Responsabile Scientifico prof. Emma Mandelli Elaborazioni ...

Relazione geologica
Università degli Studi di Firenze Regione Toscana
Dipartimento di Progettazione dell’Architettura Assessorato alla Cultura
Sezione Architettura e Disegno Convenzione rep. n° 518/06
Premessa
In questa sede si propone una documentazione dell’assetto
geologico e geomorfologico dell’area di Massa Marittima a
supporto del rilievo effettuato per il tratto di mura urbane
costruite dai Senesi. Il perimetro affianca via Bastioni e via dei
Chiassarelli, si interrompe in coincidenza di piazza XXIV
Maggio, prosegue fino a porta Eleonora per poi chiudersi con
il complesso del Cassero.
Il lavoro è stato sviluppato in tre fasi: 1) rilievo geologico e
geomorfologico di dettaglio dell’area ed esecuzione di un
saggio nel terreno; 2) documentazione bibliografica; 3)
elaborazione dei dati e redazione della carta geologica.
Durante la fase di rilievo e di successiva elaborazione dei dati,
è stata analizzata la diretta correlazione tra stabilità delle mura
e substrato su cui si impostano, prestando particolare
attenzione alla porzione Nord delle mura in cui, anche
recentemente, si sono verificati alcuni crolli.
In questo lavoro gli affioramenti di roccia in posto si
presentano di estensione limitata, pertanto non è stato
possibile cartografarli; nella carta allegata al presente lavoro
saranno indicati con numeri i punti di osservazione a cui si
farà riferimento nel testo.
Il saggio è stato effettuato lungo il lato Nord a ridosso del lato
esterno delle mura (punto 10 in carta allegata) e raggiunge la
profondità di circa 80 cm.
Inquadramento geologico geomorfologico dell’area
La città di Massa Marittima è stata edificata su un promontorio
alla quota di circa 400 m s.l.m.. I versanti che collegano la
città alla pianura circostante si presentano scoscesi e solcati
da torrenti e fossi a carattere prevalentemente stagionale dei
quali il principale è il Fosso Massa Vecchia nei pressi di porta
alla Rialla. Da un punto di vista geologico l’area è il risultato di
vari eventi compressivi e distensivi che si sono succeduti nel
tempo. A seguito dell’orogenesi appenninica avvenuta dal
Cretacico inferiore all’Eocene, che ha messo in opera l’edificio
a falde in cui l’unità geometricamente inferiore è rappresentata
dalla Falda Toscana, sormontata da Formazioni del Dominio
Subligure a cui si accavallano altre 3 unità appartenenti al
Dominio Ligure, sono seguite fasi distensive che hanno
definito l’assetto strutturale attuale dell’area. L’inizio dei
movimenti distensivi è stato collocato nel Miocene inferiore
(Carmignani et Alii. 1994) e sono state riconosciute due fasi
deformative principali:
1 - tra il Miocene inferiore ed il Tortoniano superiore, da parte
di faglie dirette a basso angolo che diventano suborizzontali al
livello della serie triassica delle anidridi responsabili della
formazione della cosiddetta “serie ridotta” della Falda
Toscana. Intorno al Miocene superiore è stato riconosciuto un
momento in cui le faglie si orizzontalizzano a livello delle
Filladi del Paleozoico . L’estensione areale dovuta a questo
evento distensivo è stata valutata intorno al 60% (Bertini et
Alii. 1991) ;
2 - tra il Tortoniano superiore ed il Pleistocene medio una
serie di faglie listriche hanno dato origine a depressioni
tettoniche allungate in direzione NO-SE. In questo caso il
grado di estensione è stato valutato del 7% (Bertini et Alii.
1991).
La dinamica distensiva ha provocato movimenti verticali della
crosta che hanno portato ad un sollevamento progressivo
valutato per l’area di Massa Marittima intorno ai 200 m (Carta
Geologica D’Italia, foglio 306- Progetto CARG).
L’assottigliamento della crosta ed il conseguente
innalzamento isostatico ha portato ad una risalita di fluido
magmatico.
La messa in posto del travertino su cui si impostano le mura
vecchie di Massa Marittima avviene durante la fase terminale
del secondo evento distensivo. L’attività magmatica e
idrotermale che si è sviluppata nella toscana centro-
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meridionale, da recenti studi (Minissale & Sturchio, 2004) è
stata messa in relazione alla risalita di fluidi magmatici ed il
rilascio di grandi quantità di anidride carbonica -CO2.
Nella carta geologica allegata sono stati riportati i dati derivati
dalla campagna di rilevamento effettuata nel 2007. La
geologia dell’area è quindi stata ricavata con il rilevamento
diretto e lo studio dalla Carta Geologica a corredo del R.U.
vigente nel Comune e dalla Carta Geologica d’Italia Foglio
n.306- Massa Marittima.
