RIASSUNTO I profili sismici a riflessione, realizzati nell’ambito dell’esplora- zione mineraria nell’area geotermica di Larderello, hanno eviden- ziato un riflettore sismico ad elevato contrasto di impedenza acusti- ca, talvolta caratterizzato da segnale del tipo «bright spot» e che si colloca ad una profondità compresa fra 3 e 6 km. L’origine del con- trasto di impedenza acustica è principalmente attribuito alla pre- senza di fluidi, di probabile origine tardo-magmatica. Studi di ca- rattere reologico indicano che tale riflettore, noto come orizzonte K, delimita, al tetto, il passaggio fra il dominio fragile e quello duttile nella crosta di Larderello. Sulla base dell’integrazione di dati geolo- gici di superficie, di sondaggi profondi e dell’interpretazione di pro- fili sismici a riflessione, è stato riconosciuto che l’orizzonte K perde la sua continuità e la sua caratteristica riflettività in corrispondenza di tre zone di taglio distensive immergenti verso nord-est e che de- finiscono la struttura dei primi chilometri della crosta dell’area geo- termica di Larderello. Queste zone di taglio trovano la loro espres- sione superficiale nei sistemi di faglie dirette plio-quaternarie, alcune delle quali mineralizzate a solfuri misti, che delimitano il Ba- cino di Serrazzano, interessano la zona delle Cornate e delimitano il Bacino di Pomarance-Radicondoli. Le mineralizzazioni idrotermali indicano che le zone di taglio hanno rappresentato strutture dove la circolazione dei fluidi idrotermali è risultata favorita. Questi ele- menti portano a ritenere che la scomparsa di riflettività dell’oriz- zonte K sia da attribuire alla migrazione dei fluidi lungo i piani di fratturazione delle zone di taglio. Ne consegue che ove viene a man- care la continuità per l’orizzonte K, con ampie variazioni nella ri- flettività e con dislocazioni dell’orizzonte stesso, vengano a mancare anche eventuali trappole sub-orizzontali per le brines idrotermali. TERMINI CHIAVE: Sismica a riflessione, tettonica distensi- va, geotermia, area geotermica di Larderello, Appennino settentrionale. ABSTRACT The K-horizon in the crust of the Larderello geothermal area (Southern Tuscany). In the Larderello geothermal area, reflection seismic lines show a poorly reflective upper part and a highly reflective lower part (CAMELI et alii, 1993). The top of the lower part is marked by a high- amplitude reflector, named the K-horizon (BATINI et alii, 1979), which has local «bright spot» features determined by fluid occur- rence (BATINI et alii, 1985). The K-horizon often bounds a facies with strong convergent and divergent reflections and lozenge-shaped geometry (BATINI et alii, 1979). Measurements of bottom-hole temperatures, local earthquake depth distribution, and rheological estimation indicate that the depth of the K-horizon coincides with the top of the crustal brit- tle/ductile transition (LIOTTA & RANALLI, 1999), which is supposed to act as a decoupling shear zone (CAMELI et alii, 1993). Locally the K-horizon loses its strong reflectivity, and a low-amplitude reflective zone is imaged. In order to investigate the relationship between geologic struc- tures and reflectivity of the top of the brittle/ductile transition, sev- eral seismic reflection lines were analysed by integrating seismic interpretation with borehole and field data. The results indicate that the disappearance of the strong reflectivity is related to the occur- rence of three main north-east dipping roughly parallel extensional shear zones. Their surface expressions are systems of listric normal faults, affecting (from west to east) the Pliocene Serrazzano Basin, the Cornate area, and the Pliocene-Quaternary Pomarance-Radicon- doli Basin. Some of these faults are mineralized by mixed sulphides of hydrothermal origin related to the Pliocene-Quaternary Tuscan magmatism. The identification of three main crustal brittle shear zones, and their link with mineralised outcropping normal faults, suggest enhancement of fluid circulation in these zones. Therefore, the dis- appearance of strong reflectivity of the K-horizon may be deter- mined by the local absence of trapped fluids, which have migrated toward shallow reservoirs along the shear zones. At these shallow levels, these deep fluids are mixed with meteoric water, producing the present Larderello geothermal fluids. KEY WORDS: Reflection seismic lines, extensional tectonics, geothermics, Larderello geothermal area, Northern Apennines. INTRODUZIONE L’area geotermica di Larderello (fig. 1) è una delle zone geologicamente meglio conosciute dell’Appennino settentrionale. In quest’area, infatti, sono stati raccolti nu- merosissimi dati sia attraverso metodi di indagine diret- ta, quali il rilevamento geologico (LAZZAROTTO, 1967; MAZZANTI, 1966; LAZZAROTTO & MAZZANTI, 1978; SERV. GEOL. IT., 2002a; SERV. GEOL. IT., 2002b) e lo studio del- la stratigrafia dei pozzi (CASTELLUCCI et alii, 1983; ELTER & PANDELI, 1990; PANDELI et alii, 1994 cum bibl.), sia at- traverso metodi di indagine indiretta quali, ad esempio, gli studi di sismica a riflessione (BATINI et alii, 1979; BA- TINI et alii, 1983; BATINI et alii, 1985; BATINI & NICOLICH, 1985), a rifrazione (GIESE et alii, 1981) o le analisi della sismicità naturale (FOLEY et alii, 1992; CONSOLE & ROSI- NI, 1998). I dati raccolti attraverso i metodi diretti per- mettono di ricostruire la geometria dei corpi rocciosi e delle strutture tettoniche fino a circa 3 km di profondità, mentre i dati provenienti dai metodi indiretti forniscono principalmente informazioni sui livelli strutturali più profondi. Ne consegue che la correlazione fra i dati geo- fisici, i dati di pozzo e le osservazioni geologiche rappre- Boll. Soc. Geol. It., 122 (2003), 103-116, 11 ff. L’orizzonte K nella crosta dell’area geotermica di Larderello (Toscana meridionale) ANDREA BROGI (*), ANTONIO LAZZAROTTO (*), DOMENICO LIOTTA (**), RINALDO NICOLICH (***) & GIORGIO RANALLI (****) (*) Dipartimento di Scienze della Terra, Via Laterina 8, 53100 Siena (brogiandrea@unisi.it). (**) Dipartimento di Geologia e Geofisica, Via Orabona 4, 70125 Bari. (***) Dipartimento di Ingegneria Civile, Via Valerio 10, 34127 Trieste. (****) Department of Earth Sciences and Ottawa-Carleton Geo- science Centre, Carleton University, Ottawa K1S 5B6, Canada.