none 10.1144/jgs2019-020 Geological Society of London Geological Society of London 1881 108105667 44798 2024120304302000815 10.1144 2024-12-03T07:30:41Z 2019-07-04T09:58:57Z 9 Journal of the Geological Society JGS 0016-7649 2041-479X 05 04 2020 05 2020 177 3 Andrea Festa Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Torino, Via Valperga Caluso, 35, 10125 Torino, Italy https://orcid.org/0000-0001-5325-0263 Simona Cavagna Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Torino, Via Valperga Caluso, 35, 10125 Torino, Italy Edoardo Barbero Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra, Università di Ferrara Italy https://orcid.org/0000-0003-0247-0770 Rita Catanzariti Istituto di Geoscienze e Georisorse, CNR – Consiglio Nazionale delle Ricerche Pisa, Italy https://orcid.org/0000-0002-6408-0543 Gian Andrea Pini Dipartimento di Matematica e Geoscienze, Università di Trieste Trieste, Italy https://orcid.org/0000-0001-5859-1091 Upper Lutetian–Bartonian sedimentary mélanges, corresponding to ancient mud-rich submarine mass transport deposits, are widely distributed over an area c. 300 km long and tens of kilometres wide along the exhumed outer part of the External Ligurian accretionary wedge in the Northern Apennines. The occurrence of methane-derived carbonate concretions (septarians) in a specific tectonostratigraphic position below these sedimentary mélanges allows us to document the relationships among a significant period of regional-scale slope failure, climate change (the Early and Mid-Eocene Optimum stages), the dissociation of gas hydrates and accretionary tectonics during the Ligurian Tectonic Phase (early–mid-Lutetian). The distribution of septarians at the core of thrust-related anticlines suggests that the dissociation of gas hydrates was triggered by accretionary tectonics rather than climate change. The different ages of slope failure emplacement and the formation of the septarians support the view that the dissociation of gas hydrates was not the most important trigger for slope failure. The latter occurred during a tectonic quiescence stage associated with a regressive depositional trend, and probably minor residual tectonic pulses, which followed the Ligurian Tectonic Phase, favouring the dynamic re-equilibrium of the External Ligurian accretionary wedge. Our findings provide useful information for a better understanding of the factors controlling giant slope failure events in modern accretionary settings, where they may cause tsunamis. 08 14 2019 05 2020 575 586 10.1144/jgs2019-020 1 10.1144/crossmark-policy www.lyellcollection.org true 2019-02-14 2019-05-23 2019-06-28 2019-08-14 Italian Ministry of University and Research http://dx.doi.org/10.13039/501100003407 2010AZR98L_002 https://doi.org/10.15223/policy-002 10.1144/jgs2019-020 https://www.lyellcollection.org/doi/10.1144/jgs2019-020 https://www.lyellcollection.org/doi/pdf/10.1144/jgs2019-020 https://geoscienceworld.org/jgs/article-lookup?doi=10.1144/jgs2019-020 10.1785/BSSA08601B0S93 Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia Artoni A. 317 120 2014 Tectonic and climatic control on deposition of seep-carbonates: the case of middle-late Miocene Salsomaggiore Ridge (Northern Apennines, Italy) Artoni, A., Conti, S., Turco, E. & Iaccarino, S. 2014. Tectonic and climatic control on deposition of seep-carbonates: the case of middle-late Miocene Salsomaggiore Ridge (Northern Apennines, Italy). Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, 120, 317–335, https://doi.org/10.13130/2039-4942/6075 10.1016/j.margeo.2018.11.008 10.1193/1.1585259 10.18814/epiiugs/2015/v38i4/82421 10.1080/17445647.2017.1398114 Journal of the Geological Society, London Barbero E. 2019 Redefinition of the Ligurian Units at the Alps-Apennines junction (NW-Italy) and their role in the evolution of the Ligurian accretionary wedge: constraints from mélanges and broken formations Barbero, E., Festa, A., Saccani, E., Catanzariti, R. & D'Onofrio, R. 2019. Redefinition of the Ligurian Units at the Alps-Apennines junction (NW-Italy) and their role in the evolution of the Ligurian accretionary wedge: constraints from mélanges and broken formations. Journal of the Geological Society, London, https://doi.org/10.1144/jgs2019-022 10.1016/j.margeo.2009.03.012 Atti dell'Istituto Geologico dell'Università di Pavia Beatrizzotti G. 24 15 1964 Sulla posizione stratigrafica delle Septarie nell'estremo nord-occidentale dell'Appennino e nelle colline di Casale Beatrizzotti, G., Boni, A. & Vanossi, M. 1964. Sulla posizione stratigrafica delle Septarie nell'estremo nord-occidentale dell'Appennino e nelle colline di Casale. Atti dell'Istituto Geologico dell'Università di Pavia, 15, 24–31. Memorie della Società Geologica Italiana Bettelli G. 187 39 1989 I mélanges dell'Appennino Settentrionale dal T. Tersinaro al T. Sillaro Bettelli, G. & Panini, F. 1989. I mélanges dell'Appennino Settentrionale dal T. Tersinaro al T. Sillaro. Memorie della Società Geologica Italiana, 39, 187–214. La Geologia del versante padano dell'Appennino settentrionale Bettelli G. 1987 Bettelli, G., Bertolini, G., Bonazzi, U., Cavazzuti, M., Cuoghi, A., Gasperi, G. & Panini, F. 1987. Carta geologica schematica dell'Appennino Modenese e Zone Limitrofe. In: Società Geologica Italiana (ed.) La Geologia del versante padano dell'Appennino settentrionale. Convegno della Società Geologica Italiana, Modena. Guida all'Escursione, STEM-Mucchi, scale 1:100,000. Memorie della Società Geologica Italiana Bettelli G. 487 39 1989 Nota illustrativa alla carta geologica dell'Appennino Modenese e Zone Limitrofe Bettelli, G., Bonazzi, U., Fazzini, P., Gasperi, G., Gelmini, R. & Panini, F. 1989. Nota illustrativa alla carta geologica dell'Appennino Modenese e Zone Limitrofe. Memorie della Società Geologica Italiana, 39, 487–498. 10.1130/G19800.1 Memorie della Società Geologica Italiana Boni A. 394 3 1962 Il livello a septarie dell'Appennino pavese e del Casalese Boni, A. 1962. Il livello a septarie dell'Appennino pavese e del Casalese. Memorie della Società Geologica Italiana, 3, 394. Note Illustrative dei Fogli 56–57, Torino-Vercelli della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:100,000 Bonsignore G. 1969 Bonsignore, G., Bortolami, G., Elter, G., Montrasio, A., Petrucci, F., Ragni, U. et al. 1969. Note Illustrative dei Fogli 56–57, Torino-Vercelli della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:100,000. Servizio Geologico d'Italia, Rome. 10.1002/2014PA002670 10.1130/G34410.1 10.1016/j.margeo.2006.03.011 Ofioliti Catanzariti R. 37 36 2011 Chronostratigraphic framework of the External Ligurides (Late Cretaceous, Northern Apennines, Italy) based on calcareous nannofossils Catanzariti, R. & Perilli, N. 2011. Chronostratigraphic framework of the External Ligurides (Late Cretaceous, Northern Apennines, Italy) based on calcareous nannofossils. Ofioliti, 36, 37–57. Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia Catanzariti R. 195 21 2015 Calcareous nannofossils biostratigraphy of Paleocene to middle Eocene successions (Tertiary Flysch Auctt.) of the Northern Apennines Catanzariti, R. & Perilli, N. 2015. Calcareous nannofossils biostratigraphy of Paleocene to middle Eocene successions (Tertiary Flysch Auctt.) of the Northern Apennines. Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, 21, 195–215. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 217 Neviano degli Arduini Cerrina Feroni A. 2002 Cerrina Feroni, A., Ottria, G. & Vescovi, P. 2002. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 217 Neviano degli Arduini. Servizio Geologico d'Italia, Ed. SELCA, Florence. Geology of Italy Cerrina Feroni A. 15 2004 Cerrina Feroni, A., Ottria, G. & Ellero, A. 2004. The northern Apennines, Italy: geological structure and transpressive evolution. In: Crescenti, U., d'Offizi, S., Merlino, S. & Sacchi, L. (eds) Geology of Italy. International Geological Congress, Special Volume, 32, Geological Society of Italy, Florence, 15–32. 10.1306/022504740662 10.1016/j.tecto.2012.02.003 10.18814/epiiugs/2013/v36i3/002 Bulletin of Canadian Petroleum Geology Coniglio M. 251 43 1995 Petrography and isotope geochemistry of diagenetic carbonates in the lower Cape Phillips Formation, Cornwallis Island, Arctic Archipelago, Canada Coniglio, M. & Melchin, M.J. 1995. Petrography and isotope geochemistry of diagenetic carbonates in the lower Cape Phillips Formation, Cornwallis Island, Arctic Archipelago, Canada. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, 43, 251–266. 10.1016/j.sedgeo.2007.01.022 10.1016/j.sedgeo.2010.08.001 10.1144/GSL.SP.1989.045.01.01 10.1029/2008PA001683 10.1038/nature10929 10.1016/S0037-0738(02)00097-0 Dela Pierre F. Piana F. et al. 2003. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla Scala 1:50 000 Foglio 157 ‘Trino’: Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i Servizi Tecnici (APAT). Dipartimento Difesa del Suolo Roma. 10.1029/95PA02087 Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 199 Parma Sud Di Dio G. 2005 Di Dio, G., Lasagna, S., Martini, A. & Zanzucchi, G. 2005. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 199 Parma Sud. APAT – Servizio Geologico d'Italia, Roma, 180. Bollettino della Società Geologica Italiana Di Giulio A. 375 1 2002 Geohistory of the Ligurian orogenic wedge: first inferences from paleobathymetric data of the Epiligurian sediments Di Giulio, A., Mancin, N. & Martelli, L. 2002. Geohistory of the Ligurian orogenic wedge: first inferences from paleobathymetric data of the Epiligurian sediments. Bollettino della Società Geologica Italiana, 1, 375–384. 10.2113/gssgfbull.S7-XVII.6.984 Gravity and Tectonics Elter P. 175 1973 Elter, P. & Trevisan, L. 1973. Olistostromes in the tectonic evolution of the Northern Apennines. In: De Jong, K.A. & Scholten, R. (eds) Gravity and Tectonics. Willey, New York, 175–188. 10.18814/epiiugs/2003/v26i3/009 10.1080/17445647.2012.757711 Rendiconti della Società Geologica Italiana (nuova serie) Festa A. 107 1 2005 Oligocene–Neogene kinematic constraints in the retroforeland basin of the Northwestern Alps Festa, A., Piana, F., Dela Pierre, F., Malusà, M.G., Mosca, P. & Polino, R. 2005. Oligocene–Neogene kinematic constraints in the retroforeland basin of the Northwestern Alps. Rendiconti della Società Geologica Italiana (nuova serie), 1, 107–108. 10.1080/00206810902949886 10.1016/j.tecto.2012.05.021 10.1130/B30847.1 10.1016/j.margeo.2014.09.001 10.1080/17445647.2014.959569 10.1080/00206814.2014.931260 10.1016/j.gr.2016.08.002 10.1016/j.gr.2018.05.002 Geoscience Frontiers Festa A. The role of structural inheritance in continental break-up and exhumation of Alpine Tethyan mantle (Canavese Zone, Western Alps) Festa, A., Balestro, G., Borghi, S., De Caroli, S. & Succo, A. In press a. The role of structural inheritance in continental break-up and exhumation of Alpine Tethyan mantle (Canavese Zone, Western Alps). Geoscience Frontiers, https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.11.007. Gondwana Research Festa A. Diagnostic features and field-criteria in recognition of tectonic, sedimentary and diapiric mélanges in orogenic belts and exhumed subduction-accretion complexes Festa, A., Pini, G.A., Ogata, K. & Dilek, Y. In press b. Diagnostic features and field-criteria in recognition of tectonic, sedimentary and diapiric mélanges in orogenic belts and exhumed subduction-accretion complexes. Gondwana Research, https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.01.003. Foglio 56 Torino della Carta Geologica d'Italia. Franchi S. 1925 1 Franchi, S., Mattirolo, S., Novarese, V., Sacco, F. & Stella, A. 1925. Foglio 56 Torino della Carta Geologica d'Italia. 