L’assetto geologico dell’area, partendo dall’unità inferiore è
costituito da:
ARGILLE A PALOMBINI (Ap): appartenenti all’Unità delle Liguridi
sono composte prevalentemente da argilliti e siltiti di colore
grigio, a cui sono intercalati calcari micritici grigio chiaro e
calcari silicei grigio scuro e strati di arenarie quarzose. Questa
formazione è suddivisa in 3 membri nei quali le argille
risultano il litotipo predominante e variano i litotipi secondari.
Le intercalazioni sono costituite da strati metrici e decimentrici
di calcari micritici chiari nel membro basale, da calcari silicei
grigio scuri e subordinatamente da arenarie quarzose nel
membro intermedio, mentre nel membro superiore si ha una
netta predominanza di strati e straterelli arenaci rispetto a
quelli calcarei.
Nell’area con il rilevamento effettuato con il progetto CARG, è
stato riconosciuto come affiorante il Membro pelitico-
arenaceo del Torrente Carsia costituito da argilliti e siltiti
grigio-verdi a cui si intercalano subordinatamente arenarie da
medie a fini . Si tratta di depositi Torbiditici in ambiente mare
profondo datati nel Cretaceo inferiore – Appiano –
Cenomaniano.
Il tratto di mura della “Città Nuova” poggia quasi interamente
su questa formazione.
TRAVERTINO (tr): sono depositi datati nel Villafranchiano
superiore, formatisi in ambiente continentale lacustre dove
confluivano acque termominerali ricche di bicarbonato di
calcio. Lo spessore della formazione è stato valutato intorno
ai 70 m (Carta Geologica d’Italia foglio n. 306- Massa
Marittima). Si tratta quindi di rocce sedimentarie di origine
chimica formate dalla precipitazione diretta del bicarbonato di
calcio (precipitazione favorita dalla presenza di batteri e da
condizioni fisico chimiche ideali) oppure fissata da alghe
(stromatoliti). Nell’affioramento che corre lungo la via
Massetana sono state individuate tre facies principali:
a)Facies Fitoclastica:in cui si trovano accumuli di materiale
vegetale disposto in modo caotico in quanto erba, alghe ed
altre specie di alghe incrostanti avevano subito un trasporto
anche se minimo. Nelle rocce appartenenti a questa facies
raramente sono riconoscibili strutture e si presenta
generalmente massiva più o meno fratturata ed alterata.
b)Facies Fitoermale: sono riconoscibili strutture vegetali
ancora in posizione di crescita, risultano evidenti quelle
tubiformi di circa dieci centimetri di altezza e con diametro di
circa un centimetro. All’interno delle cavità lasciate dal
vegetale si trovano talvolta cristalli di calcite di seconda
formaizone.
c)Facies Stromatolitica: costituita da alghe con sviluppo areale
(tappeti stromatolitici) con accrescimento stadiale lungo la
verticale, presentando in sezione un aspetto a lamine
pianoparallele o ondulate di colore e tessitura diversa a
seconda dell’apporto di clasti e delle condizioni biochimiche e
fisiche caratteristiche di ogni fase deposizionale.
I travertini si poggiano sulla formazione delle Argille a
Palombini con contatto stratigrafico caratterizzato da una
superficie di discontinuità.
Per quanto riguarda l’aspetto geomorfologico dell’area
d’interesse di questo lavoro, da quanto potuto osservare non
sono stati rilevati segni degni di attenzione, ad eccezione di
Elaborazioni eseguite nell'ambito della Ricerca sulla Cinta Muraria di Massa Marittima
Responsabile della ricerca, Prof. Emma Mandelli
E' vietata la riproduzione complessiva o parziale del presente elaborato.

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una frana che molto probabilmente insiste sul versante subito
ad ovest del Convento di S.Francesco infatti poco a valle del
sagrato è presente una scarpata che con molta probabilità
rappresenta la parte alta del dissesto (corona di frana).
Dettaglio sugli affioramenti lungo il perimetro della cinta
muraria di città Nuova
Affioramenti Argille a Palombini (Ap)- facies calcari micritici
Ai piedi della torre del Candeliere affiorano sul lato di Sud e
sul lato Nord (punti 1 e 2 in carta allegata) calcari micritici
grigio chiaro con venature di calcite di seconda
ricristallizzazione. Gli affioramenti sono di dimensioni
estremamente ridotte, si ritiene comunque che siano
affioramenti del substrato su cui sono state incastrate le
fondazioni della Torre; in tal modo si giustificherebbe come sia
stato possibile per i senesi abbassare il livello di calpestio
intorno alla Torre così da poter risistemare la viabilità a
seguito della costruzione della porta poco a Nord.
