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Tettonica e Stratigrafia Elementi di geologia stratigrafia e geologia strutturale A.S. 2007-08 Prof. Augusto Festino.

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1 Tettonica e Stratigrafia Elementi di geologia stratigrafia e geologia strutturale A.S Prof. Augusto Festino

2 Deformazione delle Rocce

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4 La Deformazione delle Rocce Le rocce, sottoposte a sforzi (generati da processi attivi allinterno della terra), possono deformarsi in maniera:.Elastica (fragile) Fratturazione.Plastica Piegamenti.Elastoplastica Condizioni intermedie

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7 Fattori che influenzano il tipo di deformazione in una roccia 1. Natura della roccia 2. Pressione litostatica (rocce sovrastanti) 3. Temperatura 4. Presenza di fluidi circolanti 5. Velocità dello sforzo applicato A basse Pressioni e Temperature, le rocce tendono a deformarsi elasticamente, ad alte P e T tendono a deformarsi plasticamente

8 Fattori che influenzano il tipo di deformazione in una roccia La variazione di questi fattori determina il formarsi di una faglia o una piega

9 Le Faglie Per FAGLIA si intende una frattura nella roccia con spostamento relativo delle parti (a destra e a sinistra della frattura) La superficie lungo cui si verifica il taglio è chiamata Piano di Faglia. Lentità dello spostamento è detta Rigetto. Se il Piano di faglia è inclinato, i due blocchi si distinguono in Tetto (quello che guarda verso il basso) e Letto (quello che guarda verso lalto) Le faglie possono avere dimensioni molto diverse (da pochi centimetri ad alcuni kilometri) Le faglie sono associate a deformazioni fragili che portano a rottura

10 Faglie a piccola scala Tom Bean Fig. 10.2

11 Tipi di Faglie Faglia Diretta: Ha il Tetto ribassato rispetto al Letto e testimonia una distensione del tratto di crosta. Faglia Inversa: Ha il Letto ribassato rispetto al Tetto e testimonia una compressione del tratto di crosta Faglia Trascorrente: Ha il piano di rottura verticale ma il movimento delle parti è orizzontale (lungo il piano) Faglia verticale: ha il piano di rottura verticale ed il movimento è verticale

12 Classificazione delle Faglie Tetto hanging wall Letto footwall cross section

13 Classificazione delle Faglie Tetto hanging wall Letto footwall cross section

14 Faglie dirette (Normal Fault) Letto footwall Tetto hanging wall cross section

15 Faglie Inverse (Reverse Fault) Letto footwall Tetto hanging wall cross section

16 Fig

17 Faglia Diretta

18 Faglia Inversa

19 Gudmundar E. Sigvaldason Fig Faglia Trascorrente Strike- slip Fault

20 Faglia Trascorrente Sinistra Left-lateral Strike Slip Fault

21 Faglia trascorrente destra Right-lateral Strike Slip Fault map view

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25 Compressione Azione di forze uguali e opposte che agiscono luna contro laltra Generano Faglie INVERSE

26 Tensione (Distensione) Azione di forze uguali e opposte che agiscono allontanandosi luna dallaltra Generano Faglie DIRETTE

27 Sforzi tettonici e deformazioni risultanti

28 Fosse Tettoniche Una associazione di faglie dirette costituita da due sistemi paralleli di faglie con interposta una parte di crosta ribassata, prende il nome di Graben o Fossa Tettonica Più Graben paralleli possono essere separati da Pilastri Tettonici (Horst) Lespressione morfologica di una Fossa Tettonica prende il nome di Rift Valley (Africa Orientale, Valle del Reno, Dorsali Oceaniche)

29 Fig Rift Valley formata per distensione

30 Wildrose Graben, Southern California

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32 NASA/TSADO/Tom Stack Fig

33 Le Pieghe Sono deformazioni continue che si verificano nelle rocce quando assumono un comportamento plastico (rocce tenere, ben stratificate, ad alta T) Si dividono in: Anticlinali: Hanno la convessità verso lalto Sinclinali: Hanno la convessità verso il basso Ampiezza, raggio di curvatura e lunghezza delle pieghe possono essere molto variabili.

