD in Val d'Ambria was then reconstructed. The palaeontological content was studied through documentation and photos taken in the field. The main fossils (footprints and tracks of vertebrates and invertebrates, macroflora) were taxonomically determined with the help of an ichnofossil specialist both in the field and during a study period at the Museum fur Naturkunde in Berlin. They consist of seven ichnogenera and two ichnospecies of vertebrates: Amphisauropus, Characichnos, Dromopus, Erpetopus, Hyloidichnus, Limnopus, Varanopus, Dromopus lacertoides ed Erpetopus willistoni. For the invertebrates, traces of Diplichnites were found Once these acts were carried out, the ichnofossils were related to their respective lithofacies. Finally, a detailed palaeoenvironmental reconstruction was carried out with a possible 3D infill model of an endoreic basin under semi-arid conditions, also referring to present-day analogues.

Questo lavoro di tesi nasce da un progetto di ricerca tra il Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente di Pavia, il Museo di Storia naturale di Milano, il Museum fur Naturkunde di Berlino e il Parco delle Orobie Valtellinesi e si prefigge di studiare la stratigrafia, le associazioni di facies e il contenuto paleontologico della Formazione del Pizzo del Diavolo. Il progetto riguarda un sito, scoperto negli ultimi due anni in seguito ad una segnalazione occasionale, che si è rivelato estremamente ricco dal punto di vista paleontologico. Il sito della tesi si colloca nella testata della Val d’Ambria, sulle Alpi Orobie Valtellinesi nelle cui falde detritiche possono facilmente essere osservati in abbondanza fossili e strutture sedimentarie. Da un punto di vista geologico l’area di studio si trova nel Bacino Orobico e in particolare nell’anticlinale Trabuchello-Cabianca. La Formazione del Pizzo del Diavolo, ascrivibile al Permiano inferiore (Cisuraliano), si è formata in un contesto transtensivo in un bacino di pull apart. Come altri bacini permiani del Sudalpino la successione stratigrafica del Bacino orobico è caratterizzati da un elevato apporto di sedimenti, sia clastici che vulcanici, di notevole spessore. Alla base si trova il Conglomerato Basale seguito dalla Formazione della Vulcanite del Monte Cabianca e dalla Formazione del Pizzo del Diavolo. Per quanto riguarda l’area di questa tesi, il basamento cristallino (Scisti di Edolo e Gneiss di Morbegno) si trova direttamente a contatto tettonico con quest’ultima formazione. Durante il lavoro di tesi sono state effettuate più campagne di più giorni sul campo con lo scopo di raccogliere dati sulle facies e sul contenuto paleontologico. A causa della giacitura degli strati e della verticalità delle pareti rocciose della testata della valle, le sezioni stratigrafiche sono state effettuate su massi di grandi dimensioni, dopo aver ricostruito la loro probabile provenienza. L’analisi delle facies è stata condotta secondo Miall (1996). Sulla base delle associazioni di queste sono state identificate le principali litofacies che compongono la Formazione del Pizzo del Diavolo e ricostruiti i conseguenti ambienti deposizionali. In questo modo è stato possibile identificare sei ambienti: conoide dominata da flussi iperconcentrati, conoide dominata da sheet-flow, sand flat e mud flat, lago effimero/playa lake e lago poco profondo. Tramite i dati raccolti nelle colonne stratigrafiche di dettaglio e sulla base di immagini fotografiche ad alta risoluzione delle pareti, è stata quindi ricostruita una colonna stratigrafica rappresentativa della FPD in Val d’Ambria. Il contenuto paleontologico è stato studiato tramite la documentazione e le foto scattate sul campo. I principali fossili (impronte e piste di vertebrati e invertebrati, macroflore) sono stati determinati tassonomicamente grazie all’aiuto di uno specialista di icnofossili sia sul campo sia durante un periodo di studio svolto al Museum fur Naturkunde di Berlino. Si tratta di sette ichnogeneri e due ichnospecie di vertebrati: Amphisauropus, Characichnos, Dromopus, Erpetopus, Hyloidichnus, Limnopus, Varanopus, Dromopus lacertoides ed Erpetopus willistoni. Per gli invertebrati, sono state rinvenute tracce di Diplichnites. Una volta effettuate queste attibuzioni, gli icnofossili stati messi in relazione alle rispettive litofacies. È stata infine effettuata una dettagliata ricostruzione paleoambientale con un possibile modello di riempimento 3D di un bacino endoreico in condizioni semiaride, facendo anche riferimento ad analoghi attuali.