Sulla strada che porta a Città Vecchia, tra le pietre di porfido
della pavimentazione c’è un piccolo affioramento (punto 3) di
calcari grigi con venature di calcite stessa facies degli
affioramenti n.1 e 2. Data la limitatezza dell’affioramento (si
trova tra le mattonelle di porfido), e senza ulteriori riscontri
oggettivi si potrebbe dubitare che sia effettivamente roccia in
posto, pertanto non si apportano modifiche alle carte
geologiche attualmente pubblicate.
Affioramento di Argille a Palombini (Ap) –Facies siltiti e argilliti
grigio scure
Nel punto 7 in carta si ha un significativo affioramento di
facies appartenenti a questa Formazione da cui emerge che
nell’area si ha una predominanza di siltiti e argilliti rispetto alle
facies arenacee e calcaree.
Da quanto potuto osservare è stata ricava la seguente
stratigrafia:
da 0 a 20 cm - terreno vegetale e siltiti molto alterate e
fratturate: si tratta del suolo che con il tempo si è formato sulla
facies siltitica ancora riconoscibile alla base di questo primo
livello.
da 20 a 30 cm - livello di calcari micritici grigi
da 30 a 45 cm - siltiti grigio piombo fortemente alterate e
fratturate
da 45 a 80 cm circa – strato di calcari micritici color grigio
da 80 fino ad almeno 1.5 m - siltiti grigio piombo alterate e
fratturate
Scendendo lungo via dei Chiasserelli nei pressi del bivio con
la strada che conduce al podere Petraia, si ha un altro
affioramento in cui si riconoscono la facies calcarea grigio
chiaro (punto 8a) e la facies siltosa color grigio piombo
(punto 8b).
Durante l’esecuzione dello scavo che ha portato alla luce
parte delle fondazioni delle mura (punto 10) è stato raggiunto
il substrato di siltiti fortemente alterato e fratturato come
mostrato nella figura sottostante.
Affioramenti di travertino (tr)
Affioramenti di travertino si hanno intorno alla Fortezza di
Monteregio (punti 4,5,6) su cui questa poggia le sue
fondazioni.
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Figura 01. Affioramento alla base della torre lungo il lato Nord-
Ovest- punto 2
Figura 02. Affioramento di Argille a Palombini- punto 7
Figura 03. Stratigrafia dell’affioramento n. 7
Elaborazioni eseguite nell'ambito della Ricerca sulla Cinta Muraria di Massa Marittima
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Affioramento di materiale interno alla cinta muraria
Nell’area interna alle mura probabilmente per motivi
prettamente urbanistici c’è stato un livellamento dell’area ed
un parziale riempimento con terreno di riporto, nei pressi della
scuola si è potuto constatare la presenza di orizzonti
probabilmente dovuti a processi pedogenetici (orizzonti
rossastri si intercalano tra livelli marrone scuro in cui non è
riconoscibile alcuna tessitura riconducibile all’alterazione del
substrato- punto 9). Tale situazione è stata rilevata in
occasione di lavori nel piazzale della scuola dove erano state
effettuate trincee profonde circa 1 m.
Figura 04. Siltiti da moderatamente a fortemente alterate e
fratturate
Figura 05. Saggio effettuato a mano. Sul fondo si riconosce la
facies di siltite alterata
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Considerazioni di carattere geologico-geotecnico
Dallo studio effettuato, riassunto nella carta geologica
allegata, emerge che il substrato su cui poggiano le fondazioni
della cinta muraria è rappresentato per la quasi totalità del
perimetro dalla Formazione delle Argille a Palombini
fortemente alterata costituita in prevalenza da siltiti e
subordinatamente da calcari micritici, fatta eccezione per un
tratto delle mura del Cassero che con molta probabilità poggia
sul travertino (vedere carta allegata).
Sia il Travertino che il calcare micritico, per le loro
caratteristiche geomeccaniche, costituiscono un ottimo
substrato per sostenere le mura anche se con un certo grado
di alterazione e fratturazione. Altra situazione si ha con la
facies siltitica e argillitica della Formazione delle Argille che
con l’aumentare del grado di alterazione e fratturazione
presentano un notevole peggioramento delle proprietà
geomeccaniche, arrivando ad avere scadenti parametri
geotecnici.
Figura 06. Panoramica del tratto interessato da rotture del
sacco nel lato Nord
Lato nord delle mura
Le mura dette “senesi” per il loro perimetro denotano segni di
dissesto strutturale, ed in particolar modo nel tratto a nord
negli anni si sono formate fratture e talvolta rotture del sacco.