1st edn. Regio Ufficio Geologico d'Italia, Rome. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 219 Sassuolo Gasperi G. 2005 Gasperi, G., Bettelli, G., Panini, F. & Pizziolo, M. 2005. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 219 Sassuolo. APAT – Servizio Geologico d'Italia, Roma. 10.1007/978-90-481-3071-9_2 10.1016/j.epsl.2006.03.009 10.1016/j.margeo.2004.10.013 10.1130/B26219.1 Atti dell'Istituto Geologico dell'Università di Pania Labesse B. 101 27 1979 Sur l'age des couches à septarias dans les Apennins d'Alessandria et de Pavia (Italie) Labesse, B. 1979. Sur l'age des couches à septarias dans les Apennins d'Alessandria et de Pavia (Italie). Atti dell'Istituto Geologico dell'Università di Pania, 27–28, 101–104. 10.1007/s00367-009-0168-0 Atti Ticinensi di Scienze della Terra Mancin N. 145 41 2000 Le Marne di Montepiano della Val di Nizza (Appennino settentrionale): biostratigrafia integrata e considerazioni paleoambientati Mancin, N. & Cobianchi, M. 2000. Le Marne di Montepiano della Val di Nizza (Appennino settentrionale): biostratigrafia integrata e considerazioni paleoambientati. Atti Ticinensi di Scienze della Terra, 41, 145–162. Bollettino della Società Paleontologica Italiana Mancin N. 187 41 2002 Benthic and planktonic foraminifera of the Paleogene Epiligurian Succession (Northern Apennines, Italy): a tool for paleobathymetric reconstruction Mancin, N. & Pirini, C. 2002. Benthic and planktonic foraminifera of the Paleogene Epiligurian Succession (Northern Apennines, Italy): a tool for paleobathymetric reconstruction. Bollettino della Società Paleontologica Italiana, 41, 187–213. Bollettino della Società Geologica Italiana Mancin N. 163 125 2006 Foraminiferal biostratigraphic and paleobathymetric constraints in geohistory analysis: the example of the Epiliguria succession of the Secchia Valley (Northern Apennines, Mid Eocene–Late Miocene) Mancin, N., Martelli, L. & Barbieri, C. 2006. Foraminiferal biostratigraphic and paleobathymetric constraints in geohistory analysis: the example of the Epiliguria succession of the Secchia Valley (Northern Apennines, Mid Eocene–Late Miocene). Bollettino della Società Geologica Italiana, 125, 163–186. 10.1080/00206810903545493 10.1130/0091-7613(1998)026<1107:SLAGHC>2.3.CO;2 10.1063/1.1747785 10.1029/PA002i001p00001 10.3809/jvirtex.2010.00215 10.1130/0091-7613(1987)15<1040:TOFZAM>2.0.CO;2 Geological Society of America Bulletin Moscardelli L. 47 128 2016 Morphometry of mass-transport deposits as a predictive tool Moscardelli, L. & Wood, L. 2016. Morphometry of mass-transport deposits as a predictive tool. Geological Society of America Bulletin, 128, 47–80, https://doi.org/10.1130/B31221.1 Memorie della Società Geologica di Padova Mutti E. 217 47 1995 Il Bacino Terziario Epimesoalpino e le sue implicazioni sui rapporti tra Alpi ed Appennino Mutti, E., Papani, L., Di Biase, D., Davoli, G., Mora, S., Segadelli, S. & Tinterri, R. 1995. Il Bacino Terziario Epimesoalpino e le sue implicazioni sui rapporti tra Alpi ed Appennino. Memorie della Società Geologica di Padova, 47, 217–244. 