Movimenti e deformazioni delle rocce Unità Didattica 8
A volte, l’erosione delle montagne mette a nudo le spettacolari  deformazioni che le rocce hanno subito  nel tempo Ma più ...
<ul><li>   La Stratigrafia </li></ul><ul><li>Che studia la successione cronologica della formazione delle  varie masse ro...
8.1 Movimenti e deformazioni delle rocce <ul><li>Deformazione </li></ul><ul><li>= cambiamento di forma e/o di volume che  ...
Spesso deformazioni diverse si sovrappongono nelle stesse rocce complicando il lavoro del geologo. Inoltre la parte affior...
Tektoniché  = dal greco: arte del costruire <ul><li>Studia  la geometria  delle deformazioni </li></ul><ul><li>Ricostruisc...
Comportamento delle rocce <ul><li>Al variare delle proprietà  fisiche delle rocce, </li></ul><ul><li>dell’ambiente fisico ...
<ul><li>Pressione e temperature elevate aumentano l’intervallo di plasticità. </li></ul><ul><li>Le Faglie   caratterizzano...
Le rocce si comportano in modo più o meno plastico, più o meno fragile in relazione ai seguenti fattori: <ul><li>   Natur...
Un corpo solido sottoposto ad uno sforzo   distensivo   o  compressivo   può reagire in due differenti modi: <ul><li>Modo ...
Rapporto tra stress e strain Prevale nelle rocce fragili Prevale nelle rocce plastiche forza deformazione
Lo studio delle deformazioni in laboratorio <ul><li>per simulare ciò che avviene all’interno della crosta si sottopone il ...
 
 
Storia deformativa <ul><li>Quello che noi osserviamo su una roccia è il prodotto finale della sua  storia deformativa  che...
Cinematica della deformazione (ricostruzione dei vari stadi deformativi intermedi e dei movimenti effettuati dalla roccia)...
Ora occupiamoci di stratigrafia cosa studia la stratigrafia? <ul><li>la  successione cronologica  delle varie masse roccio...
Strato   (ogni strato corrisponde ad un evento di deposizione) <ul><li>= Corpo roccioso litologicamente omogeneo; </li></u...
Gli strati si depositano quasi sempre in modo sub-orizzontale;  (eccezioni: dune, delta dei fiumi) <ul><li>Nei laghi  con ...
Esempio di strati con superfici non parallele <ul><li>delta dei fiumi </li></ul>
<ul><li>Uno strato di arenaria può essersi accumulato in migliaia di anni oppure in una singola alluvione </li></ul><ul><l...
Per il geologo strutturale è fondamentale misurare   la  Giacitura degli strati  = analisi dell’andamento <ul><li>Ossia la...
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<ul><li>Direzione </li></ul>Immersione Inclinazione N Notate che la retta della direzione e la retta dell’immersione forma...
Bussola da geologo
Le pieghe   <ul><li>Le pieghe sono il risultato di una deformazione duttile </li></ul>
Caratteristiche e geometria delle pieghe <ul><li>La deformazione duttile è quantificabile  nelle rocce che presentano: </l...
Elementi geometrici di riferimento in una piega <ul><li>la  cerniera   corrisponde al  tratto di massima curvatura  (raggi...
Raramente le pieghe sono isolate, generalmente formano  sistemi di pieghe
Pieghe cilindriche <ul><li>Una piega si dice cilindrica quando la  superficie  piegata può essere tracciata da una linea c...
Piega cilindrica  Piega non cilindrica
Piega cilindrica. Nota lo spessore costante degli strati.
Anticlinali e sinclinali <ul><li>Nelle pieghe  anticlinali , l’età degli strati aumenta verso il centro della struttura. <...
Anticlinali e petrolio Stati Uniti d'America inizio dell’ esplorazione petrolifera,  Pennsylvania
Pieghe prima dell’erosione
Pieghe dopo l’erosione Eroded Anticline, older rocks in center. Syncline is opposite.
Anticlinale prima e dopo l’erosione Le rocce al centro sono più vecchie
Sinclinale prima e dopo l’erosione Le rocce al centro sono più giovani
descrivete Older Younger Overturned Area Older Younger
In base alla direzione verso cui è rivolta la convessità la piega può essere:    S informe  se è convessa verso il basso ...
riepilogando <ul><li>Sinforme = piega con convessità verso il basso </li></ul><ul><li>Antiforme = piega con convessità ver...
In base al rapporto lunghezza/ larghezza le pieghe possono essere: Brachi :  se sono più lunghe che larghe Duomi :  se lun...
Le strutture circolari sono tipiche sia dei duomi sia dei bacini
<ul><li>Simmetria </li></ul><ul><li>Rispetto alla  giacitura del piano assiale, </li></ul><ul><li>le pieghe possono essere...
Il piano assiale forma un angolo di 90° con il piano dell’orizzonte Pieghe dritte o  simmetriche
Com’è l’angolo diedro compreso tra il piano assiale e il piano dell’orizzonte? Pieghe inclinate
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Axial plane near axis should be close to horizontal Axis ?
Fianco normale Fianco inverso
In base alla giacitura dell’asse o linea di cerniera le pieghe possono essere: <ul><li>Ad asse orizzontale </li></ul><ul><...
In base all’angolo formato tra i fianchi le pieghe possono essere: <ul><li>Pieghe blande (180-120°) </li></ul><ul><li>Pieg...
Descrivi queste 4 pieghe
Descrivi questa piega
Che età ha questo affioramento? Che età ha questo affioramento?
 
<ul><li>Strati dello stesso spessore = cilindrica, parallela </li></ul><ul><li>Piano assiale inclinato = asimmetrica, rove...
Che piega è?
monoclinali <ul><li>Si formano a non grande profondità. </li></ul><ul><li>Sono pieghe con un solo fianco che collega pacch...
 
Come si formano le pieghe <ul><li>1. Flessione e scivolamento </li></ul><ul><li>2. Taglio e appiattimento </li></ul><ul><l...
1. Flessione e scivolamento <ul><li>Ogni strato roccioso scivola su quelli adiacenti mantenendo il centro di curvatura, ma...
2. Taglio e appiattimento <ul><li>La roccia sottoposta a compressione viene suddivisa in tante fettine da un fitto sistema...
 
Foliazione tettonica
<ul><li>Si originano  pieghe simili  perché tutti i giunti di stratificazione hanno  lo stesso raggio di curvatura </li></...