34 Deformazione duttile (plastica) La deformazione è permanente e non si annulla quando lo sforzo applicato viene rimosso

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36 Anticlinali e Sinclinali Fig. 10.9

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38 Bill Evarts Axial plane Anticlina le Fig

39 Phil Dombrowski Fig Pieghe a piccola scala

40 Sinclinale rovesciata Geological Survey of Israel Fig

41 Sovrascorrimenti e Falde Spinte laterali nella crosta terrestre intense e prolungate, possono determinare rovesciamenti di pieghe e/o accavallamenti di faglie inverse. In tal caso si parla di Sovrascorrimento. Se il sovrascorrimento interessa intere regioni (da decine a centinaia di kilometri), si parla di falde o coltri di ricoprimento, accavallate luna sullaltra. I terreni sovrascorsi sono detti alloctoni, quelli rimasti in sede sono detti autoctoni. Lerosione può creare finestre o scogli tettonici (klippen)

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43 Sovrascorrimento Fig

44 French Thrust, Wyoming Cretaceous Shale Mississippian Limestone Kurt N. Coonstenius

45 Definizioni Stratigrafia: disciplina che fornisce gli strumenti per ricostruire le giaciture originali delle rocce e lordine in cui si sono formate nel tempo Tettonica: disciplina che studia le deformazioni che si possono manifestare nel tempo in una successione di rocce Entrambe servono a ricostruire le forme tridimensionali dei corpi rocciosi (originarie o acquisite), i loro rapporti reciproci e lordine temporale di formazione

46 Formazione Geologica Corpo roccioso avente natura litologica uniforme, distinto dai corpi circostanti, riferito ad uno specifico ambiente di formazione. Pur esistendo Formazioni Ignee e Formazioni Metamorfiche, di solito ci si riferisce a Formazioni Sedimentarie Una formazione di rocce sedimentarie può apparire massiva oppure stratificata.

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48 Formazione sedimentaria stratificata Tom Bean/DRK

49 Dallanalisi delle formazioni geologiche sedimentarie è quasi sempre possibile risalire allambiente di formazione delle stesse.

50 Fig. 7.5 Principali Ambienti Sedimentari

51 Principi di stratigrafia Si applicano per stabilire: - se una roccia ha subito spostamenti e/o deformazioni dal momento della sua formazione - lordine temporale di formazione di rocce diverse affiancate

52 Principi di stratigrafia Principio di orizzontalità originaria I sedimenti si depositano, di regola, in strati orizzontali Principio di sovrapposizione stratigrafica Ogni strato è più antico dello strato soprastante e più recente di quello sottostante Principio di intersezione Rocce o faglie che tagliano altre rocce sono più giovani di quelle

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54 Fig. 9.3b Jim Steinberg/Photo Researchers Rocce Antiche Rocce giovani Principi di Orizzontalità e Sovrapposizione

55 Principi di orizzontalità originaria e sovrapposizione Fig. 9.3a

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57 La sequenza A si forma durante labbassamento del livello del mare (regressione) Trasgressioni: Regressioni e Ingressioni

58 La sequenza B si è formata durante linnalzamento del livello del mare (ingressione)

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61 Lacune e Discordanze Interruzioni nella continuità della sedimentazione (ad es. per provvisoria emersione ed erosione) creano delle lacune stratigrafiche. Gli strati a contatto in corrispondenza della lacuna possono 1.Essere paralleli Discordanza semplice 2.Non essere paralleli (ad es. per una deformazione intervenuta nel frattempo negli strati inferiori) Discordanza angolare. 3.Non stratificati (solitamente quelli sottostanti) Nonconformity

62 Formazione di una discordanza semplice Sedimentazione degli strati A-D sotto il livello del mare Fig. 9.6

63 Sollevamento ed esposizione di D allerosione

64 Fig. 9.6 Lerosione continuata rimuove D ed espone C

65 Fig. 9.6 Discordanza: Superficie di erosione sepolta Abbassamento (subsidenza) e sedimentazione di E su C

66 Formazione di una Discordanza Semplice Fig. 9.6

67 Fig. 9.8 Formazione di una discordanza angolare Sedimentazione degli strati A-D sotto il livello del mare

68 Fig. 9.8 Deformazione ed Erosione durante il sollevamento delle montagne

69 Fig. 9.8 La superificie di erosione taglia le rocce deformate

70 Fig. 9.8 Subsidenza e susseguente deposizione con seppellimento della superifice di erosione Discordanza Angolare

71 Formazione di una discordanza angolare (angular unconformity) Fig. 9.8

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73 Fig. 9.7 La grande discordanza angolare del Gran Canyon Geoscience Features Picture Libraryc

74 Nonconformity in the Grand Canyon

75 Scisti (~1700 milioni di anni) Arenaria (~550 milioni di anni )

76 Ciclo di Hutton 1.Formazione di rocce 2.Deformazione di rocce 3.Erosione di rocce 4.Formazione di nuove rocce che ricoprono la superficie di erosione

77 FINE


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