Corso di Geologia Stratigrafica e Sedimentologia
Cap. VII
VII
Cap.
Stratigrafia e Unità di
Classificazione Internazionali
La Stratigrafia è la sub-disciplina delle Scienze Geologiche che studia, descrive e
classifica i corpi sedimentari. Per fare ciò, abbiamo bisogno di adottare dei ‘criteri’
sulla base dei quali operare una classificazione.
Operare una classificazione significa eseguire una catalogazione dei corpi
sedimentari ed una loro conseguente gerarchizzazione
Una classificazione dei corpi sedimentari può essere stabilita in funzione del loro
‘spessore’ che il più delle volte (ma non sempre) è sinonimo dell’importanza
dell’evento sedimentario che lo ha generato.
Per esempio:
- uno strato è il risultato di un singolo evento deposizionale di varia durata (da
geologicamente istantaneo a qualche migliaio di anni);
- un set di strati rappresenta la successione di diversi eventi deposizionali.
strato singolo = unico evento deposizionale
set di strati = più eventi deposizionali
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
a. Classificazione dei corpi sedimentari semplici
definizione
intervallo di spessore
strato
da alcuni centimetri ad alcuni decimetri
banco
da 1 metro ad alcuni metri
mega-strato
da qualche metro a decine di metri
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
a. Classificazione dei contatti stratigrafici
definizione
continuità
contatto
erosivo
caratteristiche
la sedimentazione è continua
la sedimentazione è continua
ma il successivo evento
avviene erodendo parte del
sedimento sottostante
paraconcordanza
discordanza
discordanza angolare
aspetto tipico del contatto
I contatti tra gli strati sono
generalmente netti e tabulari, altra
volte sfumati e/o marcati da una
ripresa della granulometria.
I contatti possono essere
raramente tabulari, più spesso
sono ondulati o concavi. Ciò che si
apprezza è la troncatura erosiva
delle strutture sedimentarie
eventualmente presenti nello strato
sottostante.
la sedimentazione è discontinua
(subisce un’interruzione anche
molto lunga) ma gli strati
sottostanti rimangono paralleli a
quelli soprastanti.
Anche in questo caso la
sedimentazione è discontinua, ma
a causa della deformazione e
successiva erosione degli strati
sottostanti, si forma un contatto di
tipo angolare (gli strati soprastanti
sono sempre orizzontali, quelli
sottostanti sono piegati)
3
2
1
4
3
2
1
9
8
2
1
14
13
12
1
2
3
4
5
6
Formazione di una SUPERFICIE DI DISCORDANZA
I processi che agiscono sui pacchi di rocce sono l’EROSIONE dovuta all’esposizione di
sedimenti marini al di sopra della superficie del mare (sollevamento del continente +
abbassamento del livello del mare), e una nuova SEDIMENTAZIONE, dovuta al
conseguente annegamento e al ripristino di condizioni marine.
PARACONCORDANZA
DISCORDANZA ANGOLARE
La
Sedimentazione
Un’erosione
subsidenzapiù
del
dei
intensa
settore
livelliporta
Aporta
Sollevamento
al di
del livello
del
alla
alla
Dsopra
al
sedimentazione
completa
di sotto
scomparsa
del livello
delmare,
livello
del
di D eE
esposizione
di D
ediconseguente
direttamente
all’incisione
mare
aldel
sopra
livello di
CC
erosione
(PARACONCORDANZA)
Piegamento
Sedimenti
depositati
e deformazione
aledi
Spianamento
Annegamento
e erosivo
deposizione
dei
sotto
sedimenti;
del livello
esposizione
del mare
e
conseguente
formazione
di
sedimenti
più
giovani
aldidi
conseguente
erosione
una
superficie
d’erosione
sopra
della superficie
d’erosione
Paraconcor
danza
Discordanza
angolare
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
b. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione della LITOLOGIA
Un modo per potere distinguere i corpi sedimentari a grande scala è quello di
suddividerli in base alle loro differenze litologiche.
Questo principio è quello che regola la definizione delle
UNITA’ LITO-STRATIGRAFICHE
marne
10 – 100 - 1000 m
Unità 3
calcari
La suddivisione di pacchi di rocce, impilate
secondo una successione stratigrafica,
utilizzando un metodo litostratigrafico è
l’approccio più semplice e diretto che si
possa adottare sul campo.