Durante l’esecuzione dei rilievi è stato effettuato un saggio a
mano ai piedi delle mura in un tratto del lato Nord (punto 10 in
carta), profondo circa 80 cm che ha portato alla luce una
porzione delle fondazioni delle mura, fondazioni incassate per
la parte alta in terreno vegetale e materiale di riporto, e alla
base nell’unità delle siltiti alterate (vedere figura 05).
Riassumendo quanto esposto nei paragrafi precedenti, nel
lato nord della cinta muraria presa in considerazione affiorano
a pochi decimetri dal piano campagna siltiti alterate e
fratturate della Formazione delle Argille a Palombini alternate
a livelli di calcare micritico. Dato che lungo tutto il perimetro
Nord le mura sono incassate per almeno 1 metro nel terreno
si ritiene che queste poggino direttamente sul substrato.
Quest’ultimo, anche se alterato e fratturato si ritiene idoneo a
sorreggere un muro come quello in questione che presenta
una base spessa circa 1 m ed una profondità di incastro
maggiore di 1 m. Dal punto dell’affioramento del punto 7,
procedendo lungo le mura in direzione Nord- Ovest si osserva
una buona stabilità globale dei terreni intorno alle mura stesse
(vedere figura 07), non sono infatti presenti segni indicatori di
movimenti gravitativi trascorsi o in atto.
Elaborazioni eseguite nell'ambito della Ricerca sulla Cinta Muraria di Massa Marittima
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Figura 07. Porzione delle mura lungo il lato Nord
Figura 08. Esempio di fattura dovuta ad incremento di carico
Tali considerazioni dovranno comunque essere comprovate
da studi geognostici specifici e da una verifica della profondità
effettiva del piano di posa delle fondazioni delle mura.
Problemi dovuti a cedimenti sono stati individuati la dove è
stato aumentato il carico con nuove costruzioni addossate alle
mura ( figura 08).
Per quanto riguarda il deflusso delle acque meteoriche si
ritiene che per la sua tessitura a scaglie da centimetriche a
millimetriche, l’orizzonte costituito dalla siltite alterata
garantisca una sufficiente permeabilità così da garantire un
corretto scorrimento, anche ipogeo delle acque.
Da quanto potuto osservare la vegetazione che per anni è
cresciuta sul tratto di mura in questione, risulta essere la
causa principale del dissesto diffuso rilevato a seguito del
decespugliamento effettuato in occasione dei rilievi.
Litotipi usati per la costruzione delle mura della Città
Nuova
Rispetto alle mura della cerchia più antica, nella costruzione
delle mura senesi è stato fatto uso abbondante di calcare
micritico. La tessitura muraria presenta comunque differenze
rilevanti lungo il perimetro delle mura nuove: dalla Fortezza
verso nord lungo via dei bastioni e lungo via valle aspra si
hanno alternanze ritmiche di file di blocchi in travertino e
calcare micritico (figura 09). Lungo il tratto nord delle mura si
hanno blocchi di calcare micritico grigio (figura 10).
Responsabile Scientifico prof. Emma Mandelli
Figura 09. Alternanza ritmica di blocchi di travertino (marrone
chiaro- arancio) e calcare micritico (grigio)
Raramente si possono incontrare sporadici blocchi di calcare
marnoso riconoscibili in quanto di color grigio scuro e con un
maggior grado di alterazione che ha creato quasi un vuoto nel
muro (figura 11).
Figura 10. Blocchi di calcare micritico
Figura 11. Blocchi di calcare marnoso inserito tra blocchi di
calcare micritico
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L’affioramento n.7 descritto nei paragrafi precedenti mostra
chiaramente come gli strati ed i livelli di calcare alternati alle
siltiti rappresentino una ottima fonte di materiale da
costruzione: l’alto grado di alterazione delle siltiti permetteva
una facile estrazione di blocchi il cui spessore, caratteristico
dello strato, era già definito e costante. Si può immaginare
quindi come sia più logico supporre una provenienza “locale”
dei blocchi utilizzati per la costruzione del lato nord dove la
pietra era facilmente reperibile e la posizione del tratto di mura
al di fuori dei circuiti urbani non richiedeva per le mura
particolari abbellimenti, quali le alternanze cromatiche di cui i
senesi hanno fatto largo uso in altri tratti della cinta muraria.
Responsabile Scientifico prof. Emma Mandelli
A cura di Serena di Grazia
Bibiliografia
AA.VV. - Carta Geologica d’Italia scala 1:25.000 Foglio 306-
Massa Marittima- Progetto CARG;
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R.U. Comune di Massa Marittima.
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