fratture e faglie

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE
A.A. 2012-13
Corso di
GEOLOGIA STRUTTURALE
Docente: Antonio Funedda
FRATTURE E FAGLIE - I
Geologia Strutturale
Nomenclatura
FRATTURE E FAGLIE
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Il termine Frattura include :
•Faglie •Giunti o Diaclasi (giunti di frattura o fratture in s.s.)
•Clivaggio in vecchi testi
•Vene
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Geologia Strutturale
FRATTURE
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Giunti o diaclasi: discontinuità lungo le quali un ammasso roccioso perde di continuità, senza che un blocco si muova rispetto all’altro lungo la discontinutà (Fratture di Tipo I e Tipo IV), se la discontinuità è riempita di materiale si chiameranno vene.
Faglie: discontinuità lungo le quali un ammasso roccioso perde di continuità, e un blocco si è
mosso rispetto all’altro (Tipo II e Tipo III).
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
FRATTURE
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Orientazione dei vari tipi di frattura rispetto al campo degli sforzi principali
da Fossen, 2010
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Geologia Strutturale
FRATTURE
GIUNTI
Geologia Strutturale
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FAGLIE
FRATTURE
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Una roccia si frattura quando lo sforzo differenziale a cui è sottoposta è superiore alla
sua resistenza alla deformazione
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FRATTURE
Geologia Strutturale
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Una roccia si frattura quando lo sforzo differenziale a cui è sottoposta è superiore alla
sua resistenza alla deformazione
FRATTURE
Geologia Strutturale
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I criteri di rottura
criteri di rottura sono equazioni che permettono di definire sia lo stato di sforzo al punto di rottura, sia l ’orientazione delle fratture
e quindi mettono in condizione di punto di rottura
prevedere se un certo stato di sforzo causerà o meno la rottura e che tipi di fratture si svilupperanno .
CRITERIO DI ROTTURA DI COULOMB (1773)
 f  c   nf
resistenza al taglio
coesione
coefficiente
d'attrito interno
  tan 
angolo d'attrito interno o di
resistenza al taglio
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FRATTURE
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Geologia Strutturale
FRATTURE
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CRITERIO DI ROTTURA DI COULOMB (1773)
 f  c   nf
Quando lo stato di sforzo su una roccia è tale che su un piano con una certa orientazione le componenti dello sforzo soddisfano l'equazione, una frattura di taglio si svilupperà su quel piano
Interpretazione fisica
Per sviluppare un piano di taglio entro a un corpo devono essere superate due resistenze: 1. La coesione "c" è la resistenza alla fratturazione per taglio su un piano sul quale lo sforzo normale è
nullo; è determinata dall’attrazione intermolecolare, che va superata per creare la frattura.
2. La resistenza al movimento che è uguale alla componente dello sforzo normale sulla superficie al
punto di rottura per il coefficiente di attrito interno del materiale.
c e μ (coesione e coefficiente di attrito interno) sono due costanti caratteristiche di ciascun materiale che caratterizzano le proprietà del materiale portato a rottura;
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LIMITI DEL CRITERIO DI ROTTURA DI COULOMB (1773)
•Il criterio di Coulomb non è applicabile con sforzi normali a trazione.
•Anche per sforzi normali compressivi il criterio non è esente da critiche: per le rocce l’inviluppo sperimentale è sensibilmente curvo e per alti valori di pressione di confinamento si discosta in modo notevole dall’inviluppo di Coulomb.
•Le terre invece hanno sviluppi di rottura sensibilmente rettilinei; per cui il criterio di Coulomb è
universalmente adottato in geotecnica.
•c e  non rappresentano caratteristiche fisiche del terreno, ma sono costanti della retta che approssima l'inviluppo di rottura nel settore tipico della compressione per basse pressioni di confinamento (inferiori al limite di snervamento).
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FRATTURE
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FRATTURE
Geologia Strutturale
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Orientazione dei vari tipi di frattura rispetto al campo degli sforzi principali
Sforzo di taglio critico in casi reali
t*
Perché l'angolo di frattura αf invece che essere = 45°, angolo in cui lo σt è
massimo, nei materiali reali è in genere inferiore?
αf dipende dall’ottimizzazione dei valori per cui σN è minimo e σt è
massimo
da Twiss & Moores, 1992
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FRATTURE
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Valori indicativi di resistenza delle rocce ad alta e bassa pressione di confinamento e a temperatura ambiente.
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FRATTURE
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Crescita e propagazione dei fratture di estensione e di taglio
σ1
σ3
Lo sviluppo di fratture, sia di estensione che di taglio, avviene per connessione di microfratture preesistenti nella roccia, quando queste sono orientate in maniera adeguata rispetto al campo di sforzi generale.
scala submillimetrica
σ3
σ1
scala centimetrica
da Fossen, 2010
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FRATTURE
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Principio degli sforzi efficaci
Terzaghi trovò che una pressione dell’acqua u nei pori di una terra o di una roccia causa una riduzione dell’intensità degli sforzi principali di una quantità uguale a u (Concetto di Pressione efficace).
σ 1' = σ 1 ‐ u
σ 2' = σ 2 ‐ u
σ 3' = σ 3 ‐ u
La Pressione efficace è la pressione effettiva che agisce sulle pareti degli interstizi tra i granuli, ed è data dalla Pressione idrostatica – Pressione neutra
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FRATTURE
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Cerchio di Mohr per sforzi totali e per sforzi efficaci
Lo sforzo differenziale (Dσ = σ1‐σ3) non è
influenzato dalle pressioni neutre, infatti
 '1  '3  ( 1  u )  ( 3  u )
E così anche lo sforzo di taglio massimo (p= raggio del cerchio di Mohr)
p
1   3
2
Al contrario lo sforzo normale medio efficace σ' dipenderà dalle pressioni neutre (σ'= coordinate del cerchio di Mohr)
 '
 '1  '3
2

 '1 u    '3 u    1   3   u
Geologia Strutturale
2
FRATTURE
2
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Cerchio di Mohr per sforzi totali e per sforzi efficaci
Il cerchio di Mohr per sforzi efficaci ha lo stesso raggio di quello per sforzi totali, ma è
spostato lungo l ’asse degli sforzi normali verso sinistra di una quantità uguale alla pressione neutra e quindi facilita il verificarsi del criterio di rottura per fratture di estensione
da Twiss & Moore, 1992
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FRATTURE
Geologia Strutturale
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Criterio di rottura di Coulomb -Terzaghi
 f  c'  nf  U tg '
Il criterio di Coulomb è scritto più propriamente in termini di tensioni efficaci:
Uno degli effetti principali dell'incremento della pressione neutra è la riduzione della resistenza al taglio e degli sforzi principali a rottura
FRATTURE
Geologia Strutturale
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Effetti della pressione neutra
•L’aumento della pressione neutra determina uno spostamento verso sinistra del cerchio di Mohr, che corrisponde a un avvicinamento allo stato limite rappresentato dall'inviluppò del criterio di rottura. •Se l’aumento della pressione neutra è
sufficientemente elevato il cerchio di Mohr può dventare tangente all’inviluppo di rottura.