I limiti di che separano le diverse unità sono
quindi LIMITI DI VARIAZIONE
LITOLOGICA.
sabbie
Unità 2
argille
Unità 1
Alle volte però, l’applicazione del metodo
litostratigrafico non è sufficiente, soprattutto
dove esistono delle successioni poco
spesse (condensate) che riassumono
svariati milioni di anni e che sono
caratterizzate da un’unica litologia.
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
b. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione della LITOLOGIA
Un modo di classificare i corpi sedimentari usando criteri litostratigrafici è la
FORMAZIONE (o unità formazionali)
La FORMAZIONE è una successione di sedimenti, i cui affioramenti sono
riconoscibili e presenti a scala di bacino, caratterizzata da una o più litologie che
la distinguono dalle successioni sotto- e sopra-stanti, la cui età deve essere ben
riconosciuta.
La FORMAZIONE, quando costituita da due o più litologie, può essere
ulteriormente suddivisa in MEMBRI.
La FORMAZIONE assume la denominazione del luogo in cui viene meglio
riconosciuta, descritta e documentata.
Per es.: Formazione dei Galestri; Formazione delle Argille Varicolori; Formazione
del Flysch di Gorgoglione; Formazione del Flysch Numidico; Formazione di Serra
Palazzo; Formazione della Daunia, ecc …
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
b. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione della LITOLOGIA
Esempio di utilizzo di Unità
Litostratigrafiche riconsociute
La suddivisione di pacchi di rocce, impilate
secondo una successione stratigrafica,
utilizzando un metodo litostratigrafico è
l’approccio più semplice e diretto che si
possa adottare sul campo.
I limiti di che separano le diverse unità sono
quindi LIMITI DI VARIAZIONE
LITOLOGICA.
Alle volte però, l’applicazione del metodo
litostratigrafico non è sufficiente, soprattutto
dove esistono delle successioni poco
spesse (condensate) che riassumono
svariati milioni di anni e che sono
caratterizzate da un’unica litologia.
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
c. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione del CONTENUTO IN FOSSILI
Un modo per potere distinguere i corpi sedimentari a grande scala è quello di
suddividerli in base alle loro differenze paleontologiche.
Questo principio è quello che regola la definizione delle
10 – 100 - 1000 m
UNITA’ BIO-STRATIGRAFICHE
Gephyrocapsa
sp. 3
Unità 4
Gephyrocapsa
oceanica
Unità 3
Globorotalia
inflata
Unità 2
Globorotalia
margaritae
Unità 1
Esistono particolari specie di macro- e
micro-fossili che possono scandire la
scala dei tempi geologici in funzione della
loro ‘comparsa’ e della loro conseguente
‘scomparsa’ (o estinzione).
Il ritrovamento o la perdita di una o più
specie, ci può fornire la possibilità di
suddividere una successione stratigrafica
in differenti unità, che vengono chiamate
unità biostratigrafiche. Ognuna di esse è
caratterizzata da una determinata
associazione paleo-faunistica.
Unità fondamentali di
classificazione stratigrafica
c. Classificazione dei corpi
sedimentari in funzione del
CONTENUTO IN FOSSILI
Esempio di utilizzo di Unità
Bio-stratigrafiche
riconosciute per l’intervallo
Pliocene-Pleistocene
In questo esempio, il limite tra il
Pliocene superiore ed il
Pleistocene non coincide con una
variazione di litologia ma con una
differenza nelle associazioni
faunistiche planctoniche
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
d. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione della loro ETA’ ASSOLUTA
Un modo per potere distinguere i corpi sedimentari a grande scala è quello di
suddividerli in base alle loro differenze di età, calcolate con metodi assoluti.
Questo principio è quello che regola la definizione delle
UNITA’ CRONO-STRATIGRAFICHE
10 – 100 - 1000 m
calcari
Unità 2
Essa impiega elementi naturali radioattivi
come il rubidio-87 (87Rb) che perdendo un
elettrone si trasforma in stronzio-87 (87Sr).
marne
Un altro elemento, molto abbondante nelle
rocce è il carbonio-14 (14C).
Unità 1
flysch
La datazione assoluta delle rocce avviene
attraverso l’utilizzo della DATAZIONE
RADIOMETRICA (o isotopica).
Ogni atomo possiede un TEMPO DI
DECADIMENTO RADIOATTIVO
La datazione delle rocce avviene
misurando questo tempo, risalendo al
momento in cui l’atomo ha avuto origine.
Principali elementi radioattivi utilizzati nella datazione radiometrica
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
e. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione dei loro caratteri PALEOMAGNETICI
Un ulteriore modo per potere distinguere i corpi sedimentari a grande scala è quello
di suddividerli in base alle loro differenze di paleomagnetismo misurate all’interno
dei sedimenti.
