Composizione dei calciturbiditi del Giurassico medio-superiore del Bacino Bellunese e la loro risposta alle perturbazioni del ciclo del carbonio

The Middle to Late Jurassic carbonate deposits of Belluno Basin, situated within the Southern Alps of Northern Italy, offer a unique archive for understanding the evolution of carbonate platforms in response to paleoenvironmental and tectonic dynamics of the Tethyan realm. This thesis presents an integrated sedimentological, petrographic, geochemical and biostratigraphic study aimed at characterizing the composition, depositional environments and diagenetic evolution of calciturbidites within this basin, with a focus on unraveling the complex interplay between carbonate production, redeposition, and post-depositional alteration. Detailed petrographic analyses of 24 thin sections, complemented by stable isotope measurements (δ¹³C and δ¹⁸O) and calcareous nannofossil biostratigraphy, reveal distinct facies associations ranging from high-energy, platform derived ooid-skeletal packstones to low-energy, fine-grained mud-supported wackstones, alongside diagenetically altered dolomitic facies. Multivariate statistical approaches, including Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA), were employed to refine facies classification and explain sedimentary diagenetic overprints. The isotopic data highlight the preservation of primary marine signals in bulk carbonates, while dolomitized and vein-calcite samples exhibit significantly depleted δ¹⁸O values, indicative of high-temperature fluid interactions during burial diagenesis. The δ¹³C trends align with global carbon cycle perturbations of the Jurassic, suggesting that the Belluno Basin’s carbonate record captures broader paleoenvironmental changes, including shifts in ocean chemistry and climate dynamics. Finally, biostratigraphic constraints, based on nannofossil assemblages, placed the studied interval within the Oxfordian-Kimmeridgian stages. This research contributes to a more comprehensive understanding of Jurassic carbonate platform dynamics, the role of diagenetic processes in modifying sedimentary records, and the sensitivity of carbonate systems to climate and tectonic forcing in the Belluno Basin.

I depositi carbonatici del Giurassico medio-superiore del Bacino di Belluno, situato nelle Alpi Meridionali del Nord Italia, offrono un archivio unico per comprendere l'evoluzione delle piattaforme carbonatiche in risposta alle dinamiche paleoclimatiche e tettoniche del dominio tetideo. Questa tesi presenta uno studio integrato di sedimentologia, petrografia, geochimica e biostratigrafia, volto a caratterizzare la composizione, gli ambienti deposizionali e l’evoluzione diagenetica di calciturbiditi all'interno di questo bacino, con un focus sull’analisi delle complesse interazioni tra produzione carbonatica, ridistribuzione e alterazione post-deposizionale. Analisi petrografiche dettagliate su 24 sezioni sottili, integrate da misurazioni degli isotopi stabili (δ¹³C e δ¹⁸O) e dalla biostratigrafia dei nannofossili calcarei, hanno rivelato associazioni di facies distinte, che vanno da packstone ooidico-scheletrico derivato da piattaforma ad alta energia a wackestone a grana fine supportato da matrice fangosa, fino a facies dolomitiche alterate diageneticamente. Approcci statistici multivariati, tra cui l'Analisi delle Componenti Principali (PCA) e l'Analisi Gerarchica a Cluster (HCA), sono stati impiegati per affinare la classificazione delle facies e spiegare le impronte diagenetiche sedimentarie. I dati isotopici evidenziano la conservazione di segnali marini primari nei carbonati bulk, mentre i campioni dolomitizzati e le calciti di vena mostrano valori di δ¹⁸O significativamente impoveriti, indicativi di interazioni con fluidi ad alta temperatura durante la diagenesi seppellimento. Le variazioni del δ¹³C si allineano con le perturbazioni del ciclo del carbonio su scala globale del Giurassico, suggerendo che l’archivio carbonatico del Bacino di Belluno cattura cambiamenti paleoambientali più ampi, inclusi i cambiamenti del ciclo del carbonio. Infine, i vincoli biostratigrafici, basati sulle aasociazioni di nannofossili, collocano l’intervallo studiato all’interno del Oxfordiano-Kimmeridgiano, sebbene non sip ossa escludere alla base la presenza del Calloviano. Questa ricerca contribuisce a una comprensione più approfondita delle dinamiche delle piattaforme carbonatiche giurassiche, del ruolo dei processi diagenetici nella modifica dei record sedimentari e della sensibilità dei sistemi carbonatici alle forzanti climatiche e tettoniche nel Bacino di Belluno