• Il tipo di fratture che si svilupperanno dipenderà dal valore dello sforzo differenziale (diametro del cerchio di Sforzo efficace
Sforzo applicato
Mohr). (vedi diapositiva successiva)
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Geologia Strutturale
FRATTURE
Effetti della pressione neutra
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Sforzo efficace
Sforzo applicato
•Se lo sforzo differenziale è piccolo, come comunemente accade nella crosta, si svilupperanno
fratture di tensione.
•Con elevate pressioni neutre può svilupparsi fratturazione di estensione anche a grande profondità.
• Se invece lo sforzo differenziale è relativamente grande, si svilupperanno fratture di taglio.
Geologia Strutturale
FRATTURE
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Conclusioni su: Effetti della pressione neutra
(in ambito non metamorfico)
•Abbassa lo sforzo differenziale necessario per causare la rottura.
•Permette la fratturazione a profondità alle quali la roccia o sarebbe stabile o si troverebbe in regime deformativo duttile.
•Cambia il tipo di deformazione: da flusso cataclastico a scorrimento lungo una frattura. •Il massimo sforzo di taglio che può essere sopportato da una terra è determinato più dalle condizioni in cui la deformazione si realizza (pressione media e quindi anche pressione dei fluidi) che dalle proprietà intrinseche del materiale.
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Geologia Strutturale
FRATTURE E FAGLIE
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Geologia Strutturale
FRATTURE E FAGLIE
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giunto
faglia
vena
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FRATTURE O GIUNTI
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•Plumose structure
foto da Nova geoblog
Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Cronologia di sovrapposizione: criteri
Morfologia della superficie di un giunto
B
•Plumose structure (A)
A
direzione di
propagazione
•Fratture coniugate (B)
da Allmendinger
•Spostamento anche a scala microscopica
•Slickenline.
da Van Der Pluijm & Marshak
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FRATTURE O GIUNTI
Geologia Strutturale
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Importanza dello studio dei sistemi di frattura
• nell’attività estrattiva;
• nell’ingegneria civile;
• nell’analisi della circolazione delle acque;
• nei giacimenti minerari legati a circolazione idrotermale.
Nonostante siano diffusi ovunque negli ammassi rocciosi superficiali, ed abbiano grossa importanza nella pratica, in genere non è semplice analizzarli
• età difficilmente determinabile;
• in genere riattivati più volte;
• molti meccanismi di origine possibili;
•giunti legati ad attività tettonica e giunti non connessi ad attività tettonica;
•si presentano spesso in sistemi: insiemi di famiglie di giunti paralleli e spaziati..
•Diminuiscono di importanza in profondità: massima profondità circa 6 km, per pressioni di circa 40MPa.
Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Come affrontare lo studio delle fratture
•
Distinguere se le fratture hanno una disposizione sistematica (si possono riconoscere famiglie di giunti, ecc.).
•
Presenza o assenza di riempimento o patine.
•
Orientazione delle varie famiglie, interazione.
•
Relazioni di sovrapposizione (permettono di definire l'età).
•
Descrivere la morfologia della frattura.
•
Dimensioni delle fratture (Aspect ratio).
•
Spaziatura e densità.
•
Quali litologie sono interessate e come (relazione tra spaziatura fratture e spessore strati).
•
Connessione tra le fratture.
•
Relazione con le altre strutture.
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Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Cronologia di sovrapposizione: criteri
•Presenza o assenza di riempimento o patine.
In presenza di vene, eventuali fratture sub‐parallele senza riempimento sono da considerarsi più giovani. Anche la presenza di colorazione (patine di ossidazioni) sono da considerarsi come traccia di fluidi.
Analisi più sofisticate includono lo studio delle inclusioni fluide all’interno delle vene.
•Aspect ratio delle fratture.
Poiché spesso le descrizioni della forma delle fratture può essere troppo soggettiva è meglio definire dei valori numerici che descrivano la geometria delle fratture.
•Interazione tra fratture di sistemi diversi.
Nel caso di Giunti: rapporto tra Lunghezza e ampiezza del vuoto
Nel caso di fatture di taglio (Faglie): rapporto tra lunghezza e
rigetto.
Spesso nell'analisi di sovrapposizione cronologica tra diversi giunti di fratturazione vale la regola per cui un giunto più giovane si blocca contro uno più vecchio in quanto questo costituisce una superficie libera dove non esistono componenti dello sforzo. Spesso assumono una terminazione a J curvandosi verso la superficie libera.
Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
giunto vecchio
giunto giovane
da Allmendinger
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Cronologia di sovrapposizione: criteri
Modalità di terminazione di fratture di taglio (faglie)
Ri‐orientazione locale della direzione di propagazione dei una frattura in prossimità di una frattura preesistente.
La nuova frattura cresce verso quella preesistente cercando di mantenere un angolo di 90° con σ3. a) La geometria suggerisce che σ1 sia compressivo con raccorciamento parallelo alla vecchia frattura. b) Se la nuova frattura curva contro la precedente σ1 e σ3 sono probabilmente simili in dimensione e l’estensione è
parallela alla frattura vecchia.
da Fossen, 2010
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Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Cronologia di sovrapposizione: criteri
•Interazione tra fratture di sistemi diversi.
Caso presentato a studenti di geologia da Price.
da Price & Cosgrove
Fratture
Geologia Strutturale
Cronologia di sovrapposizioni: criteri
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•Interazione tra fratture di sistemi diversi.
L’opzione 7 è in genere quella che la maggior parte di noi geologi (sbagliando) sceglie dopo aver perso un po’ di tempo ad osservare affioramenti simili.
da Price & Cosgrove,
La maggior parte ritiene più probabile l’opzione 2, perché? A prima vista 1‐1a e 2‐2a sono dislocate da 3a perciò A è più vecchio di C. B più giovane perché non dislocato. In realtà 4a non è dislocato, in 5 il movimento è opposto a quello di 1‐1a. Quindi A non è dislocato da C e 1 e 1a sono fratture diverse più giovani di 3a. Osservando il dettaglio in (b) si vede che il sistema B è fatto di vene e le fratture coniugate indicano uno spostamento dell'alto verso destra. Quindi sembrerebbe valida l'opzione 4. Le relazioni tra 1a e 3c non sono però coerenti. L'assunto che tutte le fratture parallele siano coeve è probabilmente sbagliato! In realtà è probabile che le fratture più lunghe siano le più vecchi dello stesso sistema, e quindi bisogna individuare diversi sistemi, paralleli, ma di età diversa.
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Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Esfoliazione cipollare dovuta alla diminuzione del carico litostatico
Meccanismo di formazione:
1. controllo esercitato dalla topografia sulla loro orientazione.
2. i giunti di esfoliazione influenzano la topografia.
da Allmendinger
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Giunti da scarico (unloading joint)
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FRATTURE O GIUNTI
Geologia Strutturale
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Quali litologie sono interessate e come (relazione tra spaziatura fratture e spessore strati).
Poiché le arenarie possono sopportare uno D maggiore di una argillite, a parità di sovraccarico (overburden) le prime hanno un σ3 minore e quindi necessitano di una pressione neutra u minore per raggiungere la fratturazione idraulica.