Al piegamento simile è associata la   Foliazione delle rocce metamorfiche <ul><li>Clivaggio: </li></ul><ul><li>Quando lung...
<ul><li>Nelle   Pieghe simili  gli strati  </li></ul><ul><li>aumentano di spessore nelle cerniere   </li></ul><ul><li>e si...
Foliazione trasposta Le cerniere possono appiattirsi nella direzione del piano assiale producendo la  foliazione trasposta...
Formazione di una foliazione trasposta A. La stratificazione o foliazione iniziale viene piegata B. l’accentuarsi della de...
Taglio e appiattimento: Pieghe simili  Flessione e scivolamento: Pieghe concentriche
boudinaggio Se uno strato di  roccia rigida  è compreso  tra rocce plastiche  lo stiramento indotto dal piegamento  segmen...
boudins  Direzione della distensione Asse Y
 
3. Flusso plastico <ul><li>Flusso di materia allo stato solido </li></ul><ul><li>Il materiale può fluire linearmente, oppu...
 
Come si riconoscono le pieghe <ul><li>Individuare le zone di cerniera: </li></ul><ul><li>a. ai due lati della cerniera si ...
 
Deformazioni delle rocce
Quando le rocce hanno comportamento fragile si possono originare: <ul><li>I giunti o fratture </li></ul><ul><li>Le faglie ...
I giunti o fratture sono strutture in cui lo spostamento dei due blocchi è nullo o molto piccolo <ul><li>La frattura è una...
Notevole interesse economico hanno le  fratture  dovute a  distensione o stiramento  perché possono lasciare degli spazi v...
En èchelon <ul><li>Diaclasi  si possono formare nelle  pieghe concentriche  e  monoclinali  per la  contemporanea  compres...
Le faglie Lo spostamento lungo la discontinuità è apprezzabile alla scala dell’affioramento
Le faglie <ul><li>Una faglia è la rottura della roccia  seguita dallo spostamento delle parti </li></ul><ul><li>A seconda ...
faglie  dirette inverse
Il piano di faglia immerge dalla parte del lembo ribassato Il piano di faglia immerge dalla parte del lembo che rialza
La misura dello spostamento relativo dei due blocchi di roccia viene detto  rigetto   e si calcola misurando la dislocazio...
Il  rigetto totale  nel movimento obliquo <ul><li>Può essere scomposto </li></ul><ul><li>nel  rigetto di direzione    ori...
rigetti <ul><li>Rigetto reale : corrisponde al reale spostamento avvenuto lungo il piano di faglia (segmento verde della f...
Faglie orizzontali trascorrenti e trasformi Descrivete i versi di scorrimento nelle zone indicate
Estensione delle faglie <ul><li>Da alcuni dm ad alcune centinaia di Km, in questo caso si tratta di faglie  vicarianti   ...
Faglia di scorrimento <ul><li>Se il  piano di faglia è orizzontale  o poco inclinato la faglia è detta di scorrimento e ge...
 
Faglia diretta
Faglia inversa Più giovane Questo ragazzo è ricco
 
I diapiri  (dal greco = perforare) <ul><li>Corpi litologici a sviluppo verticale </li></ul><ul><li>Di forma variabile: col...
<ul><li>Il magma in risalita forma i  diapiri   che in prossimità della superficie danno origine alle  camere magmatiche ....
Sezione trasversale idealizzata di un diapiro salino intruso in sedimenti Terziari. Lungo i  contatti subverticali , la fr...
La velocità di risalita è dell’ordine di alcuni mm all’anno
Il corpo colonnare si restringe progressivamente nella parte inferiore fino ad isolarsi dallo strato di origine
Trappole stratigrafiche <ul><li>Una trappola  è composta da due elementi: </li></ul><ul><li>In basso, una roccia serbatoio...
Rapporti tra pieghe e faglie <ul><li>Vi sono numerosi casi in cui pieghe e faglie si presentano associate: </li></ul><ul><...
<ul><li>d.  Laccoliti o diapiri  che spingono verso l’alto formano pieghe a duomo contemporaneamente a fratture concentric...
 
<ul><li>Pieghe faglie - sovrascorrimenti </li></ul>. In questa situazione, il fianco inferiore può assottigliarsi fino a f...
Sovrascorrimento sistema di faglie a grande scala che provoca forti rigetti e quindi accorciamenti compressivi dell’ordine...
I ricoprimenti <ul><li>Una grande massa rocciosa si è sovrapposta ad un’altra scivolando su un  piano orizzontale    acca...
Ricoprimenti dovuti a spinte tangenziali  (parallele alla superficie terrestre),  si formano solo in profondità.  Si posso...
Ricoprimenti dovuti alla gravità <ul><li>Quando il piano di scorrimento è inclinato e  la massa rocciosa scivola per effet...
<ul><li>Strutture a pieghe e falde di ricoprimento sono presenti nelle catene montuose di recente formazione, come le Alpi...
<ul><li>I terreni che subiscono il sovrascorrimento rimangono nascosti sotto quelli che li ricoprono.  </li></ul>Un’erosio...
<ul><li>La presenza di cataclastiti e miloniti testimoniano scorrimento con forte attrito. </li></ul><ul><li>La presenza d...
Strutture tettoniche  <ul><li>Spesso all’interno di ciascuna delle catene  montuose più recenti è possibile riconoscere  p...
Strutture su scala locale <ul><li>Scaglie tettoniche  </li></ul><ul><li>Faglie inverse che interessano rocce anche piegate...
Livelli strutturali <ul><li>1. prevale la tettonica per faglie </li></ul><ul><li>2. dominano le pieghe concentriche </li><...
Stili tettonici <ul><li>Stile a horst e graben </li></ul>Stile  apieghe e pieghe-faglie (giurassico):  grandi pieghe non m...
 
Rift valley
Horst e   Graben
Graben in Islanda
Carta geologica
Strutture sedimentarie <ul><li>Caratteristiche d’insieme di un deposito  </li></ul><ul><li>Riflettono il processo che le h...
Strutture fisiche: <ul><li>Stratificazione parallela </li></ul><ul><li>( all’interno degli strati si possono avere casi di...
<ul><li>Stratificazione gradata </li></ul>
torbiditi <ul><li>Modello tridimensionale ipotetico di come avviene la deposizione di uno strato torbiditico.  </li></ul><...
