Tettonica e Stratigrafia
Elementi di geologia stratigrafia e
geologia strutturale
A.S. 2007-08
Prof. Augusto Festino
Deformazione delle Rocce
La Deformazione delle Rocce
Le rocce, sottoposte a sforzi (generati da processi
attivi all’interno della terra), possono deformarsi in
maniera:
.Elastica (fragile) Fratturazione
.Plastica Piegamenti
.Elastoplastica Condizioni intermedie
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
Fattori che influenzano il tipo di deformazione in una
roccia
La variazione di questi fattori determina
il formarsi di una faglia o una piega
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.
L’entità 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 l’alto)
Le faglie possono avere dimensioni molto diverse (da pochi centimetri ad
alcuni kilometri)
Le faglie sono associate a deformazioni fragili che portano a rottura
Faglie a piccola scala
Tom Bean
Fig. 10.2
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
Classificazione delle Faglie
Tetto
hanging wall
Letto
footwall
cross section
Classificazione delle Faglie
Tetto
hanging wall
Letto
footwall
cross section
Faglie dirette (Normal Fault)
Tetto
hanging wall
Letto
footwall
cross section
Faglie Inverse (Reverse Fault)
Tetto
hanging wall
Letto
footwall
cross section
Fig. 10.22
Faglia Diretta
Faglia Inversa
Faglia
Trascorrente
Strikeslip
Fault
Gudmundar E. Sigvaldason
Fig. 10.21
Faglia Trascorrente Sinistra
Left-lateral Strike Slip Fault
Faglia trascorrente destra
Right-lateral Strike Slip Fault
map view
Compressione
Azione di forze uguali e opposte che agiscono
l’una contro l’altra
Generano Faglie INVERSE
Tensione (Distensione)
Azione di forze uguali e opposte che
agiscono allontanandosi l’una dall’altra
Generano Faglie DIRETTE
Sforzi tettonici e deformazioni
risultanti
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)
L’espressione morfologica di una Fossa Tettonica
prende il nome di Rift Valley (Africa Orientale, Valle
del Reno, Dorsali Oceaniche)
Rift Valley formata per distensione
Fig. 10.25
Wildrose Graben, Southern California
NASA/TSADO/Tom Stack
Fig. 10.26
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 l’alto
Sinclinali: Hanno la convessità verso il basso
Ampiezza, raggio di curvatura e lunghezza delle
pieghe possono essere molto variabili.
Deformazione duttile (plastica)
• La deformazione è
permanente e non si
annulla quando lo sforzo
applicato viene rimosso
Anticlinali e Sinclinali
Fig. 10.9
Anticlina
le
Axial plane
Bill Evarts
Fig. 10.11
Pieghe a piccola scala
Phil Dombrowski
Fig. 10.1
Sinclinale
rovesciata
Geological Survey of Israel
Fig. 10.13
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 l’una sull’altra.
I terreni sovrascorsi sono detti alloctoni, quelli rimasti
in sede sono detti autoctoni.
L’erosione può creare finestre o scogli tettonici
(klippen)
Sovrascorrimento
Fig. 10.23
French Thrust, Wyoming
Mississippian
Limestone
Cretaceous Shale
Kurt N. Coonstenius
Definizioni
Stratigrafia: disciplina che fornisce gli strumenti
per ricostruire le giaciture originali delle rocce e
l’ordine 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 l’ordine temporale di formazione
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.
Formazione
sedimentaria stratificata
Tom Bean/DRK
Dall’analisi delle formazioni
geologiche sedimentarie è quasi
sempre possibile risalire
all’ambiente di formazione delle
stesse.
Principali Ambienti Sedimentari
Fig. 7.5
Principi di stratigrafia
Si applicano per stabilire:
- se una roccia ha subito spostamenti e/o
deformazioni dal momento della sua formazione
- l’ordine temporale di formazione di rocce
diverse affiancate
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
Principi di Orizzontalità e
Sovrapposizione
Rocce giovani
Rocce Antiche
Jim Steinberg/Photo Researchers
Fig. 9.3b
Principi di orizzontalità originaria
e sovrapposizione
Fig. 9.3a
Trasgressioni: Regressioni e Ingressioni
La sequenza A si forma durante l’abbassamento del livello
del mare (regressione)
La sequenza B si è formata
durante l’innalzamento del
livello del mare (ingressione)
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
Formazione di una discordanza semplice
Sedimentazione degli strati A-D sotto il livello del
mare
Fig. 9.6
Sollevamento ed esposizione di
D all’erosione
Fig. 9.6
L’erosione continuata
rimuove D ed espone C
Fig. 9.6
Abbassamento (subsidenza)
e sedimentazione di E su C
Discordanza:
Superficie di erosione sepolta
Fig. 9.6
Formazione di una Discordanza
Semplice
Fig. 9.6
Formazione di una discordanza angolare
Sedimentazione degli strati A-D sotto il livello del mare
Fig. 9.8
Deformazione ed Erosione
durante il sollevamento delle
montagne
Fig. 9.8
La superificie di erosione
taglia le rocce deformate
Fig. 9.8
Subsidenza e susseguente
deposizione con seppellimento della
superifice di erosione
Discordanza
Angolare
Fig. 9.8
Formazione di una discordanza
angolare (angular unconformity)
Fig. 9.8
La grande discordanza angolare del Gran
Canyon
Geoscience Features Picture Libraryc
Fig. 9.7
Nonconformity in the Grand Canyon
Nonconformity in the Grand Canyon
Arenaria
(~550 milioni di anni )
Scisti
(~1700 milioni di anni)
Ciclo di Hutton
1.
2.
3.
4.
Formazione di rocce
Deformazione di rocce
Erosione di rocce
Formazione di nuove rocce che
ricoprono la superficie di erosione
FINE