FRATTURE O GIUNTI
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Fratturazione idraulica
•In bacini sedimentari tettonicamente "quiescenti" per profondità inferiori a 3 km: u < Pidrost.
Peff = Pidrost ‐ Pfluidi
•Se aumenta la profondità la u aumenta più
velocemente di 3 ‐> la compattazione e l'effetto termico dell'acqua provocano la
Fratturazione idraulica •Le differenti caratteristiche meccaniche delle rocce influenzano la comparsa di giunti di fratturazione.
Poiché le arenarie possono sopportare uno D maggiore di una argillite, a parità di sovraccarico (overburden) le prime hanno un σ3 minore e quindi necessitano di una pressione neutra u minore per raggiungere la fratturazione idraulica.
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Geologia Strutturale
Giunti colonnari
FRATTURE O GIUNTI
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Sono sistemi di frattura tipici in rocce vulcaniche che isolano elementi colonnari a base prismatica (esagonale).
Lo sforzo che li origina è dovuto a:
• raffreddamento (contrazione termica): maggiore nel corpo vulcanico che nelle rocce adiacenti • effetto di saldatura tra il corpo vulcanico e le rocce incassanti: impedisce qualsiasi spostamento relativo.
Ne consegue che:
N è parallelo al contatto basale, è tensile nella vulcanite parallelo alle isoterme durante il raffreddamento, bilanciato da un N compressivo nella roccia incassante. Essendo le rocce più facilmente deformabili per uno sforzo tensile, il corpo vulcanico si frattura perpendicolarmente alle superfici isoterme. La forma esagonale è quella che permette un sistema di giunti più "compatto". La contrazione termica è dovuta sia al coeff. di espansione termica del materiale, che alla differenza di temperatura.
Per contrazione legata a essiccamento si formano in maniera analoga i "mud‐cracks"
Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Per contrazione legata ad "essiccamento" con geometria analoga ai giunti colonnari si formano i "mud‐cracks"
Strutture da "essiccamento" (mud‐cracks) nella successione cretacica della Sardegna centrale
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FRATTURE O GIUNTI
Geologia Strutturale
Giunti colonnari
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Colata lavica eruttata a 1020°C
da Allmendinger
La colata lavica si raffredda a 20°C.
La deformazione, quindi la formazione di fratture, legata alla variazione di temperatura è data da
e= α ΔT,
dove α è il coefficiente di espansione termica
Considerando α =2,5 x 10‐6°C‐1 e un ΔT= ‐1000°C => e = 2,5 x 10‐6 °C‐1 x ‐1000 °C Se la lunghezza iniziale della colata è 1000 m, allora l'elongazione subita sarà: e
w f  wi
wi

w
 w  ewi  2,5  10 3  2,5m
wi
I giunti si formano perché la colata si raccorcia di 2,5 m. Poiché il flusso è saldato alla base, non può raccorciarsi uniformemente in maniera continua (duttile) ma si suddividerà in colonne. Sommando tutti gli spazi che si formano tra le colonne in una colata lunga 1000m questi equivalgono a 2,5 m Geologia Strutturale
FRATTURE O GIUNTI
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Spaziatura dei giunti
Esiste un rapporto tra spaziatura dei giunti e spessore dello strato fratturato
cambia lo
spessore di
argilliti
intercalate
Probabili cause:
•Pressione dei fluidi u
rapporto tra decremento della u in un area dove si forma la rottura in rapporto alla permeabilità della roccia.
da Twiss & Moores, 1992
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Geologia Strutturale
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Relazione tra fratture ed altre strutture geologiche
Le fratture spesso sono sono delle strutture deformative secondarie di altre strutture. Quando la stessa roccia è interessata da diverse fratture indicative di contesti strutturali differenti ad esempio in seppellimento ed in sollevamento. Strutture duttili prima di fragili.
Fratture associate a Faglie
Spesso le Faglie sono accompagnate da fratture di taglio coniugate che si sviluppano in aree adiacenti. Di questo tipo sono anche le tension gash e altre
da Twiss & Moores, 1992
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Relazione tra fratture ed altre strutture geologiche
Fratture associate a Faglie
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Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Relazione tra fratture ed altre strutture geologiche
Fratture associate a Faglie
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Relazione tra fratture ed altre strutture geologiche
Fratture associate a Faglie
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Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Relazione tra fratture ed altre strutture geologiche
Fratture associate a Pieghe
da Twiss & Moores, 1992
Due sistemi coniugati: •Ortogonali alla stratificazione; • con angoli minori di 45° rispetto a 1
b = parallelo all’asse della piega;
a = perpendicolare a b e contenuto sul piano della stratificazione;
c = perpendicolare ad a e b.
Le proiezioni stereografiche mostrano l’orientazione del sistema di coordinate, la stratificazione se non orizzontale (linee a punto) e le fratture (linee continue)
Geologia Strutturale
Relazioni geometriche
VENE
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Van der Pluijm & Marshak
Disposizione planare
Baccu Olioni, Villaputzu
Disposizione "stockwork"
Porto su Tramatzu, Villaputzu
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Geologia Strutturale
Relazioni geometriche
VENE
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Sistema di vene planari composto da due famiglie ortogonali
Torre dei Corsari, Sant'Antonio di Santadi
Geologia Strutturale
Caratteristiche riempimento
VENE
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da Van der Pluijm & Marshak
Riempimento granulare
Limousin, Francia
Riempimento con fibre
Baccu Trebini, Villaputzu
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Geologia Strutturale
VENE
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•Le caratteristiche del riempimento (accrescimento in fibre) possono registrare stati dello strain incrementale.
da Allmendinger
•Le inclusioni fluide nelle vene registrano le condizioni termo‐bariche del momento in cui si sono formate le vene.
Geologia Strutturale
VENE
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•E’ importante distinguere il tipo di materiale che forma le vene.
da Allmendinger
Materiale nella vena con diversa composizione di quello della roccia incassante
Materiale nella vena con stessa composizione di quello della roccia incassante (es.: vene di calcite in un calcare)
N.B. Le fibre delle vene non sono deformate, ma crescono durante la deformazione.
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Geologia Strutturale
Geologia Strutturale
VENE Tension gashes
VENE (Tension gashes)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
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Geologia Strutturale
VENE (Tension gashes)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
VENE (Tension gashes)
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da Allmendinger
Geologia Strutturale
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Geologia Strutturale
VENE (Tension gashes)
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da Mercier & Vergely
Geologia Strutturale
Definizioni
FAGLIE
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‐ Una superficie lungo cui si può individuare un movimento. ‐ Un volume tabulare di roccia con una superficie di scorrimento centrale formata per un intensa fratturazione di taglio ed un volume di roccia circostante interessato da una deformazione fragile meno intensa dovuta alla faglia.
‐ Una discontinuità (frattura) con un movimento parallelo alla superficie dove domina un meccanismo deformativo fragile.
