Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

13

Introduction

According to ODP Leg 107 results and to previous data (1), in the

Vavilov plain oceanic crust was emplaced during Pliocene after two

rifting events that affected the upper and lower Sardinian margin

respectively.We analyse here a MCS re?ection line running W to E

across the whole Basin (Line ST08, shot in 1985 by IFREMER-

CNRS-IFP and reprocessed in 2000 at IGM-CNR in Bologna), adding

available geophysical and geological data collected in the vicinity of

the line. The aim is to better constrain the transition from continental

to oceanic crust and to elucidate the Neogene extensional processes

that affected the area.

Results

Figure 1 reports the location and the line drawing of the reprocessed

ST08 MCS line, together with heath ?ow and refraction data project-

ed on the line (geophysical data, including magnetic anomalies, from

2, 3, 4, 5). The line and its characters will be described from W to E.

Upper Sardinia margin 

In this sector the line intersects at low angles a major lineament

trending roughly W-E along the Orosei Canyon. As reported by Sartori

et al.(6), this lineament separates two crustal sectors that experienced

different structural evolution prior to Late Tortonian. Across the whole

upper Sardinia margin (as far E as the R. Selli or Central Fault), the

line shows extensional listric faults generating half grabens filled by

sedimentary wedges of Late Tortonian to intra-Messinian age (1),

while the Pliocene-Quaternary sequence drapes the previous units.

Heath ?ow values are rather high and constant. Magnetic anomalies

are weak. Refraction data indicate that the Moho depth is about 10

kms quite W of the R. Selli Fault, that is already under the upper

Sardinia margin, and that it deepens from that area beneath Sardinia

(down to 30 kms). 

R. Selli Fault.

This marked feature separates the upper from the lower Sardinia

margin. Along the seismic line the structure appears as pre-Messinian

in age, since it separates different upper Messinian deposits and seis-

mic facies (1). Heath ?ow values are markedly low in this region.

Lower Sardinia margin 

From the R. Selli Fault to the Vavilov plain, crustal blocks rotated

by extensional listric faults are observed, active from intra-Messinian

to intra-Pliocene times (1). In several places, however, faults appear

associated to magmatic bodies of Pliocene age. Magnetic anomalies

are high though variable, as are the heath ?ow values. 

Vavilov plain

Between the lower Sardinia margin and the Vavilov plain a wide

Continent-OceanTransition (COT) can be observed, spanning from

the last tilted continental block (De Marchi Smt), to the W of the peri-

dotite ridge drilled at ODP site 651 (1). Along most of the line, under

a blanket of Pliocene-Quaternary sequences, a rough topography is

observed that recalls an oceanic layer 2 (pillow basalts of Pliocene age

have been drilled). At places, dipping re?ectors occur inside the acous-

tic basement; they may represent either volcaniclastic bodies or faults

linked to the tectonic uplift of the mantle peridotites. Heath ?ow val-

ues are irregular, though quite low across the sector ?oored by alleged

oceanic crust and near the major volcanic bodies (such as the Vavilov

Smt). Magnetic anomalies are high though irregular, the Moho depth

is still observed at less than 10 km depth.

The Campania margin

The line does not run across the whole margin, imaging it only for

some tens of kms. Contrary to the Sardinia margin, in this sector the

COB is extremely narrow, because just a few kms E of the pillow lavas

recovered at Site DSDP 373 (1), the F. Gioia Smt already contains

continental rock units similar to those making up Calabria (7). In addi-

tion, no clear extensional listric faults are observed on Line ST08

across the Campania continental margin.

Discussion and conclusion

A very marked asymmetry is observed between the two continental

margins facing the Vavilov plain. The Sardinia margin is wide, has

been generated by at least two rifting events (1) and displays a com-

plex COT, marked by Pliocene magmatism interplaying with exten-

sional deformations. On the contrary the COB across the Campania

margin is very sharp. While the domain with Moho depth of less than

10 km is quite wide, the area ?oored by laterally continuous layer 2

basalts is quite narrow and is limited to a small portion of the Vavilov

plain.

References

1- Kastens, K.A., Mascle, J. , Auroux, C., et al., 1988. Leg 107 in the

Tyrrhenian Sea : insights into passive margins and back-arc basin evolu-

tion.Geol. Soc. Am. Bull., 100: 1140-1156.

2 - Hutchinson, I., Von Herzen, R.P., Louden, K.E., Sclater, J.G. and

Jemsek, J., 1985. Heath Flow in the Balearic and Tyrrhenian Basins,

Western Mediterranean. J. Geoph. Res.,90: 685-701.

3 - AGIP, 1981. Italia: Carta Aeromagnetica: Anomalie del campo mag-

netico residuo. (Scale 1:500.000). Atti Min. Direz. Esplor. Idrocarburi, S.

Donato Milanese, Milano.

4 - Recq, M., Rehault, J.P., Steinmetz, L., and Fabbri, A. (1984).

Amincissement de la croute et accretion au centre du bassin Tyrrhenien

d’apres la sismique refraction. Mar. Geol., 55: 411-428.

5 -Duschenes, J., Sinha, M.C., and Louden, K.E., 1986. A seismic refrac-

tion experiment in the Tyrrhenian Sea. Geoph. J.R. Astron. Soc., 85 : 271-

289.

6 - Sartori, R., Carrara, G., Torelli., L., and Zitellini , N., 2001. Neogene

evolution of the southwestern Tyrrhenian Sea (Sardinia Basin and west-

ern Bathyal Plain). Mar. Geol.(in press)

7 - Bigi, G., Cosentino D., Parotto, M., Sartori, R. and Scandone, P.,

1991. Structural Model of Italy, Scale 1:500.000, Sheet 6, CNR P.F.

Geodinamica, SELCA Florence.

A CRUSTAL SECTION ACROSS THE CENTRAL TYRRHENIAN SEA (SARDINIA MARGIN, VAVILOV

PLAIN, CAMPANIA MARGIN)

G. Carrara

1

, M. Magaldi

2

, P. Mussoni

1

, R. Sartori

2

*, L. Torelli

1

, and N. Zitellini

3

1

Dip.to di Scienze della Terra, Univ. Parma, Italy

2

Dip.to di Scienze della Terra e Geol.-Ambientali, Univ.Bologna, Italy -  sartori@geomin.unibo.it

3

Istituto per la Geologia Marina, CNR Bologna, Italy

Abstract

The reprocessing of a deep penetration MCS line shot across the whole central Tyrrhenian Basin, tied to available geophysical and geo-

logical data collected in its vicinity, allows an interpretation of the crustal characters and structures of the area. The main results are:a) a

marked asymmetry between the two continental margins facing the Vavilov plain; b) a very wide COT across the lower Sardinia margin,

characterized by widespread occurerence of magmatic and ultramafic bodies.

KeyWords:Tyrrhenian Sea, crustal evolution, re?ection seismics

Fig. 1 MCS line ST08. Location, line drawing, Heat Flow (from 2)

and refraction data (from 4,5).