Stratificazione incrociata quando i movimenti dei fluidi producono delle ondulazioni L’analisi dell’incrocio degli strati ...
Strutture chimiche  <ul><li>Singenetiche </li></ul><ul><li>Postgenetiche </li></ul><ul><li>Noduli di manganese/polimetalli...
Strutture organiche <ul><li>Gallerie </li></ul><ul><li>Piste  </li></ul><ul><li>Perforazioni </li></ul><ul><li>stromatolit...
Orme di dinosauri
Sequenza o successione  stratigrafica   ha lo scopo di ricostruire gli eventi che l’hanno generata <ul><li>Sovrapposizione...
concordaza Discordanza angolare Eteropia di facies : le caratteristiche degli strati possono sfumare lateralmente in strat...
<ul><li>Nello  schema stratigrafico  sono rappresentati i rapporti geometrici tra le varie unità stratigrafiche dell'area ...
<ul><li>Nel  diagramma cronostratigrafico  l'assetto visto nello schema viene rappresentato in una  scala temporale  (sull...
<ul><li>Ciclo sedimentario </li></ul><ul><li>Trasgressione e regressione marina   </li></ul>Il livello del mare può fluttu...
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5 C 2010 U D 8 I Movimenti E Le Deformazioni Delle Rocce

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5 C 2010 U D 8 I Movimenti E Le Deformazioni Delle Rocce

  1. 1. Movimenti e deformazioni delle rocce Unità Didattica 8
  2. 2. A volte, l’erosione delle montagne mette a nudo le spettacolari deformazioni che le rocce hanno subito nel tempo Ma più spesso le deformazioni sono poco visibili perché non affioranti o nascoste dal suolo e dalla vegetazione
  3. 3. <ul><li> La Stratigrafia </li></ul><ul><li>Che studia la successione cronologica della formazione delle varie masse rocciose e i rapporti geometrici sia verticali sia orizzontali di tali masse. </li></ul><ul><li> La Tettonica (processi globali) </li></ul><ul><li>Che studia le deformazioni e gli spostamenti delle masse rocciose a grande scala: da una catena montuosa all’intera superficie terrestre </li></ul> La Geologia strutturale (aspetti locali) • Che s tudia le deformazioni e gli spostamenti delle masse rocciose su piccole aree ( da una sezione di roccia al microscopio a una regione) Quali discipline si occupano dello studio dei fenomeni che hanno generato e poi deformato queste spettacolari strutture geologiche?
  4. 4. 8.1 Movimenti e deformazioni delle rocce <ul><li>Deformazione </li></ul><ul><li>= cambiamento di forma e/o di volume che un corpo subisce in risposta ad una sollecitazione meccanica </li></ul><ul><li>Nelle rocce sedimentarie e metamorfiche l’esistenza di superfici di riferimento (stratificazione, piani di scistosità…..) permette di valutare il grado di </li></ul><ul><li>piegamento, </li></ul><ul><li>rottura </li></ul><ul><li>e movimento relativo delle rocce. </li></ul><ul><li>La mancanza di tali strutture nelle rocce ignee rende più difficile la valutazione delle deformazioni </li></ul>
  5. 5. Spesso deformazioni diverse si sovrappongono nelle stesse rocce complicando il lavoro del geologo. Inoltre la parte affiorante generalmente è soltanto una porzione minima dell’intera formazione
  6. 6. Tektoniché = dal greco: arte del costruire <ul><li>Studia la geometria delle deformazioni </li></ul><ul><li>Ricostruisce i movimenti che hanno originato le deformazioni </li></ul><ul><li>Studia la cause dei movimenti </li></ul>Ora occupiamoci della tettonica Che cosa studia la tettonica?
  7. 7. Comportamento delle rocce <ul><li>Al variare delle proprietà fisiche delle rocce, </li></ul><ul><li>dell’ambiente fisico in cui si trovano, </li></ul><ul><li>e di come agiscono su di esse le forze deformative si svilupperanno prevalentemente l’uno o l’altro di due tipi di deformazione: </li></ul>ripiegamento fratturazione
  8. 8. <ul><li>Pressione e temperature elevate aumentano l’intervallo di plasticità. </li></ul><ul><li>Le Faglie caratterizzano le rocce a prevalente comportamento rigido o fragile . </li></ul><ul><li>Le Pieghe caratterizzano le rocce a prevalente comportamento plastico o duttile </li></ul>
  9. 9. Le rocce si comportano in modo più o meno plastico, più o meno fragile in relazione ai seguenti fattori: <ul><li> Natura delle rocce: rigido graniti e basalti </li></ul><ul><li>intermedio calcare </li></ul><ul><li>plastico argille e scisti </li></ul>Inoltre le rocce sono miscugli di minerali con proprietà fisiche diverse  Profondità (l’aumento della profondità aumenta l’intervallo di plasticità)  Direzione delle forze agenti  Tempo di azione (azione diluita nel tempo: maggior plasticità)  Contenuto in fluidi distensione compressione
  10. 10. Un corpo solido sottoposto ad uno sforzo distensivo o compressivo può reagire in due differenti modi: <ul><li>Modo elastico (rigido, fragile) : quando cessa la forza il corpo riprende la forma originale. </li></ul><ul><li>vale la legge di Hooke σ = E x ε (E = costnte che dipende dal materiale) </li></ul><ul><li>Se la forza supera il limite di elasticità il corpo si rompe </li></ul><ul><li>Modo plastico o duttile : la deformazione prodotta si conserva anche quando cessa la sollecitazione </li></ul>Lo sforzo o Stress σ è il rapporto tra la forza deformante che agisce in una determinata direzione e la superficie sulla quale è applicata (è una pressione). L’accumulo di stress produce una deformazione o Strain ε
  11. 11. Rapporto tra stress e strain Prevale nelle rocce fragili Prevale nelle rocce plastiche forza deformazione
  12. 12. Lo studio delle deformazioni in laboratorio <ul><li>per simulare ciò che avviene all’interno della crosta si sottopone il campione ad una pressione idrostatica (analoga al carico litostatico), poi si riscalda la roccia fino alla temperatura che avrebbe se si trovasse all’interno della Terra. </li></ul><ul><li>Tutto ciò si ottiene mettendo la roccia in una particolare pressa. </li></ul><ul><li>Principali caratteristiche meccaniche verificate su provini di roccia: </li></ul><ul><li>Resistenza alla compressione ( su carote: cilindri di 10 cm di altezza) </li></ul><ul><li>Resistenza a trazione (su provini lavorati, per avere superfici di presa per le ganasce collegate con i pistoni) </li></ul><ul><li>Resistenza al taglio ( 2 forze parallele e opposte : su provini sagomati; in rocce isotrope è 1/10 1/20 della resistenza alla compressione, il doppio della resistenza alla trazione) </li></ul>Le rocce si comportano spesso in modo anisotropo, ossia si deformano in modo diverso in relazione alla direzione dello sforzo