‐ Una zona di faglia è data da una serie di faglie o superfici di taglio subparallele
sufficientemente vicine da definire una zona.
da Twiss & Moores, 1992
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Geologia Strutturale
Definizioni
FAGLIE
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Un volume tabulare di roccia con una superficie di scorrimento centrale (core) formata per un intensa fratturazione di taglio ed un volume di roccia circostante (damage zone) interessato da una deformazione fragile meno intensa dovuta alla faglia.
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
FAGLIE
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
DEFINIZIONI GEOMETRICHE
Quando una faglia non è verticale il blocco sopra la superficie di faglia è detto tetto (hangingwall), il blocco sottostante è detto letto (footwall). da Twiss & Moores, 1992
Faglie con spostamenti verticali (dirette o inverse), con spostamenti orizzontali (trascorrenti) o con spostamenti obliqui o rotazionali.
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FAGLIE
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Rigetto delle Faglie
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Geologia Strutturale
Strutture estensionali o di raccorciamento
Geologia Strutturale
da Fossen, 2010
RD Rigetto parallelo alla direzione della faglia (Strike Separation) e RP Rigetto pendenza (Dip
Separation)
Il rigetto pendenza sul piano verticale si scompone in:
Throw Rigetto verticale e Heave Rigetto trasversale
Sul piano verticale che contiene il vettore scorrimento (RVR):
RH Rigetto orizzontale e RV Rigetto verticale
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Geologia Strutturale
Rigetto delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
RVR Rigetto reale dislocazione di un punto noto dalla posizione A
alla posizione A’
da Mercier & Vergely
Sul piano di Faglia si può scomporre in diversi rigetti apparenti:
RD Rigetto parallelo alla direzione della faglia (Strike Separation) e RP Rigetto pendenza (Dip
Separation)
Il rigetto pendenza sul piano verticale si scompone in:
RV (Throw) Rigetto verticale e RT (Heave) Rigetto trasversale
Sul piano verticale che contiene il vettore scorrimento (RVR):
RH Rigetto orizzontale e RV Rigetto verticale
Geologia Strutturale
Rigetto delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Lo spostamento totale lungo una faglia è dato da una direzione di spostamento e da un verso
Direzione di Spostamento
Non è determinabile se si osserva solo un piano rigettato!
E’ necessario che si individui una linea
Faglia che disloca la cerniera di una piega
Rigetto reale
(vettore spostamento)
Faglia che disloca l’intersezione di due piani
da Twiss & Moores, 1992
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Geologia Strutturale
Rigetto delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Relazione tra spostamento e spessore della zona deformata (damage zone)
La maggior parte dei dati ricade intorno alla retta D= DT. Relazione tra spostamento e spessore della zona di maggiore deformazione (fault core)
Dal diagramma si evince che nella maggior parte dei casi il nucleo della faglia (core) ha uno spessore pari a circa 1/100 del rigetto per faglie che hanno un rigetto intorno a 100m.
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Rigetto delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
In genere lo spostamento è massimo al centro della faglia e minimo alla tip line. da Fossen, 2010
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Geologia Strutturale
Rigetto delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Aspetti geometriche del rigetto su una faglia isolata
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
FAGLIE
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Rappresentazione cartografica
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FAGLIE
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Criteri di riconoscimento
•Effetti sugli aspetti fisiografici:
Faglie attive o non attive hanno fortemente influenzato la topografia, il reticolo idrografico, il deflusso dell’acqua, nel procedimento inverso molti elementi topografici sono utili indizi di faglia.
•Effetti sugli elementi geologici:
Le F. creano discontinuità nella successione stratigrafica e nella continuità dei corpi geologici.
•Criteri intrinseci alla genesi stessa delle faglie:
Particolari strutture sviluppate nelle rocce interessate dalle faglie (rocce di faglia: cataclasiti e miloniti).
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
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Criteri Fisiografici
•Allineamenti di selle.
•Allineamenti di aree vegetate.
•Allineamenti di sorgenti.
•Deviazioni del reticolo idrografico.
•Dislocazioni di elementi topografici.
Scarpata di Faglia
Faccette triangolari
(Flatirons)
da Twiss & Moores, 1992
Erosione di un’area interessata da una faglia
Scarpata erosiva di
Faglia
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Riconoscimento delle Faglie
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione degli elementi geologici
Interruzione di elementi geologici con definita continuità
laterale: ad es. strati sedimentari, filoni, scistosità....
calcare eocenico
•Discontinuità nella successione stratigrafica (da non confondere con discordanze o contatti intrusivi).
•Scaglie tettoniche.
Geologia Strutturale
scisti paleozoici
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione degli elementi geologici
Filoni di quarzo intrusi in granito dislocati da faglie dirette
35
Riconoscimento delle Faglie
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione degli elementi geologici
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione degli elementi geologici
Ripetizione od omissione della successione litostratigrafica (stratigraphic separation)
Faglia inversa
Raddoppio tettonico
Faglia diretta
Contatto sottrattivo
da Twiss & Moores, 1992
La stratigraphic separation è il rigetto misurabile in un sondaggio uguale alla componente verticale della dip
separation (throw) se la stratificazione è orizzontale.
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Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione degli elementi geologici
Pieghe di trascinamento (Drag fold)
L'asse delle pieghe di trascinamento fa un angolo molto alto rispetto al vettore spostamento
da Twiss & Moores, 1992
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Aspetti cartografici
Interruzione di contatti, pieghe, altre faglie, dicchi, ecc.
senza spostamento visibile
con spostamento visibile
Ripetizione di successioni stratigrafiche
37
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Aspetti cartografici
Troncatura (omissione) di successioni stratigrafiche
senza spostamento visibile
Raddoppi o aumenti anomali di spessore delle formazioni
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Presenza di “Rocce di faglia”
38
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Presenza di “Rocce di faglia”
Classificazione di Sibson, 1977
da Sibson, 1977
Geologia Strutturale
Cataclasiti e Miloniti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Entrambe queste rocce si formano in presenza di una deformazione localizzata, a seguito cioè di una localizzazione dello strain che porta allo sviluppo di una zona di faglia.
Il termine milonite è spesso usato con differenti significati:
•Una roccia a grana fine, foliata prodotta da una cataclasi molto spinta.
•Qualsiasi roccia foliata con riduzione della grana dovuta a qualsiasi meccanismo deformativo durante l’evento tettonico.
•Una roccia di faglia in cui la matrice si è deformata prevalentemente con meccanismo deformativo plastico, con grani a dimensioni maggiori (porfiroclasti) deformati in modo “fragile”.
39
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Classificazione delle rocce di faglia secondo il meccanismo deformativo
(secondo S. M. Schmidt & M. Handy, 1991)
Geologia Strutturale
Cataclasiti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Cataclasiti sono rocce in cui la maggiore parte dello strain viene accomodato dal meccanismo deformativo di cataclasi. Affioramenti di rocce cataclastiche sono generalmente caratterizzati da una fratturazione ed un’alterazione diffusa.
