Tufa and travertines of southern Italy: Deep-seated, fault-related CO2 as the key control in precipitation

Terra Nova

Volumn 26, Issue 1, 2014, Pages 1-13

  Ascione, Alessandra ^a   Iannace, Alessandro ^a   Imbriale, Pamela ^a   Santangelo, Nicoletta ^a   Santo, Antonio ^a  

^a UNIVERSITY OF NAPLES FEDERICO II   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON DIOXIDE; EXTENSIONAL TECTONICS; FAULT; PRECIPITATION (CHEMISTRY); QUATERNARY; TRAVERTINE; TUFA;

ITALY;

EID: 84892482789     PISSN: 09544879     EISSN: 13653121     Source Type: Journal    
DOI: 10.1111/ter.12059     Document Type: Article

References (59)

1. Allocca, V., Celico, F., Celico, P., De Vita, P., Fabbrocino, S., Mattia, C., Monacelli, G., Musilli, I., Piscopo, V., Scalise, A.R., Summa, G. and Tranfaglia, G., 2009. La Carta Idrogeologica dell'Italia Meridionale. Metodi ed analisi territoriali per l'identificazione e la caratterizzazione dei corpi idrici sotterranei (Direttiva 2000/60/CE). L'Acqua, 4, 21-32.
2. Andrews, J.E., 2006. Paleoclimatic records from stable isotopes in riverine tufas. Synthesis and review. Earth-Sci. Rev., 75, 85-104.
3. Anzalone, E., Ferreri, V., Sprovieri, M. and D'Argenio, B., 2007. Travertines as hydrologic archives: the case of the Pontecagnano deposits (southern Italy). Adv. Water Resour., 30, 2159-2175.
4. Balderer, W. and Martinelli, G., 1995. Geochemistry of groundwaters and gases occurring in the November 23, 1980 earthquake area (South Italy). In: Gas Geochemistry (C. Dubois, ed.). Northwood, CA. Supplement to v. 16 (1994) of Environmental Geochemistry and Health, Science Rev., pp. 147-163.
5. 4He Anomalies in the irpinia-basilicata Area: geochemical signatures of a seismically active region (South Italy). Bull. Hydrogéol., 18, 147-160. Centre d'Hydrogéologie, Université de Neuchâtel, Editions Peter Lang, Bern, Switzerland, 2001.
6. Brancaccio, L., Cinque, A., Romano, P., Rosskopf, C., Russo, F., Santangelo, N. and Santo, A., 1991. Geomorphology and neotectonic evolution of a sector of the Tyrrhenian flank of the southern Apennines (Region of Naples, Italy). Zeit. fur Geomorph, N.F. Suppl. Bd., 82, 47-58.
7. Brogi, A., Capezzuoli, E., Buracchi, E. and Branca, M., 2012. Tectonic control on travertine and calcareous tufa deposition in a low-temperature geothermal system (Sarteano, Central Italy). J. Geol. Soc. London, 169, 461-476.
8. Budetta, P., Celico, P., Corniello, A., De Riso, R., Ducci, D. and Nicotera, P., 1994. Carta Idrogeologica della Campania 1:200.000 - Memoria illustrativa, IV Geoengineering International Congress Proceedings: Soil and Groundwater Protection, Geda, Torino, 2, 565-586.
9. Caiazzo, C., Ascione, A. and Cinque, A., 2006. Late Tertiary-Quaternary tectonics of the Southern Apennines (Italy): new evidences from the Tyrrhenian slope. Tectonophysics, 421, 23-51.
10. Capezzuoli, E., Gandin, A. and Sandrelli, F., 2012. Calcareous tufa as indicators of climatic variability: a case study from southern Tuscany (Italy). J. Geol. Soc. London, Sp. Publ. 2010, 336, 263-281.
11. Celico, P., De Gennaro, M., Ghiara, M.R. and Stanzione, D., 1979a. Le sorgenti termominerali della Valle del Sele (Salerno): indagini strutturali, idrogeologiche e geochimiche. Rend. Soc. It. Miner. Petr, 35, 389-409.
12. Celico, P., De Gennaro, M., Ferreri, M., Ghiara, M.R., Stanzione, D. and Zenone, F., 1979b. La composizione chimica e isotopica delle acque sotterranee dell'alta valle del fiume Sele in relazione all'idrodinamica delle falde. Mem. Note Ist. Geol. Appl. Napoli, 55, 7-40.
13. Celico, P., De Gennaro, M., Ferreri, M., Ghiara, M.R., Russo, D., Stanzione, D. and Zenone, F., 1980. Il margine orientale della Piana Campana: indagini idrogeologiche e geochimiche. Period. Miner. Roma, 49, 241-270.
14. Celico, P., De Gennaro, M., Ferreri, M., Ghiara, M.R. and Stanzione, D., 1982. Geochimica delle sorgenti mineralizzate della Piana di Paestum (Campania, Italia). Period. Miner. Roma, 51, 249-274.
15. Celico, P., Pelella, L., Stanzione, D. and Aquino, S., 1994. Sull'idrogeologia ed idrogeochimica dei Monti Alburni (SA). Geol. Romana, 30, 687-697.