  13. 15. Storia deformativa <ul><li>Quello che noi osserviamo su una roccia è il prodotto finale della sua storia deformativa che può essere raggiunto attraverso percorsi diversi. </li></ul><ul><li>In particolare nelle orogenesi le rocce vengono ripiegate e fratturate numerose volte </li></ul>
  14. 16. Cinematica della deformazione (ricostruzione dei vari stadi deformativi intermedi e dei movimenti effettuati dalla roccia)  utile nelle ricerche di giacimenti <ul><li>Per la ricostruzione del movimento, dato che alle deformazioni intense è associato il metamorfismo delle rocce, si possono studiare le facies metamorfiche  risalire alle condizioni di T e di P  quindi alla profondità. </li></ul><ul><li>Se poi è possibile anche datare l’età di formazione dei minerali delle varie facies , ecco che diventa possibile ricostruire i movimenti verticali delle rocce all’interno della crosta: </li></ul>percorso P-T-t (pressione- temperatura – tempo)
  15. 17. Ora occupiamoci di stratigrafia cosa studia la stratigrafia? <ul><li>la successione cronologica delle varie masse rocciose </li></ul><ul><li>e i rapporti geometrici sia verticali sia orizzontali di tali masse. </li></ul>
  16. 18. Strato (ogni strato corrisponde ad un evento di deposizione) <ul><li>= Corpo roccioso litologicamente omogeneo; </li></ul><ul><li>delimitato da due superfici piane , spesso parallele tra loro; </li></ul><ul><li>di spessore variabile da qualche mm a qualche dm. </li></ul><ul><li>E’ detto Banco se lo spessore supera il m. </li></ul>
  17. 19. Gli strati si depositano quasi sempre in modo sub-orizzontale; (eccezioni: dune, delta dei fiumi) <ul><li>Nei laghi con immissari si osservano le Varve lacustri : </li></ul><ul><li>lo strato estivo è chiaro (disgelo, fiumi in piena), </li></ul><ul><li>lo strato invernale scuro (gelo fiumi in magra) </li></ul>quindi se troviamo strati inclinati significa che hanno subito una deformazione
  18. 20. Esempio di strati con superfici non parallele <ul><li>delta dei fiumi </li></ul>
  19. 21. <ul><li>Uno strato di arenaria può essersi accumulato in migliaia di anni oppure in una singola alluvione </li></ul><ul><li>Domenica 22 Ottobre 2005, SeaWifs ha catturato questa immagine dell'Adriatico, che mostra l'ampio deflusso dei sedimenti, trasportati dalla piena, alla foce del Po </li></ul>
  20. 22. Per il geologo strutturale è fondamentale misurare la Giacitura degli strati = analisi dell’andamento <ul><li>Ossia la disposizione nello spazio delle superfici di stratificazione per capire come le rocce si sono deformate . </li></ul><ul><li>Per fare questo si usa la bussola da geologo </li></ul><ul><li>Le misure effettuate sull’affioramento sono tre: </li></ul><ul><li>Direzione </li></ul><ul><li>Inclinazione </li></ul><ul><li>Immersione </li></ul>
  21. 23. <ul><li>A questo punto si esegue sulla ghiera la lettura dell'angolo compreso tra l'indice e l'ago. Ad esempio, nella figura a lato, la direzione è N20W </li></ul>Direzione: è l’ angolazione azimutale dell’intersezione tra la superficie dello strato e il piano orizzontale rispetto al Nord. Si deve individuare la retta di intersezione tra la superficie dello strato e il piano dell’orizzonte , per cui si appoggia il bordo laterale piatto della bussola alla parete dello strato facendo attenzione a mantenere la bussola stessa perfettamente orizzontale (controllare la bolla).
  22. 24. <ul><li>Inclinazione : è l'angolo diedro tra il piano dell’orizzonte e la superficie dello strato, ovvero è l'angolo con cui lo strato immerge ( = 0° se lo strato è orizzontale; = 90° se lo strato è verticale) </li></ul><ul><li>La misura si effettua con il clinometro lungo la linea di &quot;massima pendenza&quot; (la freccia nera nella figura ) che è anche quella a 90° dalla direzione dello strato. </li></ul>la bussola andrà adagiata lungo il pendio, di piatto o di taglio secondo il tipo di clinometro di cui è dotata. Perpendicolare alla superficie dello strato Direzione del filo a piombo
  23. 25. Immersione: <ul><li>è a 90 gradi dalla direzione, ma bisogna precisare da quale lato. </li></ul><ul><li>Per esempio nella figura si ha immersione Est. </li></ul>è la direzione in cui lo strato si immerge nel terreno, si indica anch’essa con l’azimut. 90° Inclinazione 50°
  24. 26. <ul><li>Direzione </li></ul>Immersione Inclinazione N Notate che la retta della direzione e la retta dell’immersione formano angoli di 90°
  25. 27. Bussola da geologo
  26. 28. Le pieghe <ul><li>Le pieghe sono il risultato di una deformazione duttile </li></ul>
  27. 29. Caratteristiche e geometria delle pieghe <ul><li>La deformazione duttile è quantificabile nelle rocce che presentano: </li></ul><ul><li>stratificazione </li></ul><ul><li>laminazione </li></ul><ul><li>foliazione </li></ul><ul><li>Lineazione </li></ul><ul><li>È quindi difficile da identificare nelle rocce magmatiche. </li></ul><ul><li>Le pieghe si estendono in un area confinata:  quella dove hanno agito le forze. </li></ul><ul><li>La lunghezza può esser di qualche decina di Km, </li></ul><ul><li>la larghezza è un po’ inferiore. </li></ul>Rocce sedimentarie Rocce metamorfiche
  28. 30. Elementi geometrici di riferimento in una piega <ul><li>la cerniera corrisponde al tratto di massima curvatura (raggio minimo) degli strati; la linea che congiunge tutti i punti di massima curvatura si chiama linea di cerniera </li></ul><ul><li>- i fianchi si trovano ai lati della cerniera e sono le due superfici laterali piane o ad ampio raggio di curvatura; </li></ul><ul><li>- la superficie o piano assiale è il piano passante per tutti i punti di cerniera dei vari strati; </li></ul>- il nucleo è la parte centrale della piega ed è compreso tra i due fianchi; Linea di cerniera
  29. 31. Raramente le pieghe sono isolate, generalmente formano sistemi di pieghe
  30. 32. Pieghe cilindriche <ul><li>Una piega si dice cilindrica quando la superficie piegata può essere tracciata da una linea che si muove nello spazio parallela a se stessa. </li></ul><ul><li>Questa linea è detta asse della piega . </li></ul>
  31. 33. Piega cilindrica Piega non cilindrica
  32. 34. Piega cilindrica. Nota lo spessore costante degli strati.