E’ possibile distinguere cataclasiti prive di coesione (brecce di frizione) da cataclasiti con coesione. La coesione della roccia può essere originaria, cioè posseduta anche durante la deformazione oppure essere acquisita secondariamente a seguito di fenomeni di cementazione.
da Twiss & Moores, 1992
40
Geologia Strutturale
Cataclasiti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Miloniti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Miloniti sono rocce in cui la maggiore parte dello strain viene accomodato dai cristalli mediante meccanismi deformativi di tipo viscoso, cioè plasticità, scivolamento viscoso, dissoluzione e riprecipitazione.
In rocce polimineraliche la fase che si deforma più facilmente accomoda lo strain totale della roccia se può formare una matrice continua attorno alla fase più competente. Quest’ultima forma
boudinage o clasti a secondo del contrasto di competenza tra le due fasi.
da Passchier & Trouw, 1996
41
Geologia Strutturale
Pseudotachiliti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Le pseudotachiliti sono rocce di faglia particolari composte da materiale vetroso nero o microcristallino, con inclusioni di frammenti della roccia incassante o minerali, che si forma per una fusione localizzata della roccia. Ha un aspetto planare, con talvolta caratteristiche vene iniettate perpendicolarmente alla superficie di taglio.
In genere sono causate da un evento sismico, quindi una deformazione con un tasso di strain molto elevato e che produce una temperatura elevata, sono tipiche di un ambito fragile.
da Passchier & Trouw, 1996
da Trouw, Passchier & Wiersma 2010
larghezza foto 13 mm
Geologia Strutturale
larghezza foto 2 mm
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Lungo superfici di faglia si possono riconoscere strutture che indicano la direzione di movimento:
• strie (Slickenline): strutture lineari originatesi per "abrasione"sul piano di faglia (Specchio di faglia o Slickenside) dai movimenti di frizione di un blocco rispetto all’altro
• slickenfibres: fibre che crescono contemporaneamente al movimento (crescita di fibre di calcite, quarzo, ecc. in vuoti); indicano anche la cinematica, ma non la quantità del movimento!
42
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
in linee sismiche
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Dipmeter: relazione dati di immersione / profondità
Misura continua della micro‐resistività lungo il sondaggio. Si possono evidenziare:
a) Giacitura diverse;
b) Cambi di inclinazione
da Fossen, 2010
43
Geologia Strutturale
Riconoscimento delle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Dipmeter: relazione dati di immersione / profondità
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Sismicità e Faglie
Faglie sismiche
Deformazione discontinua
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Faglie asismiche
Deformazione continua
da Fossen, 2010
Deformazione continua ‐> bassi valori di σ n = livelli superficiali della crosta superiore
faglie a basso angolo in sedimenti con
elevata pressione dei fluidi
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Geologia Strutturale
Sismicità e Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione continua è favorita da‐>
bassi valori di σn
•livelli superficiali della crosta superiore
•faglie a basso angolo in sedimenti con elevata
pressione dei fluidi.
Litologie porose
bassa temperatura (sotto la soglia di plasticità.
Le faglie sismiche producono rigetti modesti:
M 6,5‐6,9 15‐20 km lunghezza rigetti di 10‐15 m.
da Fossen, 2010
Le faglie tendono ad attivare solo una parte della
loro superficie per volta.
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Teoria di Anderson
Distribuzione degli sforzi e Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Interpretazione secondo il criterio di Coulomb:
• La superficie orizzontale della terra è una superficie libera che non trasmette lo sforzo di taglio st ed è quindi uno dei piani principali dell'ellissoide dello sforzo. Lo sforzo verticale è
perciò uno sforzo principale.
• Il piano di frattura contiene 2 , l'angolo f tra frattura e 1 < 45°, in genere è uguale a 30°
• Si originano dei Sistemi di Faglie Coniugate con angoli diedri.
• Conoscendo la giacitura delle faglie coniugate si possono determinare le direzioni degli sforzi principali.
Faglia trascorrente
Faglia diretta
Faglia inversa
da Fossen, 2010
45
Geologia Strutturale
Interpretazione dinamica delle Faglie:
Teoria di Anderson
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione di tipo non rotazionale (assimilabile al taglio puro)
da Mercier & Vergely
Geologia Strutturale
Interpretazione dinamica delle Faglie:
Teoria di Anderson
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Interpretazione che considera le faglie come prodotte da un modello meccanico per taglio secondo il criterio di Coulomb (t = c + tg n)
•Questo modello non prevede però la formazione di Faglie dirette a basso angolo e Faglie inverse ad alto angolo.
•Inoltre le rocce non sono mai omogenee, ma hanno anisotropie planari che influenzano il loro comportamento se soggette a stress.
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Deformazione per taglio semplice
(Esperimento di Riedel)
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Deformazione rotazionale (assimilabile al taglio semplice)
Taglio sinistro
Riproposizione dell'esperimento di Riedel, da Tchalenko, 1971.
Geologia Strutturale
Deformazione per taglio semplice
(Esperimento di Riedel)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Strutture nel caso di un taglio destro
N.B. La faglia principale (ovv. la zona di taglio parallela ai bordi delle piastre) si forma negli stadi finali della deformazione per interlacciamento delle fratture R e P che progressivamente ruotano verso il piano di taglio.
da Allmendinger
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Deformazione per taglio semplice
(Esperimento di Riedel)
Geologia Strutturale
R
Geologia Strutturale
R'
P
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Faglia principale
Indicatori cinematici lungo faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
(in ambito fragile)
da Fossen, 2010
48
Geologia Strutturale
Indicatori cinematici lungo faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
(in ambito fragile)
Fibre che crescono a un piccolo angolo rispetto al piano di faglia. Punti opposti della fibra uniscono punti che prima erano adiacenti.
Quando uno dei due blocchi viene rimosso le fibre sul piano di faglia hanno una geometria a gradini. Il senso di spostamento del blocco rimosso è dato dal senso di crescita delle fibre.
Fratture di estensione che intersecano il piano di faglia inclinandosi in direzione del movimento del blocco rimosso (T‐fracture).
Fratture di estensione ad alto angolo con il piano di faglia con la concavità rivolta in direzione del movimento del blocco rimosso.
da Twiss & Moores, 1992
Geologia Strutturale
Indicatori cinematici lungo faglie Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
(in ambito fragile)
da Twiss & Moores, 1992
Superfici striate (P) che non intersecano il piano di faglie talvolta associate con fratture di estensione (T) che tagliano il piano di faglia.
Fratture di Riedel: R (sintetiche alla direzione del movimento) e R’ (antitetiche). Il piano di faglia è molto irregolare. Non molto comune.
Il piano di faglia è completamente “striato”. Le fratture di Riedel: R e R’ individuano dei gradini senza strie orientati in direzione opposta al movimento del blocco rimosso.
Talvolta lungo le fratture R si hanno delle lunule: curvature concave verso la direzione di movimento del blocco rimosso.
49
Geologia Strutturale
Indicatori cinematici lungo faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
(in ambito fragile)
La presenza delle tracce dei frammenti che hanno determinato le strie indica la direzione di movimento del blocco rimosso.
da Twiss & Moores , 1992
Sebbene tipici di zone di taglio duttile anche nell’ambito deformativo fragile si ritrovano degli indicatori cinematici tipo “S‐C” comuni sia nelle rocce clastiche che in quelle carbonatiche.
