Era primaria/paleozoica (600-225 Ma)

Come si è accennato, sotto ai terreni cambrici del Sulcis, nel Monte Filau, presso Chia, affiorano gneiss e micascisti che potrebbero rappresentare l’infrastruttura più antica della Sardegna. Queste rocce sono però assai poco estese ed in massima parte inglobate nel granito, tanto da far supporre che esse siano state strappate in profondità e trasportate in alto dal magma granitico durante il Carbonifero.

A Capo Malfatano e a Chia, inoltre, sono state descritte come precambriane altre rocce, più recenti degli gneiss di Monte Filau: sono scisti filladici, quarzoso-sericitici o microconglomeratici, con intercalazioni piuttosto rare di marmi, potenti complessivamente oltre un migliaio di metri. Si tratta della cosiddetta “Formazione di Bithia”, che potrebbe rappresentare, però, la parte più bassa del Cambrico inferiore, di cui in Sardegna, esclusi i già citati gneiss di Monte Filau, non si conosce la base.

Periodo Cambrico (600-500 Ma)

Tutta l’area sarda è invasa dal mare. Nell’Iglesiente e nel Sulcis si depositano arenarie a Dolerolenus, uno dei più antichi Trilobiti conosciuti, presente anche in Spagna, e calcari ad Archeociatine,durante il Cambrico inferiore. Seguono dolomie, calcari e scisti argillosi, questi ultimi a Paradoxides, un trilo bite del Cambrico medio, caratteristico della cosiddetta “Formazione di Cabitza”. La sedimentazione continua indisturbata anche nel Cambrico superiore, con scisti argillosi che nella loro parte più alta, assai probabilmente già ordoviciana, contengono rari esemplari di Dictyonema flabelliforme, un graptolite a ventaglio caratteristico della fine del Cambrico e dell’ inizio dell’Ordoviciano. Lo spessore totale della serie cambriana è di almeno 2000 metri. Le dolomie e i calcari sono ricchi di solfuri di piombo, zinco e ferro, in prevalenza deposti sul fondo del mare cambriano in concomitanza con la sedimentazione carbonatica, forse ad opera di esalazioni vulcaniche sottomarine, e costituiscono il cosiddetto “Calcare metallifero”.

Al di fuori dell’Iglesiente-Sulcis, nel resto dell’Isola la serie cambriana è ancora presente, ma non mostra dolomie, né calcari, né Trilobiti o altri macrofossili, né mineralizzazioni metallifere: essa è formata solo da arenarie e da scisti più o meno filladici contenenti esclusivamente Acritarchi, organismi problematici monocellulari, di dimensioni microscopiche, per lo più in forma di minutissime sferule spesso ciliate, nonché rare impronte di presunte meduse. Questi strati ad Acritarchi compongono la “Formazione di S.Vito” e la “Formazione di Solanas”, rispettivamente nel Gerrei e nel Sarcidano, ma estese anche nell’ Arburese e nel Gennargentu, con spessori di oltre 1000 m, e fanno parte preponderante delle maggiori falde di ricoprimento erciniche.

Periodo Ordoviciano (500-435 Ma)

Nell’Iglesiente-Sulcis la sedimentazione marina dell’Ordoviciano inferiore continua in concordanza sugli scisti cambriani, con strati a Dictyonema, ma si interrompe bruscamente nell’Ordoviciano medio: il mare si ritira e la parte alta della serie cambriano-ordoviciana viene erosa dagli agenti esogeni. In seguito, nell’Ordoviciano medio e superiore, mentre il mare rientra, si deposita una puddinga rosso-violacea a grandi trovanti di calcare cambrico, cui seguono arenarie e scisti argillosi con abbondanti Trilobiti, Brachiopodi, Cistoidi e Briozoi.

Nel resto della Sardegna l’Ordoviciano inferiore è rappresentato ancora da strati ad Acritarchi, concordanti sul Cambrico, ma è seguito da potenti formazioni vulcaniche, in massima parte rioliti, oggi metamorfiche e scistose, denominate “porfiroidi”, con associati conglomerati e tufi dell’Ordoviciano medio, in parte almeno d’ambiente subaereo. Il successivo Ordoviciano superiore vede la restaurazione del dominio marino, in seno al quale si depositano, come nell’Iglesiente-Sulcis, sedimenti riccamente fossiliferi, a Brachiopodi, Cistoidi, Crinoidi, etc..