Questo principio è quello che regola la definizione delle
UNITA’ MAGNETO-STRATIGRAFICHE
Unità 11
Durante la sua evoluzione geologica, il globo
Unità 10
terrestre ha progressivamente invertito
Unità 9
Unità 8
l’orientazione del suo proprio campo
magnetico.
10 – 100 - 1000 m
Unità 7
Unità 6
Unità 5
Unità 4
Queste inversioni possono essere state
registrate dai sedimenti particellari fini.
Se la sedimentazione avviene in condizioni
Unità 3
di quiescenza, ogni singola particella (‘ferro-
Unità 2
sensibilie’) può orientarsi verso il nord
comportandosi come l’ago di una bussola.
Unità 1
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
f. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione delle loro DISCORDANZE
Un modo per potere distinguere i corpi sedimentari a grande scala è quello di
suddividerli in base alla presenza di superfici di DISCORDANZA di carattere
regionale (riconoscibili a scala di bacino).
Queste unità si chiamano SINTEMI (suddivisibili in SUB-SINTEMI) e devono essere
comprese alla base ed al tetto da SUPERFICI DI DISCORDANZA.
Questo principio è quello che regola la definizione delle
UNITA’ SINTEMICHE
sintema 4
super-sintema 2
10 – 100 - 1000 m
sintema 3
Nessun significato o
interpretazione è data ai pacchi di
roccia compresi tra due superfici
di discordanza (sintemi).
sintema 2
super-sintema 1
sintema 1
Questo tipo di suddivisione si
basa esclusivamente sui caratteri
fisici delle rocce (litologia e
superfici di discontinuità
stratigrafica).
Ovviamente, tutte le rocce
comprese all’interno di un singolo
sintema devono essere
ISOCRONE, devono cioè avere
la stessa età.
Se tra due discordanze esistono
rocce d’età differente
(DIACRONE) allora le unità
sintemiche non possono essere
utilizzate!
Unità fondamentali di classificazione stratigrafica
f. Classificazione dei corpi sedimentari in funzione delle loro DISCORDANZE
Un altro modo per potere distinguere i corpi sedimentari a grande scala è quello di
suddividerli in base alla presenza di superfici di DISCORDANZA di carattere
regionale (riconoscibili a scala di bacino).
Queste unità si chiamano Unità a Limiti Inconformi o UBSU (Unconformity Bounded
Stratigraphic Units) devono essere comprese alla base ed al tetto da SUPERFICI DI
DISCORDANZA (Unconformity).
Questo principio è quello che regola la definizione delle
UNITA’ a LIMITI INCONFORMI
UBSU
Stratigrafia Sequenziale (cenni)
La Stratigrafia Sequenziale si basa sul seguente concetto:
Nelle aree marine, la sedimentazione dei grossi sistemi deposizionali avviene
secondo una natura ciclica, poiché essa è legata alle oscillazioni cicliche del livello
del mare relativo.
Che cosa si intende per livello del mare relativo?
Per RELATIVO LIVELLO DEL MARE si intende la combinazione dei movimenti
prodotti dallo spostamento verticale del continente (subsidenza e sollevamento) con
le oscillazioni del livello del mare (eustatismo).
Questa azione combinata produce una curva che viene chiamata CURVA DI
OSCILLAZIONE RELATIVA DEL LIVELLO DEL MARE
oscillazione relativa
del livello del mare
tempo
oscillazione relativa
del livello del mare
stazionamento alto
del livello del mare
(highstand)
tempo
caduta relativa del
livello del mare
stazionamento basso
del livello del mare
(lowstand)
Formazione di una
DISCORDANZA
L’unità fondamentale della Stratigrafia Sequenziale è la SEQUENZA DEPOSIZIONALE
Una SEQUENZA DEPOSIZIONALE è data da una successione di sedimenti,
geneticamente legati tra di essi, che sono compresi alla base ed al tetto da superfici di
discordanza e che rappresentano un ciclo completo di oscillazione del relativo livello
del mare.
Una SEQUENZA DEPOSIZIONALE può essere suddivisa in systems tract.
Ogni systems tract (composto a sua volta da sistemi deposizionali) si forma durante un preciso
momento della curva di oscillazione relativa del livello del mare.
systems tract di
trasgressione
(transgressive
systems tract)
systems tract di
stazionamento
basso (lowstand
systems tract)
systems tract di
stazionamento alto
(highstand systems
tract)