  33. 35. Anticlinali e sinclinali <ul><li>Nelle pieghe anticlinali , l’età degli strati aumenta verso il centro della struttura. </li></ul><ul><li>Nelle pieghe sinclinali , gli strati al centro della struttura sono i più giovani e diventano più vecchi in direzione radiale. </li></ul>
  34. 36. Anticlinali e petrolio Stati Uniti d'America inizio dell’ esplorazione petrolifera, Pennsylvania
  35. 37. Pieghe prima dell’erosione
  36. 38. Pieghe dopo l’erosione Eroded Anticline, older rocks in center. Syncline is opposite.
  37. 39. Anticlinale prima e dopo l’erosione Le rocce al centro sono più vecchie
  38. 40. Sinclinale prima e dopo l’erosione Le rocce al centro sono più giovani
  39. 41. descrivete Older Younger Overturned Area Older Younger
  40. 42. In base alla direzione verso cui è rivolta la convessità la piega può essere:  S informe se è convessa verso il basso <ul><li>Antiforme se è convessa verso l’alto </li></ul>Neutra se non è convessa lateralmente
  41. 43. riepilogando <ul><li>Sinforme = piega con convessità verso il basso </li></ul><ul><li>Antiforme = piega con convessità verso l’alto </li></ul><ul><li>Sinclinale = strati più giovani al centro </li></ul><ul><li>Anticlinale = strati più antichi al centro </li></ul>
  42. 44. In base al rapporto lunghezza/ larghezza le pieghe possono essere: Brachi : se sono più lunghe che larghe Duomi : se lunghezza e larghezza sono uguali e la convessità è verso l’alto Bacini se lunghezza e larghezza sono uguali e la convessità è verso il basso
  43. 45. Le strutture circolari sono tipiche sia dei duomi sia dei bacini
  44. 46. <ul><li>Simmetria </li></ul><ul><li>Rispetto alla giacitura del piano assiale, </li></ul><ul><li>le pieghe possono essere: </li></ul><ul><li>• Pieghe dritte, simmetriche </li></ul><ul><li>• Pieghe asimmetriche inclinate </li></ul><ul><li>• Pieghe rovesciate </li></ul><ul><li>• Pieghe coricate </li></ul>90° 89°-45° 44°-1° 0°
  45. 47. Il piano assiale forma un angolo di 90° con il piano dell’orizzonte Pieghe dritte o simmetriche
  46. 48. Com’è l’angolo diedro compreso tra il piano assiale e il piano dell’orizzonte? Pieghe inclinate
  47. 49. ?
  48. 50. Axial plane near axis should be close to horizontal Axis ?
  49. 51. Fianco normale Fianco inverso
  50. 52. In base alla giacitura dell’asse o linea di cerniera le pieghe possono essere: <ul><li>Ad asse orizzontale </li></ul><ul><li>Ad asse verticale </li></ul><ul><li>Ad asse obliquo </li></ul>Prendi un foglio di carta e mostra i tre possibili casi
  51. 53. In base all’angolo formato tra i fianchi le pieghe possono essere: <ul><li>Pieghe blande (180-120°) </li></ul><ul><li>Pieghe aperte (120-70°) </li></ul><ul><li>Pieghe chiuse (70-30°) </li></ul><ul><li>Pieghe serrate (30-10°) </li></ul><ul><li>Pieghe isoclinali (10-0°) </li></ul>
  52. 54. Descrivi queste 4 pieghe
  53. 55. Descrivi questa piega
  54. 56. Che età ha questo affioramento? Che età ha questo affioramento?
  55. 58. <ul><li>Strati dello stesso spessore = cilindrica, parallela </li></ul><ul><li>Piano assiale inclinato = asimmetrica, rovesciata </li></ul>
  56. 59. Che piega è?
  57. 60. monoclinali <ul><li>Si formano a non grande profondità. </li></ul><ul><li>Sono pieghe con un solo fianco che collega pacchi di strati non deformati situati a quote diverse </li></ul>A seconda dell’inclinazione di questo fianco si distinguono in:  Flessure < 90°  Pieghe a ginocchio. Fianco verticale o inverso
  58. 62. Come si formano le pieghe <ul><li>1. Flessione e scivolamento </li></ul><ul><li>2. Taglio e appiattimento </li></ul><ul><li>3. Flusso plastico </li></ul>
  59. 63. 1. Flessione e scivolamento <ul><li>Ogni strato roccioso scivola su quelli adiacenti mantenendo il centro di curvatura, ma diminuendo il raggio man mano che si procede verso il nucleo della piega. </li></ul><ul><li>Questo meccanismo origina pieghe concentriche poco estese verticalmente </li></ul>
  60. 64. 2. Taglio e appiattimento <ul><li>La roccia sottoposta a compressione viene suddivisa in tante fettine da un fitto sistema di piani di taglio subparalleli al piano assiale della piega che costituiscono la foliazione tettonica della roccia </li></ul>La distanza tra questi piani può variare tra meno di 1 mm e qualche dm.