16. Cello, G., Invernizzi, C., Mazzoli, S. and Tondi, E., 2001. Fault properties and fluid flow patterns from Quaternary faults in the Apennines. Tectonophysics, 336, 63-78.
17. Chafetz, H.S. and Folk, R.L., 1984. Travertines: depositional morphology and the bacterially constructed constituents. J. Sediment. Petrol., 54, 289-316.
18. Chiodini, G., Frondini, F., Cardellini, C., Parello, F. and Peruzzi, L., 2000. Rate of diffuse carbon dioxide earth degassing estimated from carbon balance of regional aquifers: the case of Central Apennine (Italy). J. Geophys. Res., 105, 8423-8434.
19. Cinque, A., Patacca, E., Scandone, P. and Tozzi, M., 1993. Quaternary kinematic evolution of the Southern Apennines. Relationships between surface geological features and deep lithospheric structures. Ann. Geofis., 36, 249-260.
20. Cinque, A., Ascione, A. and Caiazzo, C., 2000. Distribuzione spazio-temporale e caratterizzazione della fagliazione quaternaria in Appennino meridionale. In: Le ricerche del GNDT nel campo della pericolosità sismica (F. Galadini, C. Meletti and A. Rebez, eds), pp. 203-218. CNR - Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti, Roma.
21. Ciotoli, G., Lombardi, S. and Annunziatellis, A., 2007. Geostatistical analysis of soil gas data in a high seismic intermontane basin: Fucino Plain, central Italy. J. Geophys. Res., 112, B05407.
22. Corniello, A., 1996. Lineamenti idrogeochimici delle sorgenti dei principali massicci carbonatici della Campania. Mem. Soc. Geol. It., 51, 333-342.
23. Corniello, A., Ducci, D. and Guarino, P.M., 1999. I rilievi carbonatici del Matese occidentale e la Piana di Venafro: idrogeologia ed idrogeochimica. Boll. Soc. Geol. It., 118, 523-535.
24. Crossey, L.J., Fischer, T.P., Patchett, P.J., Karlstrom, K.E., Hilton, D.R., Newell, D., Huntoon, P., Raynolds, A.C. and Leeuw, G.A.M., 2006. Dissected hydrologic system at the Gran Canyon: interaction between deeply derived fluids and plateaux aquifer water in modern springs and travertine. Geology, 34, 25-28.
25. D'Amore, F., Didomenicoantonio, A. and Lombardi, S., 1995. Considerazioni geochimiche e geotermometriche sul sistema idrotermale di Suio (Campania). Geol. Romana, 31, 319-328.
26. D'Argenio, B. and Ferreri, V., 1988. Ambienti deposizionali e litofacies dei travertini quaternari dell'Italia centro-meridionale. Memorie della Società Geologica Italiana, 41, 861-868.
27. DISS Working Group, 2010. Database of Individual Seismogenic Sources (DISS), Version 3.1.1: A compilation of potential sources for earthquakes larger than M 5.5 in Italy and surrounding areas. http://diss.rm.ingv.it/diss (accessed December 2012).
28. Duchi, V., Minissale, A., Vaselli, O. and Ancillotti, M., 1995. Hydrogeochemistry of the Campania region in southern Italy. J. Volcanol. Geoth. Res., 67, 313-328.
29. Ford, T.D. and Pedley, H.M., 1996. A review of tufa and travertine deposits of the world. Earth Sci. Rev., 41, 117-175.
30. Galli, P.A.C. and Naso, G.A., 2009. Unmasking the 1349 earthquake source (southern Italy): paleoseismological and archaeoseismological indications from the Aquae Iuliae fault. J. Struct. Geol., 31, 128-149.
31. Ghiara, M.R., Stanzione, D. and Petti, C., 1994. Chemical and isotope characteristics of the deep waters of the high valley of the river Sele (Italy): correlations between geochemical parameters and seismic activity. Bollettino della Società Geologica Italiana, 113, 521-537.
32. Golubic, S., Violante, C., Ferreri, V. and D'Argenio, B., 1993. Algal control and early diagenesis in Quaternary travertine formation (Rocchetta al Volturno, Central Appennines). In: Studies on Fossil Benthic Algae (F. Barattolo, P. De Castro and M. Parente, eds), pp. 231-247. Boll. Soc. Paleont. It. Spec. v. 1, Mucchi, Modena.
33. Guida, D., Guida, M., Luise, D., Salzano, G. and Vallario, A., 1980. Idrogeologia del Cilento (Campania). Geol. Romana, 19, 349-369.
34. Guo, L. and Riding, R., 1992. Aragonite laminae in hot water travertine crusts, Rapolano Terme. Italy. Sedimentology, 39, 1067-1079.
35. Hancock, P.L., Chalmers, R.M.L., Altunel, E. and Çakir, Z., 1999. Travitonics: using travertines in active fault studies. J. Struct. Geol., 21, 903-916.
