Karst phenomena in the north-eastern Sicily (Calabria-Peloritani Arc, Italy)

The geological architecture of Sicily is defined by the Orogenic Domains of the Calabria-Peloritani Arc, Apenninic-Maghrebian Chain, Sicilian-Pelagian Thrust System and by the Hyblean-Sciacca Foreland Domain.Carbonate rocks of these domains have a remarkable importance for their genesis, heterogeneous composition and quantity.Some of them are also known for the abundance of epigean and hypogean karst phenomena.The southernmost sector of the Calabria-Peloritani Arc is exposed in north-eastern Sicily and extends from the Messina Straits to the Taormina-Sant'Agata di Militello alignment. It is composed of nine Alpine tectonic units which, from top to bottom, are Aspromonte, Mela, Piraino, Mandanici, Alì, Fondachelli, San Marco d'Alunzio, Longi-Taormina and Capo Sant'Andrea Units.These units are characterized by Pre-Paleozoic and Paleozoic carbonates affected by a Variscan low- to high-Tmetamorphism and by a localized medium-high-P Alpine overprint, in addition to Meso-Cenozoic carbonate platform deposits, also locally interested by a medium-low-P Alpine overprint. Middle Miocene to Recent sedimentary depositsunconformably cover the Peloritani units, and also involve different in age carbonate rocks.Karst phenomena of this Sicilian territory never have been studied in detail.The present work aims to define geological and petrographic features of Peloritani meta-carbonates and carbonates, as wellas to update the state of the art about knowledge on epigean and hypogean macro-karst phenomena, as caves and canyons, and their distribution.This first geo-petrographic study indicates that in the Peloritani edifice karst features develop in five tectonic units, andprecisely: i) in the Variscan amphibolite facies two mica marbles of the Mela Unit (after Eo-Variscan eclogite facies marbles), representing, for extension and thickness, the most important Paleozoic meta-carbonates of the Peloritani Mts.; ii)in the Variscan greenschist facies muscovite/paragonite marbles of the Mandanici Unit; iii) in the Mesozoic platformcarbonate deposits of the Fondachelli, San Marco d'Alunzio and Longi-Taormina Units. Tertiary and Quaternary carbonaterocks mainly show micro-phenomena of karst dissolutions. The recognized sites of macro-karst structures are represented ina 1:300.000 scale thematic map.

L'architettura geologica della Sicilia è caratterizzata dai Domini Orogenici dell'Arco Calabro-Peloritano, della CatenaAppenninico-Maghrebide, del Sistema a thrust Siculo-Pelagiano, e dall'Avampaese Ibleo-Saccense. Le rocce carbonatiche di questi domini rivestono una grande importanza per la loro genesi, eterogeneità compositiva, quantità e, parte di esse, sonoconosciute anche per l'abbondanza dei fenomeni carsici epigei e ipogei. L'estremità meridionale dell'Arco Calabro-Peloritano occupa il settore NE della Sicilia, estendendosi dallo Stretto di Messina alla congiungente Taormina-Sant'Agata di Militello, ed è formata da nove unità tettoniche, che dall'alto verso il basso prendono il nome di Aspromonte, Mela,Piraino, Mandanici, Alì, Fondachelli, San Marco d'Alunzio, Longi-Taormina e Capo Sant'Andrea. Esse presentano sia carbonati pre-paleozoici e paleozoici interessati da un metamorfismo Varisico di bassa- fino ad alta-T e da una localizzata sovrimpronta Alpina di medio-alta-P, sia carbonati di piattaforma di età meso-cenozoica, anch'essi localmente affetti da unasovrimpronta Alpina, di medio-bassa-P. Anche i depositi sedimentari dal Miocene medio all'Attuale, discordanti sulle unità peloritane, contengono rocce carbonatiche di età diversa. I fenomeni carsici di questo territorio siciliano non sono stati maistudiati in dettaglio. Il presente lavoro mira a definire i caratteri geologico-petrografici dei meta-carbonati e dei carbonatidei Monti Peloritani, nonché lo stato dell'arte delle conoscenze sui fenomeni macrocarsici, epigei ed ipogei, quali grotte ecanyon, e loro distribuzione. Questo primo studio geo-petrografico ha accertato che i caratteri carsici nell'edificio Peloritano si sviluppano in cinque unità tettoniche, e precisamente: i) nei marmi Varisici a due miche dell'Unità del Mela infacies anfibolitica (riequilibrati da marmi Eo-Varisici in facies eclogitica), che rappresentano, per estensione e spessore, i più importanti meta-carbonati dei Monti Peloritani; ii) nei marmi Varisici a muscovite/paragonite, in facies scisti verdi, dell'Unità di Mandanici; iii) nei depositi mesozoici di piattaforma carbonatica delle Unità di Fondachelli, San Marco d'Alunzio e Longi-Taormina. Le rocce carbonatiche terziarie e quaternarie mostrano prevalentemente microfenomeni di dissoluzione carsica. I siti delle strutture macrocarsiche riconosciute sono rappresentate in una carta tematica a scala1:300.000.