  61. 66. Foliazione tettonica
  62. 67. <ul><li>Si originano pieghe simili perché tutti i giunti di stratificazione hanno lo stesso raggio di curvatura </li></ul><ul><li>Lungo ognuno di questi piani si ha un piccolo scorrimento mentre le fettine di roccia si appiattiscono. </li></ul>
  63. 68. Al piegamento simile è associata la Foliazione delle rocce metamorfiche <ul><li>Clivaggio: </li></ul><ul><li>Quando lungo i piani di taglio non si ha blastesi; i minerali possono riorientarsi parallelamente a questi cambiando struttura e tessitura della roccia </li></ul><ul><li>Scistosità: </li></ul><ul><li>Quando si ha blastesi con formazione di minerali nuovi o ricristallizzazione dei vecchi </li></ul>Foliazione di piano assiale : i piani di taglio sono subparalleli al piano assiale la foliazione prende il nome di:
  64. 69. <ul><li>Nelle Pieghe simili gli strati </li></ul><ul><li>aumentano di spessore nelle cerniere </li></ul><ul><li>e si assottigliano sui fianchi, finanche ad essere eliminati </li></ul>
  65. 70. Foliazione trasposta Le cerniere possono appiattirsi nella direzione del piano assiale producendo la foliazione trasposta Ovvero si formano degli strati diversamente orientati, spesso formati da minerali diversi (blastesi metamorfica)
  66. 71. Formazione di una foliazione trasposta A. La stratificazione o foliazione iniziale viene piegata B. l’accentuarsi della deformazione assottiglia i fianchi delle pieghe D. Queste danno origine a strati diversamente orientati che non hanno relazione di continuità con la stratificazione o foliazione originali C. Fino all’isolamento delle zone di cerniera
  67. 72. Taglio e appiattimento: Pieghe simili Flessione e scivolamento: Pieghe concentriche
  68. 73. boudinaggio Se uno strato di roccia rigida è compreso tra rocce plastiche lo stiramento indotto dal piegamento segmenta la roccia rigida in tanti pezzi  boudins ( salsiccia) La deformazione plastica degli strati circostanti può in seguito allontanare tra loro questi boudins
  69. 74. boudins Direzione della distensione Asse Y
  70. 76. 3. Flusso plastico <ul><li>Flusso di materia allo stato solido </li></ul><ul><li>Il materiale può fluire linearmente, oppure in modo disordinanto, turbolento </li></ul>
  71. 78. Come si riconoscono le pieghe <ul><li>Individuare le zone di cerniera: </li></ul><ul><li>a. ai due lati della cerniera si ha una ripetizione simmetrica della litologia, </li></ul>b. spesso i fianchi delle grandi pieghe sono deformati da pieghe parassite
  72. 80. Deformazioni delle rocce
  73. 81. Quando le rocce hanno comportamento fragile si possono originare: <ul><li>I giunti o fratture </li></ul><ul><li>Le faglie </li></ul>
  74. 82. I giunti o fratture sono strutture in cui lo spostamento dei due blocchi è nullo o molto piccolo <ul><li>La frattura è una generica discontinuità che interrompe la originaria distribuzione regolare dei granuli che compongono la roccia ed è di età successiva alla formazione della stessa. </li></ul><ul><li>I giunti o fratture sono detti: </li></ul><ul><li>Litoclasi  se interessano pacchi di strati o intere pareti rocciose </li></ul><ul><li>Diaclasi  se le dimensioni sono modeste </li></ul>
  75. 83. Notevole interesse economico hanno le fratture dovute a distensione o stiramento perché possono lasciare degli spazi vuoti tra le rocce <ul><li>dove le soluzioni acquose circolanti nel sottosuolo depositano minerali utili ( f ratture beanti ), </li></ul><ul><li>fratture di questo tipo sono frequenti negli edifici vulcanici </li></ul><ul><li>dove risale il magma </li></ul><ul><li>o dove si ha risalita di diapiri </li></ul>Diapiro di sale
  76. 84. En èchelon <ul><li>Diaclasi si possono formare nelle pieghe concentriche e monoclinali per la contemporanea compressione e distensione che si verificano alla base e al tetto di ogni strato. </li></ul><ul><li>Le fratture di tensione sono diaclasi beanti che si formano dove la roccia è sottoposta a sforzi di taglio, sono allineate sul piano di taglio con un’inclinazione di 45° rispetto al alle forze deformanti </li></ul>
  77. 85. Le faglie Lo spostamento lungo la discontinuità è apprezzabile alla scala dell’affioramento
  78. 86. Le faglie <ul><li>Una faglia è la rottura della roccia seguita dallo spostamento delle parti </li></ul><ul><li>A seconda del tipo di movimento relativo delle porzioni di roccia, le faglie sono dette: </li></ul><ul><li>Orizzontali (trascorrenti e trasformi) </li></ul><ul><li>Dirette </li></ul><ul><li>Inverse </li></ul>Frattura Faglia trascorrente (sinistra)
  79. 87. faglie dirette inverse
  80. 88. Il piano di faglia immerge dalla parte del lembo ribassato Il piano di faglia immerge dalla parte del lembo che rialza
  81. 89. La misura dello spostamento relativo dei due blocchi di roccia viene detto rigetto e si calcola misurando la dislocazione di due punti originariamente vicini. Il rigetto di una faglia è evidenziato quando vi sono strati orizzontali dislocati, anche se la misura totale del rigetto può essere alterata dall'erosione. La direzione del movimento può essere riconosciuta sul terreno dalle striature che lo spostamento dei blocchi di roccia produce sul piano di faglia e dalla presenza di fibre di calcite orientate secondo la direzione del movimento.