36. Harabaglia, P., Mongelli, G. and Paternoster, M., 2002. A geochemical survey of the hypothermal spring, Southern Italy. Sulfate anomalies induced by crustal deformation. Environ. Geosci., 9, 89-101.
37. ISPRA, 2012. Cartografia geologica. http://sgi.isprambiente.it/geoportal/catalog/sgilink/ sgilink.page (accessed December 2012).
38. Kerrich, R., 1986. Fluid infiltration into fault zones: chemical, isotopic and mechanical effects. Pure Appl. Geophys., 124, 225-268.
39. Macchiavelli, C., Mazzoli, S., Megna, A., Saggese, F., Santini, S. and Vitale, S., 2012. Applying the multiple inverse method to the analysis of earthquake focal mechanism data: new insights into the active stress field of Italy and surrounding regions. Tectonophysics, 580, 124-149.
40. 2 in central Italy. Earth-Sci. Rev., 66, 89-141.
41. Minissale, A. and Vaselli, O., 2011. Karst springs as "natural" pluviometers: constraints on the isotopic composition of rainfall in the Apennines of central Italy. Appl. Geochem., 26, 838-852.
42. Nicotera, P. and De Riso, R., 1969. Idrogeologia del Vallo di Diano. Memorie e Note dell'Istituto di Geologia Applicata dell'Università di Napoli, 11, 1-75.
43. Ortolani, F., De Gennaro, M., Ferreri, M., Ghiara, M.R., Stanzione, D. and Zenone, F., 1981. Prospettive geotermiche dell'Irpinia centrale (Appennino meridionale): studio geologico-strutturale e geochimico. Bollettino della Società Geologica Italiana, 100, 139-159.
44. Parisi, S., 2009. Hydrogeochemical tracing of the groundwater flow in the mount vulture volcanic aquifer system (Basilicata, Southern Italy). unpublished, PhD thesis, University of Basilicata. 288 p.
45. Pedley, H.M., 1990. Classification and environmental models of cool freshwater tufas. Sed. Geol., 68, 143-154.
46. Pedley, H.M., 2009. Tufas and travertines of the Mediterranean region: a testing ground for freshwater carbonate concepts and developments. Sedimentology, 56, 221-246.
47. Pedley, H.M. and Rogerson, M. (eds) 2010. Tufas and Speleothems: Unravelling the Microbial and Physical Controls. Geological Society Special Publications, London, UK. pp. 336-355.
48. Pentecost, A., 1995. The Quaternary travertine deposits of Europe and Asia Minor. Quatern. Sci. Rev., 14, 1005-1028.
49. Pentecost, A., 2005. Travertine, Springer, Heidelberg, Germany. 457 pp.
50. Pentecost, A. and Coletta, P., 2004. A note on the travertines of Suio, Roccamonfina, with reference to their microbial communities and geochemical origins. Geol. Romana, 37, 109-112.
51. Pentecost, A. and Viles, H., 1994. A review and reassessment of travertine classification. Géog. Phys. Quatern., 48, 305-314.
52. Piscopo, V., Allocca, V., Brusa, G., Cesario, M., Monetti, V. and Pianese, L., 2000. Il fronte sorgentizio di Castellammare di Stabia (Napoli): variazione del grado di mineralizzazione delle acque sotterranee per l'eterogeneità dell'acquifero carbonatico costiero. Bollettino della Società Geologica Italiana, 119, 567-580.
53. Rainey, D.K. and Jones, B., 2009. Abiotic versus biotic controls on the development of the Fairmont Hot Springs carbonate deposit, British Columbia, Canada. Sedimentology, 56, 1832-1857.
54. Santangelo, N., Ciampo, G., Di Donato, V., Esposito, P., Petrosino, P., Romano, P., Russo Ermolli, E., Santo, A., Toscano, F. and Villa, I., 2010. Late Quaternary buried lagoons in the northern Campania plain (southern Italy): evolution of a coastal system under the influence of volcano-tectonics and eustatism. Italian Journal of Geosciences, 129, 156-175.
55. Santo, A., 1993. Idrogeologia dell'area carsica di Castelcivita (Monti Alburni, SA). Geol. Appl. Idrogeol., 28, 663-673.
56. Santo, A., Ascione, A., Del Prete, S., Di Crescenzo, G. and Santangelo, N., 2011. Collapse sinkholes distribution in the carbonate massifs of central and southern Apennines. Acta Carsol., 40, 95-112.
57. Sibson, R.H., 2000. Fluid involvement in normal faulting. Geodynamics, 29, 469-499.
58. Toutain, J.P. and Baubron, J.C., 1999. Gas geochemistry and seismotectonics: a review. Tectonophysics, 304, 1-27.
59. 2 degassing in seismically active zones during the late Quaternary. Chem. Geol., 265, 442-454.