Elementi di Geologia Strutturale
Curvatura di una foliazione indi‐
viduata dall’alli‐
neamento di minerali
Indicatori cinematici lungo faglie
(in ambito duttile)
Orientazione e asimmetria di pieghe non cilindriche (sheat fold)
Asimmetria delle code in Porfiro‐
clasti tipo “”
Asimmetria delle code in Porfiro‐
clasti tipo “”
Strutture interne in Porfiroclasti
Strutture a domino (bookshelf) Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
?
Una rotazione limi‐
tata non è un indi‐
catore sufficiente!
Micro‐faglie (a scala sub‐millimetrica)
da Twiss & Moores , 1992
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Elementi di Geologia Strutturale
Faglie in 3 dimensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
L’aspetto tridimensionale delle faglie (C.) sfugge spesso all’attenzione del geologo sia per il loro aspetto sull’affioramento ed in profilo (B.) che per la rappresentazione cartografica (A.)
da Twiss & Moores , 1992
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie in 3 dimensioni
Una faglia può avere una forma qualsiasi perpendicolare alla direzione di spostamento. Non è necessariamente una superficie piana!
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Se la superficie non è
piana in direzione parallela alla direzione di spostamento si creano problemi di spazio con conseguente deformazione del blocco a tetto o a muro Sistema di faglie in un campo petrolifero del Mare del Nord con andamento curvo ortogonale alla direzione di spostamento e andamento piano parallelamente. da Fossen, 2010.
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Geologia Strutturale
Faglie in 3 dimensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Rappresentazione tridimensionale delle relazioni tra una faglia e la superficie dislocata, utilizzato spesso nelle prospezioni minerarie.
Cutoff point: intersezione tra la faglia e una superficie dislocata sin 2D, in genere un limite formazionale, o uno strato.
Cutoff line: la linea di intersezione tra la faglia e una superficie dislocata in 3D.
da Fossen, 2010
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie in 3 dimensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Si distinguono rampe (ramp) frontali e laterali che connettono i diversi segmenti della faglia. Le rampe laterali possono essere parallele od oblique alla direzione di spostamento
da Twiss & Moores , 1992
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Geologia Strutturale
Faglie in 3 dimensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Twiss & Moores , 1992
La terminazione di una faglia è detta “Tip line” e diventa una frattura di tipo II o tipo III a secondo della sua orientazione rispetto alla direzione di spostamento
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie in 3 dimensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Quando una faglia termina congiungendosi con un’altra la linea di intersezione è detta Branch line
da Twiss & Moores , 1992
La terminazione di una faglia avviene in genere in diverse faglie minori dette splay, che spesso formano una geometria a ventaglio (imbricate fan)
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Elementi di Geologia Strutturale
Faglie in 3 dimensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Evoluzione di un sistema di faglie con formazione di rampe (strutture di collegamento).
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Determinazione del campo degli sforzi dalle Faglie
Metodo basato sul Modello di Anderson
Basato sulle relazioni tra Sforzi principali e Faglie in base al Criterio di fratturazione di Coulomb)
•Riconoscimento della direzione di trasporto tettonico (strie, ecc.). •Sistemi di faglie coeve.
• Angoli 40‐90°.
• Senso di taglio opposto.
• 2 = intersezione tra le due faglie.
• 1 = bisettrice dell'angolo acuto
tra le due faglie.
• 3 = bisettrice dell'angolo ottuso
tra le due faglie.
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Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Determinazione del campo degli sforzi dalle Faglie
Metodo basato sul Modello di Anderson (del diedro acuto)
Nel caso si abbia solo una superficie di Faglia e non un diedro coniugato:
•Riconoscimento della direzione di trasporto tettonico (strie, ecc.).
•Sistemi di faglie coeve.
• Angoli 40‐90°.
• Senso di taglio opposto.
• 2 = giace sul piano di faglia orientato a
90° dalla direzione di movimento.
1 = è un punto del grande cerchio con
polo 2 ad un angolo  rispetto alla
•
direzione di movimento.
• 3 = è un punto del grande cerchio con
polo 2 ad un angolo 90- rispetto alla
direzione di movimento con direzione
opposta al 1.
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Determinazione del campo degli sforzi dalle Faglie
Metodo cinematico
E' possibile ricostruire il campo degli sforzi anche se si conosce la giacitura di una sola faglia e la direzione di movimento ad essa associata (es. misurandone le strie), costruendo un piano di movimento perpendicolare alla faglia e che contiene la direzione di movimento (piano di movimento o piano di shear).
Il σ1 e il σ3 saranno contenuti su questo piano a 90° tra loro e a 45°(*) dal polo.
La posizione del σ1 dipende dal verso di movimento dell'indicatore cinematico.
Regola generale: la freccia del vettore spostamento (stria) immerge sempre verso l'asse di massima estensione e nella direzione opposta all'asse di massimo raccorciamento.
da Allmendinger
55
Geologia Strutturale
Determinazione del campo degli sforzi dalle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Rowland et al., 2007
Geologia Strutturale
Determinazione del campo degli sforzi dalle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Rowland et al., 2007
56
Geologia Strutturale
Determinazione del campo degli sforzi dalle Faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Metodo grafico del diedro retto (Pegoraro, 1972)
Nel caso si abbiano più faglie con cinematica differente, generate sotto lo stesso campo di sforzi.
•Si costruisce su uno stereonet per ogni faglia (F) un piano ausiliare (PA), ortogonale alla faglia ed alla stria, ottenendo quindi quattro diedri retti.
•Si distinguono i due diedri in compressione da quelli in estensione (partendo dal piano di faglia con la stria).
• 1 e 3 giacciono in posizione qualsiasi all’interno dei diedri rispettivamente in compressione ed in estensione, come tipico nei mezzi anisotropi.
•Si proiettano per molte faglie i rispettivi diedri fino a ridurre la zona in compressione e quella in distensione.
•Se esiste un campo di sforzi unico che giustifica il movimento di tutta la popolazione di faglie proiettate, l’asse 1 si trova nella zona comune di compressione e viceversa per l’asse 3.
•E’ importante che le zone in compressione ed in distensione siano in comune a tutti i diedri in compressione ed estensione.
da Mercier & Vergely
CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE
A.A. 2013-2014
Corso di
GEOLOGIA STRUTTURALE
Docente: Antonio Funedda
FRATTURE E FAGLIE - II
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Geologia Strutturale
Faglie dirette (o normali)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
• 1 verticale
• raccorciamento verticale (parallelo a 1 )
ed estensione orizzontale (parallela a 3 )
In genere non si ha inversione del principio di polarità stratigrafica, a meno che la faglia non interessi rocce già deformate. Viene considerata anche come un contatto tettonico sottrattivo, in quanto alcuni termini della successione litostratigrafica possono essere elisi dalla faglia.