  82. 90. Il rigetto totale nel movimento obliquo <ul><li>Può essere scomposto </li></ul><ul><li>nel rigetto di direzione  orizzontale </li></ul><ul><li>E nel rigetto di immersione  perpendicolare al primo </li></ul>
  83. 91. rigetti <ul><li>Rigetto reale : corrisponde al reale spostamento avvenuto lungo il piano di faglia (segmento verde della figura). </li></ul><ul><li>Rigetto verticale apparente : rappresenta la componente verticale, sul piano di faglia, del rigetto reale. </li></ul><ul><li>Rigetto orizzontale : rappresenta la componente orizzontale del rigetto reale misurata lungo la direzione del piano di faglia. </li></ul>Sono di un ordine di grandezza in meno rispetto alle dimensioni della faglia
  84. 92. Faglie orizzontali trascorrenti e trasformi Descrivete i versi di scorrimento nelle zone indicate
  85. 93. Estensione delle faglie <ul><li>Da alcuni dm ad alcune centinaia di Km, in questo caso si tratta di faglie vicarianti  che si sostituiscono l’una all’altra </li></ul>Intere regioni possono essere caratterizzate da uno o più sistemi di faglie parallele
  86. 94. Faglia di scorrimento <ul><li>Se il piano di faglia è orizzontale o poco inclinato la faglia è detta di scorrimento e genera un ricoprimento </li></ul>
  87. 96. Faglia diretta
  88. 97. Faglia inversa Più giovane Questo ragazzo è ricco
  89. 99. I diapiri (dal greco = perforare) <ul><li>Corpi litologici a sviluppo verticale </li></ul><ul><li>Di forma variabile: colonnare, a fungo, a cuneo, a lama…………. </li></ul><ul><li>Si formano quando in profondità si trova un materiale plastico meno denso delle rocce sovrastanti. </li></ul><ul><li>Il carico delle rocce sovrastanti non deve essere uniformemente distribuito; es. anticlinale con erosione alla cerniera ed accumulo di detriti ai lati. </li></ul><ul><li>Sono stati scoperti nel 1915, durante la ricerca di idrocarburi, per la presenza di anomalie gravimetriche </li></ul>
  90. 100. <ul><li>Il magma in risalita forma i diapiri che in prossimità della superficie danno origine alle camere magmatiche . </li></ul>
  91. 101. Sezione trasversale idealizzata di un diapiro salino intruso in sedimenti Terziari. Lungo i contatti subverticali , la frizione con i sedimenti circostanti produce una zona ricca di fratturazioni. La densità media delle R. evaporitiche è più bassa di quella media delle rocce della crosta. Le evaporiti tendono ad intrudere i sedimenti che le ricoprono per cui presentano spesso giaciture domiformi che vanno sotto il nome di diapiri salini EVAPORITI
  92. 102. La velocità di risalita è dell’ordine di alcuni mm all’anno
  93. 103. Il corpo colonnare si restringe progressivamente nella parte inferiore fino ad isolarsi dallo strato di origine
  94. 104. Trappole stratigrafiche <ul><li>Una trappola è composta da due elementi: </li></ul><ul><li>In basso, una roccia serbatoio che contiene il petrolio (o gas) </li></ul><ul><li>In alto, una roccia impermeabile di copertura che lo trattiene. </li></ul><ul><li>Un Diapiro salino </li></ul><ul><li>Le rocce di copertura hanno forma convessa verso l'alto e sono impermeabili per meglio trattenere gli idrocarburi. </li></ul><ul><li>Al contrario, le rocce serbatoio devono essere permeabili e porose come spugne per permettere agli idrocarburi di muoversi al loro interno, venendo così estratti con facilità. </li></ul>
  95. 105. Rapporti tra pieghe e faglie <ul><li>Vi sono numerosi casi in cui pieghe e faglie si presentano associate: </li></ul><ul><li>a. Nelle pieghe coricate e a ginocchio, quando le spinte compressive sono molto intense, il fianco inverso può rompersi e diventare un piano di scorrimento poco inclinato  piega-faglia </li></ul>b. Nelle pieghe concentriche di grandi dimensioni, gli strati vicino al nucleo , fortemente compressi si fratturano in faglie inverse o verticali, quelli lontano in faglie dirette
  96. 106. <ul><li>d. Laccoliti o diapiri che spingono verso l’alto formano pieghe a duomo contemporaneamente a fratture concentriche radiali che possono evolvere in faglie dirette </li></ul><ul><li>e. Una flessura può evolvere in una o più faglie per effetto di variazioni locali degli sforzi di taglio </li></ul>Rapporti tra pieghe e faglie Laccolite c. Tra due faglie trascorrenti parallele , entrambe con movimento nella stessa direzione, si genera una zona intermedia detta zona di taglio in cui si formano pieghe con asse obliquo rispetto alla direzione delle faglie zona di taglio
  97. 108. <ul><li>Pieghe faglie - sovrascorrimenti </li></ul>. In questa situazione, il fianco inferiore può assottigliarsi fino a fratturarsi. La formazione che ne deriva viene definita piega-faglia . Quando una piega è sottoposta per lungo tempo ad una spinta molto intensa, può accadere che si rovesci sopra un’altra piega ad essa contigua .
  98. 109. Sovrascorrimento sistema di faglie a grande scala che provoca forti rigetti e quindi accorciamenti compressivi dell’ordine delle decine di km. I sovrascorrimenti si ritrovano sempre nelle catene montuose e permettono l’orogenesi
  99. 110. I ricoprimenti <ul><li>Una grande massa rocciosa si è sovrapposta ad un’altra scivolando su un piano orizzontale  accavallamento, o suborizzontale </li></ul><ul><li>Il materiale sovrapposto che costituisce la falda o coltri di ricoprimento è alloctono , mentre il materiale sottostante è autoctono </li></ul>Nell’Himalaya esistono falde di ricoprimento del volume di molte migliaia di Km 3 che si sono spostate per centinaia di Km
  100. 111. Ricoprimenti dovuti a spinte tangenziali (parallele alla superficie terrestre), si formano solo in profondità. Si possono originare: 1. da una piega coricata 2. dall’evoluzione di faglie inverse Falde fragili
  101. 112. Ricoprimenti dovuti alla gravità <ul><li>Quando il piano di scorrimento è inclinato e la massa rocciosa scivola per effetto della forza di gravità e talvolta per la presenza di rocce evaporitiche che hanno una sorta di effetto “lubrificante, lasciando dietro di se una zona di denudamento tettonico, si formano le falde gravitative </li></ul>Zona di denudamento tettonico