10.1016/j.tecto.2011.08.021 10.1016/j.margeo.2014.05.001 Gondwana Research Ogata K. Substrate deformation and incorporation in sedimentary mélanges (olistostromes): examples from the northern Apennines (Italy) and northwestern Dinarides (Slovenia) Ogata, K., Festa, A., Pini, G.A., Pogačnik Ž & Lucente, C.C. In press. Substrate deformation and incorporation in sedimentary mélanges (olistostromes): examples from the northern Apennines (Italy) and northwestern Dinarides (Slovenia). Gondwana Research, https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.03.001 Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 237 Sasso Marconi Panini F. 2002 Panini, F., Bettelli, G. & Pizziolo, M. 2002a. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 237 Sasso Marconi. Servizio Geologico d'Italia, Florence. Atti Ticinensi di Scienze della Terra Panini F. 83 43 2002 Le rocce caotiche dell'Oltrepo Pavese: note illustrative della Carta Geologica dell'Appennino vogherese tra Borgo Priolo e Ruino Panini, F., Fioroni, C., Fregni, P. & Bonacci, M. 2002b. Le rocce caotiche dell'Oltrepo Pavese: note illustrative della Carta Geologica dell'Appennino vogherese tra Borgo Priolo e Ruino. Atti Ticinensi di Scienze della Terra, 43, 83–109. 10.3301/ROL.2013.14 Papani G. de Nardo M.T. & Vernia L. 2002. Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50 000 – Foglio 218 ‘Castelnovo ne’ Monti’: Firenze ISPRA Servizio Geologico d'Italia – Regione Emilia Romagna. Servizio Geologico d'Italia Florence 10.1130/0091-7613(1996)024<0143:ICMSFD>2.3.CO;2 10.1130/B31278.1 10.1016/j.margeo.2009.10.006 10.1029/2000TC900013 10.1016/S0037-0738(01)00232-9 10.1130/0-8137-2335-3 10.1007/978-94-010-0093-2_33 Journal of Sedimentary Petrology Plummer P.S. 1147 51 1981 Shrinkage cracks: desiccation or synaeresis? Plummer, P.S. & Gostin, V.A. 1981. Shrinkage cracks: desiccation or synaeresis? Journal of Sedimentary Petrology, 51, 1147–1156, https://doi.org/10.1306/212F7E4B-2B24-11D7-8648000102C1865D 10.1046/j.1365-3091.2001.00366.x 10.1130/B30065.1 10.1130/2012.0028(01) 10.1002/9781444303810.ch6 10.1111/ter.12204 Atti della Società Italiana di Scienze Naturali Sacco F. 289 31 1888 Il Bacino Terziario Piemontese Sacco, F. 1888. Il Bacino Terziario Piemontese. Atti della Società Italiana di Scienze Naturali, 31, 289. Bollettino della Società Italiana Sacco F. 731 10 1891 L'Appennino Settentrionale (parte centrale) Sacco, F. 1891. L'Appennino Settentrionale (parte centrale). Bollettino della Società Italiana, 10, 731. 10.1144/gsjgs.138.2.0153 10.1029/2010GC003431 10.5670/oceanog.2014.38 Descrizione Geologica della Provincia di Pavia con annessa Carta Geologica Taramelli T. 1916 Taramelli, T. 1916. Descrizione Geologica della Provincia di Pavia con annessa Carta Geologica. De Agostini, Novara. 10.5670/oceanog.2006.11 10.1002/2013JF002720 10.1016/j.quascirev.2013.04.020 10.1007/BF01204496 Atti dell'Istituto Geologico dell'Università di Pavia Vanossi M. 32 1964 Il problema delle Septarie Vanossi, M. 1964. Il problema delle Septarie. Atti dell'Istituto Geologico dell'Università di Pavia, XV, 32–88. Atti Ticinensi di Scienze della Terra Vescovi P. 89 36 1993 Schema evolutivo per le Liguri dell'Appennino Settentrionale Vescovi, P. 1993. Schema evolutivo per le Liguri dell'Appennino Settentrionale. Atti Ticinensi di Scienze della Terra, 36, 89–112. Vescovi P. 2002. Note Illustrative della Carta Geologica d'Italia alla scala 1:50.000 Foglio 216 Borgo Val di Taro. Servizio Geologico d'Italia. SELCA Florence. Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia Vescovi P. 101 105 1999 The Basal Complex stratigraphy of the Helmintoid Monte Cassio Flysch: a key to the Eo-Alpine tectonics of the Northern Apennines Vescovi, P., Fornaciari, E., Rio, D. & Valloni, R. 1999. The Basal Complex stratigraphy of the Helmintoid Monte Cassio Flysch: a key to the Eo-Alpine tectonics of the Northern Apennines. Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, 105, 101–128. 10.1130/G20563.1