Geologia Strutturale
Faglie dirette (o normali)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Faglie estensionali
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Elementi di Geologia Strutturale
Faglie dirette (o normali)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie dirette (o normali)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Effetto apparente di rigetto nel caso di Faglie normali
Apparente ripetizione stratigrafica
Apparente rigetto orizzontale sinistro
Apparente rigetto orizzontale destro
Apparente assenza di rigetto
da Twiss & Moores , 1992
59
Elementi di Geologia Strutturale
Aspetto e spostamento nelle Faglie Dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
La forma delle faglie dirette sulla superficie topografica ha un andamento curvilineo, non solo per l'interferenza con la morfologia del terreno, ma anche perché le F. stesse hanno una superficie non piana
La forma in profondità può cambiare, al variare dell'immersione del piano di faglia : FAGLIE LISTRICHE.
In F. dirette ideali lo spostamento è parallelo alla direzione d'immersione. Se l'orientazione della F. cambia lo spostamento del blocco fagliato a tetto (considerato rigido) potrebbe non essere ovunque parallelo all'immersione.
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
FAGLIA LISTRICA
60
Elementi di Geologia Strutturale
Aspetto e spostamento nelle Faglie Dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Lo spostamento può essere rotazionale o non rotazionale: se l'immersione è costante nella direzione di spostamento e la F. stessa non ruota il blocco mantiene la stessa giacitura
In F. listriche la rotazione del blocco a muro (Anticlinale di "roll
da Twiss & Moores , 1992
over") avviene in genere lungo un asse parallelo alla direzione della F.
Se la F. cambia inclinazione nella successione a tetto si possono formare sinclinali di rampa nel caso che due segmenti della F. siano uniti da un segmento più
inclinato (caso A) o anticlinali se il segmento di collegamento è meno Spostamento in F. dirette con geometria "Ramp‐flat" e deformazione caratteristica del blocco a tetto.
inclinato (caso B).
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie di crescita (Growth fault)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Lo spostamento lungo la superficie della faglia avviene durante la sedimentazione.
Lo spessore della successione a tetto è
maggiore di quella coeva a muro.
da Twiss & Moores , 1992
61
Misura della estensione associata a faglie dirette
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
In genere è possibile stimare l’estensione analizzando la geometria della faglia
Estensione => e = (l –L)/L
Condizioni:
1. Orientazione uniforme
2. Estensione totale uguale alla somma dell'estensione su ogni singola faglia
F. non rotazionali
Per una singola faglia =>
L = d cos 
F. rotazionali
Si assume in più che: a) la strato
fosse inizialmente orizzontale; b) le
F. abbiano in media la stessa
orientazione, spaziatura e direzione
di movimento.
e = (ABf – ABi) / AB i =>
e = d/L (cos  +cos  –1)
d/L = sen  /sen  =>
sen ( ) = sen cos  + sen  cos
da Twiss & Moores , 1992
Estensione e = [sen ( ) / sen ] –1
Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Twiss & Moores , 1992
Sistemi di faglie dirette molto inclinate con senso di movimento opposto individuano blocchi (aree) sollevati (horst) o blocchi abbassati (graben). Graben di decine di km di larghezza e centinaia di km di lunghezza sono detti rift. Caratterizzano aree in estensione.
62
Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Modello cinematico della formazione di un Graben
(= descrizione dei movimenti che sono avvenuti lungo la faglia)
I volumi di roccia interessati da una faglia devono essere conservati, a meno di fenomeni di dissoluzione.
Con superfici di faglia non planari con il procedere dell’estensione si Anticlinale di “roll over”
avrebbe lo sviluppo di vuoti, che vengono occupati da un abbassamento del tetto con pieghe (anticlinale di roll‐over) oppure con faglie.
da Twiss & Moores , 1992
63
Geologia Strutturale
di Scienze della Terra - Cagliari
Modello cinematico della formazione di un Dipartimento
Graben
(= descrizione dei movimenti che sono avvenuti lungo la faglia)
La rotazione lungo una faglia listrica è accomodata da faglie sintetiche
I vuoti creati lungo il contatto di scollamento basale (detachment) possono essere chiusi da faglie antitetiche
Un altro modello prevede altre faglie listriche radicate nel contatto di scollamento basale.
L’inclinazione degli strati aumenta allontanandosi dalla faglia principale nella direzione dello scorrimento
da Twiss & Moores , 1992
I vuoti triangolari (gap) esistono perché ammettiamo un comportamento rigido!
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Estensione alla scala litosferica
Durante lo sviluppo di una faglia normale due punti sui due lembi della faglia vengono progressivamente allontanati nella direzione dello scorrimento. Questo fatto però comporta che da qualche parte nel blocco a tetto vi sia una zona in compressione che compensi l’estensione o in alternativa che anche il blocco al di sotto del contatto tettonico basale (detachment) si possa estendere
da Twiss & Moores , 1992
64
Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Metamorphic core complex
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Estensione sin‐orogenica e collasso orogenico
da Fossen, 2010
65
Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Collasso gravitativo
da Fossen, 2010
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Estensione alla scala
litosferica
Modello per taglio puro
L’estensione nella crosta al di sotto del limite fragile‐duttile avviene per deformazione duttile
Modello per taglio semplice
Modello di Wernicke & Burchfield
L’estensione nella crosta al di sotto del limite fragile‐duttile avviene per deformazione duttile e la faglia termina alla base della litosfera. Il contatto basale è marcato da una fascia milonitica molto ampia.
L’immersione delle faglie dirette è in genere sintetica
da Twiss & Moores , 1992
66
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Raccorciamento orizzontale porta a faglie inverse e sovrascorrimenti (è solo differente l’inclinazione).
Inclinazione
Faglie inverse > 30°
Sovrascorrimenti (Thrust) < 30°
Rapporti di
sovrapposizione lungo
una faglia inversa
da Twiss & Moores , 1992
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
67
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Effetto apparente di rigetto nel caso di Faglie inverse
Raddoppio tettonico
Apparente "sottrazione" stratigrafica
Apparente rigetto orizzontale sinistro
Apparente rigetto orizzontale destro
da Twiss & Moores , 1992
68
Faglie inverse
Elementi di Geologia Strutturale
Casi particolari
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Non viene rispettata la regola: vecchio su giovane!
da Allmendinger
Elementi di Geologia Strutturale
Rapporti tra pieghe e faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
A. La deformazione non è più
accomodabile dalla piega e una F. inversa taglia il fianco più inclinato o rovesciato
B. Piega formata per propagazione della F.inversa (Fault‐propagation
fold)
C. Faglia inversa che si genera da una piega per assottigliamento e lacerazione del fianco rovescio (Piega‐Faglia).
da Twiss & Moores , 1992
69
Elementi di Geologia Strutturale
Contesto geodinamico
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Tipo andino: sovrascorrimenti antitetici (= vergenti verso il retropaese)
da Allmendinger
Tipo himalayano: sovrascorrimenti sintetici (= vergenti verso l'avanpaese)
da Allmendinger
Elementi di Geologia Strutturale
Terminologia
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Décollement – sovrascorrimento basale, generalmente sovrappone rocce indeformate su un basamento precedentemente deformato.
Thick‐skinned – Generalmente intesa quando nei sovrascorrimenti viene coinvolto anche il basamento (tettonica di zoccolo).