  102. 113. <ul><li>Strutture a pieghe e falde di ricoprimento sono presenti nelle catene montuose di recente formazione, come le Alpi, gli Appennini, l’Himalaya e le Montagne Rocciose. </li></ul><ul><li>I terreni sovrascorsi, che hanno perduto ogni collegamento con la zona in cui è iniziato il movimento, vengono chiamati alloctoni . </li></ul><ul><li>Se i terreni sui quali è avvenuto il sovrascorrimento non si sono mossi dal luogo di origine vengono definiti autoctoni . </li></ul><ul><li>Il margine della falda più avanzato si chiama fronte di falda, l’area di provenienza è detta zona di radice . </li></ul>
  103. 114. <ul><li>I terreni che subiscono il sovrascorrimento rimangono nascosti sotto quelli che li ricoprono. </li></ul>Un’erosione più estesa può lasciare lembi residui: Klippen <ul><li>Se per azione dell’erosione si forma un tratto di valle che permette di vedere i terreni al di sopra dei quali è avvenuto il sovrascorrimento, questo prende il nome di finestra tettonica </li></ul>Come si riconoscono i ricoprimenti
  104. 115. <ul><li>La presenza di cataclastiti e miloniti testimoniano scorrimento con forte attrito. </li></ul><ul><li>La presenza di alloctono più antico sopra ad autoctono più recente (sostituzione di copertura). </li></ul>Come si riconoscono i ricoprimenti
  105. 116. Strutture tettoniche <ul><li>Spesso all’interno di ciascuna delle catene montuose più recenti è possibile riconoscere pieghe e faglie con il medesimo andamento strutturale; per cui possiamo pensare che queste ultime si siano formate a causa delle stesse forze che hanno generato la catena montuosa. </li></ul>
  106. 117. Strutture su scala locale <ul><li>Scaglie tettoniche </li></ul><ul><li>Faglie inverse che interessano rocce anche piegate, i piani assiali delle pieghe possono essere paralleli ai piani di faglia </li></ul><ul><li>Strisce di pieghe ( con diverse inclinazioni) , separate da faglie trascorrenti: le forze di compressione agiscono con intensità diverse spostandosi lateralmente </li></ul>
  107. 118. Livelli strutturali <ul><li>1. prevale la tettonica per faglie </li></ul><ul><li>2. dominano le pieghe concentriche </li></ul><ul><li>3. dominano le pieghe simili con formazione di foliazione metamorfica </li></ul>Figura a pag. 265 temperatura profondità 5000m 0m
  108. 119. Stili tettonici <ul><li>Stile a horst e graben </li></ul>Stile apieghe e pieghe-faglie (giurassico): grandi pieghe non molto serrate e faglie sia inverse, sia trascorrenti Stile a pieghe isoclinsali Serrate genesi profonda Stile alpino a falde di ricoprimento
  109. 121. Rift valley
  110. 122. Horst e Graben
  111. 123. Graben in Islanda
  112. 124. Carta geologica
  113. 125. Strutture sedimentarie <ul><li>Caratteristiche d’insieme di un deposito </li></ul><ul><li>Riflettono il processo che le ha generate. </li></ul><ul><li>osservabili in loco e in laboratorio </li></ul><ul><li>Si distinguono tre gruppi fondamentali: </li></ul><ul><li>chimiche fisiche organiche </li></ul>
  114. 126. Strutture fisiche: <ul><li>Stratificazione parallela </li></ul><ul><li>( all’interno degli strati si possono avere casi di laminazione parallela o obliqua) </li></ul>Stratificazione parallela Stratificazione gradata Stratificazione incrociata
  115. 127. <ul><li>Stratificazione gradata </li></ul>
  116. 128. torbiditi <ul><li>Modello tridimensionale ipotetico di come avviene la deposizione di uno strato torbiditico. </li></ul><ul><li>In arancio sabbia, in giallo argilla (disegno non in scala). </li></ul>a - Fondo del mare; b - Corrente di torbida c - Catena appenninica in corso di formazione; d - Nicchia di distacco da cui si genera una prima corrente di torbida al tempo t1; e - Nicchia di distacco da cui si genera una seconda corrente di torbida al tempo t2; f - Livello del mare; g - Singolo deposito torbiditico.
  117. 129. Stratificazione incrociata quando i movimenti dei fluidi producono delle ondulazioni L’analisi dell’incrocio degli strati consente di risalire alla direzione delle correnti o dei venti
  118. 130. Strutture chimiche <ul><li>Singenetiche </li></ul><ul><li>Postgenetiche </li></ul><ul><li>Noduli di manganese/polimetallici ( mm – cm) </li></ul><ul><li>Noduli di selce </li></ul>
  119. 131. Strutture organiche <ul><li>Gallerie </li></ul><ul><li>Piste </li></ul><ul><li>Perforazioni </li></ul><ul><li>stromatoliti </li></ul>
  120. 132. Orme di dinosauri
  121. 133. Sequenza o successione stratigrafica ha lo scopo di ricostruire gli eventi che l’hanno generata <ul><li>Sovrapposizione stratigrafica: </li></ul><ul><li>se grandi eventi non hanno modificato l’ordine degli strati, la loro successione dal basso verso l’alto rappresenta la successione nel tempo degli eventi di sedimentazione </li></ul>Formazione: - litologicamernte omogenea costituita da più starti Distinguibile dai corpi adiacenti successione gruppo formazione strato lamina
  122. 134. concordaza Discordanza angolare Eteropia di facies : le caratteristiche degli strati possono sfumare lateralmente in strati con caratteristiche diverse Lacuna stratigrafica Lacuna stratigrafica
  123. 135. <ul><li>Nello schema stratigrafico sono rappresentati i rapporti geometrici tra le varie unità stratigrafiche dell'area del Foglio. </li></ul>
  124. 136. <ul><li>Nel diagramma cronostratigrafico l'assetto visto nello schema viene rappresentato in una scala temporale (sull'asse verticale). Ogni unita' stratigrafica è così collocata nel tempo e nello spazio. </li></ul>I buchi bianchi rappresentano le cosiddette &quot;lacune&quot; stratigrafiche; si tratta di intervalli di tempo non registrati da sedimenti per non deposizione o per asportazione successiva ad opera di processi erosivi.
  125. 137. <ul><li>Ciclo sedimentario </li></ul><ul><li>Trasgressione e regressione marina </li></ul>Il livello del mare può fluttuare globalmente: a causa di variazioni del volume totale dell'acqua; a causa del cambiamento nella forma dei bacini oceanici; a causa della mobilità verticale della crosta (subsidenza o sollevamento). Le fluttuazioni del mare possono essere positive e negative . Quando il livello aumenta e l'acqua invade le terre emerse si parla di trasgressione , quando invece si ha l' abbassamento del livello del mare si parla di regressione . Gli effetti delle maggiori trasgressioni e regressioni marine in Italia negli ultimi 5 milioni di anni (figg. 1 e 2) .

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