Nella serie, che in complesso può raggiungere e superare gli 800 m di spessore, la presenza dei conglomerati (in particolare,della puddinga iglesiente, discordante sui vari termini litologici del Cambrico e dell’Ordoviciano inferiore), nonché le grandi manifestazioni vulcaniche dei porfiroidi, sono state interpretate dalla maggior parte degli studiosi come prove di una importante fase diastrofica o deformativa dell’area sarda: in seguito a movimenti orogenetici, gli strati deposti durante il Cambrico e nell’ Ordoviciano inferiore sarebbero stati piegati e sollevati fino a dar luogo a condizioni di continentalità, cioè ad un primo e antichissimo nucleo di terra emersa. questi movimenti, attribuiti all’orogenesi caledoniana, hanno ricevuto il nome di “fase sarda” per l’Iglesiente-Sulcis e di “fase sarrabese” per la Sardegna orientale, in quanto erroneamente si riteneva che fossero avvenuti in due tempi diversi. Oggi, è quasi unanime il parere degli studiosi che le due fasi debbano essere unificate sotto il solo noie di “fase sarda”.

Periodo Siluriano (435-395 Ma)

In continuazione con quello dell’Ordoviciano superiore, il mare ricopre ancora tutta l’area sarda: si depositano, soprattutto nel Fluminese (Fluminimaggiore), nella Barbagia di Gadoni e nel Gerrei, presso Villasalto, Ballao e Goni, argille nere a Graptoliti, assai carboniose, strati silicei, calcari a Cefalopodi (Orthoceras), Lamellibranchi e Crinoidi, per spessori intorno ai 500 m. All’inizio del periodo si verificano limitate emissioni sottomarine di lave basaltiche.

Periodo Devonico (395-345 Ma)

Continua la sedimentazione marina e non sussistono indizi di terre emerse: si accumulano argille a Trilobiti, a Tentaculiti (microfossili problematici, coniformi) e con rare Graptoliti, nonché calcari a Crinoidi , Cefalopodi (Clymenia e Goniatites) e Conodonti (microfossili in forma di denti).

Lo spessore è di almeno 400 m. Come per il Siluriano, sul quale il Devonico è concordante, gli affioramenti più importanti sono distribuiti nel Fluminese, in Barbagia, nel Gerrei e nel Sarrabus.

Periodo Carbonifero (345-280 Ma)

L’area sarda è ancora ricoperta dal mare durante il Carbonifero inferiore: in continuazione su quelli devonici si formano calcari, solo in parte conservati nel Gerrei con spessori inferiori ai 50 metri,esclusivamente a Conodonti. Alla fine del Carbonifero inferiore incominciano a verificarsi spinte orogenetiche che diventeranno sempre più intense e potenti nel Carbonifero medio: gli strati paleozoici, accumulatisi ormai per diverse migliaia di metri di spessore, subiscono compressioni, piegamenti e ribaltamenti, assumendo una generale tessitura scistosa. Durante questa orogenesi, chiamata “ercinica”, vaste porzioni di pieghe e falde di ricoprimento, costituite da scisti e arenarie del Cambrico e dell’Ordoviciano per la maggior parte, si rovesciano l’una sull’altra, strappate dai settori più settentrionali della Sardegna: dal Gennargentu all’Iglesiente-Sulcis e al Gerrei-Sarrabus, le falde si sovrappongono da nord verso sud o verso sud-ovest, accavallandosi ripetutamente fra loro su fronti lunghi 40-100 Km e subendo traslazioni orizzontali di diverse decine di chilometri. Successivamente, ma soprattutto verso la fine dell’orogenesi, potenti masse intrusive di granito risalgono attraverso le strutture scistose deformate, spostando lateralmente o sollevando le falde e le pieghe erciniche, iniettando filoni di lave per lo più nautiche e inducendo fenomeni di metamorfismo termico. Esse apportano anche fluidi ricchi di metalli, fluorite, silice ed altri minerali, smistandoli in forma di vene e filoni entro spaccature o concentrandoli in ammassi al contatto con calcari cambrici o silurico-devonici.

Alla fine del Carbonifero medio l’area sarda è tutta emersa in forma di rilievi montuosi e fa parte, come è stato accennato, della grande catena ercinica, tanto estesa nell’ Europa centrale e nel Mediterraneo occidentale. Soprattutto in bacini lacustri fra i monti, entro le strutture sinclinali dei sistemi di pieghe, durante il Carbonifero superiore incominciano ad accumularsi depositi ciottolosi, limoso-arenacei ed argillosi, talora con sottili intercalazioni di carbone (Seui) e resti di piante (Felci e Conifere in prevalenza). In uno di questi bacini, quello di S. Giorgio, presso Iglesias, si conservano anche le impronte dei piedi di un microsauro del tempo, delle dimensioni d’una grossa lucertola, riferibili al gen. Salichnium (Anfibi tetrapodi).

Periodo Permiano (280-230 Ma)

In questo periodo, secondo la maggior parte degli autori, si formano altri bacini lacustri e l’azione erosiva della acque continentali incide e smantella, gradualmente, i rilievi montuosi. I laghi e le valli si colmano qua e la, oltre che di depositi detritici, anche di lave, ignimbriti (prodotti di consolidamento di nubi ardenti) e tufi di un vulcanismo che ha la sua origine profonda nel magma granitico già in via di raffreddamento sotto il mantello degli scisti paleozoici sollevati.