Thin‐skinned – Generalmente intesa quando nei sovrascorrimenti viene coinvolto solo copertura (tettonica di copertura).
Alloctono – un volume di roccia che è stato spostato dalla sua area di formazione (bacino o altro) originale.
Autoctono – un volume di roccia che non è stato spostato rispetto alla sua area di formazione originale.
Parautoctono ‐ un volume di roccia che è stato spostato dalla sua area di formazione in quantità molto minore rispetto alle rocce circostanti.
Klippe – blocco isolato di rocce che testimonia l'estensione di una falda a scala maggiore, per cause erosive o legate ad una tettonica successiva.
Finestra tettonica – area interna ad un'unità alloctona dove affiora l'unità autoctona sottostante il sovrascorrimento.
da Twiss & Moores , 1992
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Sistemi di sovrascorrimenti
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Regole principali sulla geometria a "Ramp‐flat" (Dahlstrom, 1969;1970)
Concetti base
I sovrascorrimenti:
1) tendono a interessare i terreni più
recenti nella direzione di trasporto tettonico.
2) sono paralleli alla stratificazione nei livelli incompetenti e attraversano quelli competenti.
3) sono sempre più recenti procedendo verso la direzione di trasporto tettonico.
Queste regole si basano sull'assunto che i sovrascorrimenti interessino una successione sedimentaria sub‐
orizzontale e indeformata.
Elementi di Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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Il raccorciamento porta progressivamente allo sviluppo di una serie di sovrascorrimenti in sequenza che possono aver due versi di propagazione
1.
Verso la zona esterna (non deformata), ed è il caso più
comune
2.
Verso la zona interna, più
raro
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Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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zona
interna
zona
esterna
Esempio di sovrascorrimenti che si propagano verso la zona esterna
da Twiss & Moores , 1992
I sovrascorrimenti interessano la successione a muro propagandosi verso la zona esterna. I duplex
sono prodotti per progressivo avanzamento del sovrascorrimento di base (floor thrust) verso il muro ed inglobandone frammenti come scaglie (horse) nel tetto (hanging wall).
La quantità di spostamento della scaglia che sovrascorre oltre la sua rampa frontale influenza la geometria del sovrascorrimento di tetto e quindi del sistema.
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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Esempio di sovrascorrimenti che si propagano verso la zona esterna
Antiformal stack: Il piegamento è
successivo alla formazione di thrust, si hanno se lo spostamento porta il tip di ogni scaglia oltre il punto dove emergerà
la rampa successiva.
da Twiss & Moores , 1992
Hinterland dipping duplex: si hanno se il rigetto è
relativamente piccolo, rispetto
alla lunghezza della rampa. Se è
minore o maggiore il sovrascorrimento di tetto avrà
una struttura irregolare.
da Twiss & Moores , 1992
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Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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Esempio di sovrascorrimenti che si propagano verso la zona esterna
da Twiss & Moores , 1992
Foreland dipping duplex: si hanno se lo spostamento è ancora maggiore, e solo la parte più arretrata della scaglia più recente sovrasta il fronte della scaglia in formazione
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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Pieghe legate ai sovrascorrimenti
Spesso ai sovrascorrimenti sono associati pieghe asimmetriche con un fianco sub‐verticale o addirittura rovesciato
Spiegazioni proposte dai diversi autori possono essere sintetizzate come segue (Suppe & Medwedeff, 1990):
1)
2)
3)
Si formano prima le pieghe BREAK‐THRUST MODEL
Si formano prima i sovrascorrimenti FAULT‐BEND FOLDING
Sovrascorrimenti e pieghe si formano contemporaneamente FAULT‐PROPAGATION FOLDING
BREAK‐THRUST
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Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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Pieghe legate ai sovrascorrimenti
da Allmendinger
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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Pieghe legate ai sovrascorrimenti ‐ differenze
Generalmente ammettono una profondità del sovrascorrimento di base minore rispetto alle Fault‐
propagation folds. Non giustificano anticlinali e sinclinali a muro con fianchi rovesciati.
Interpretazione preferibile per aree dove le strutture si possono estendere a gran profondità, dove il raccorciamento è relativamente piccolo e non si può trasferire in strutture adiacenti.
La profondità del sovrascorrimento basale (décollement) dipende dal grado di disarmonia delle pieghe alla base.
da Allmendinger
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Published in "Bulletin de la Société Géologique
de France"
179(3): 297‐314, 2008"
Geologia Strutturale
Relazioni tra pieghe e faglie
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(fault-bend e fault-propagation folding)
Analisi cinematica e geometrica
Per l'interpretazione geometrica di sistemi di thrust e pieghe correlate possono essere fatte alcune assunzioni:
•Non esistono vuoti come risultato del movimento lungo la faglia.
•Il passaggio tra la rampa ed il piano (flat) è netto.
•Lo spessore ortogonale degli strati nel blocco deformato è costante.
•La lunghezza degli strati nel blocco deformato è conservata.
•Gli strati che non vengono "coinvolti" nel piegamento non si deformano.
Inoltre:
•Il piegamento avviene per flexural slip (piegamento per taglio concentrico).
•Le pieghe hanno una geometria tipo kink (pieghe coniugate) e sono di tipo simile (classe 2).
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Geologia Strutturale
Relazioni tra pieghe e faglie
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Analisi cinematica di Fault‐bend fold
da Twiss & Moores, 1992, mod. da Suppe, 1983
Le linee tratteggiate indicano la giacitura se gli strati non fossero deformati
 = angolo di piegamento della faglia (tra ramp e flat);
 = angolo di cut-off iniziale;
 = angolo di cut-off finale;
 = angolo di interlembo, bisecato dal piano assiale;
  180  
 = angolo di piegamento;
La relazione tra questi parametri permette di ricavare la seguente relazione:
tg 
Se il piano è orizzontale e quindi:
 sen0,5     sen     sen 
 cos0,5     sen     sen   sen0,5
Relazioni tra pieghe e faglie
Sviluppo di una fault‐bend fold con un'unica rampa
Con il primo incremento di spostamento lungo la faglia si formano due pieghe tipo kink (coniugate) in prossimità del passaggio tra la rampa ed il piano (A'‐A e B'‐B). I piani assiali A' e B' sono fissi nei punti X' e Y' rispetto al tetto (HW) e si spostano con il procedere della deformazione.
I piani assiali A e B sono fissi rispetto al muro (FW) nei punti X e Y, perciò al procedere della deformazione il blocco a tetto migra attraverso questi piani assiali e la zona deformata delle pieghe coniugate aumenta.
Quando il punto Y' a tetto, a cui è attaccato il piano assiale B', raggiunge il punto X nella parte più alta della rampa, la piega raggiunge la sua ampiezza massima, il piano assiale B' diventa fisso al punto X e il piano assiale A diventa fisso al punto Y' a tetto.
Geologia Strutturale
       
tg  tg 
 
sen
2  cos
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(da Woodward et al., 1986)
L'ulteriore spostamento lungo al faglia comporta che i piani assiali A e A' sono ora fissi rispetto al tetto (HW) e si muovono con esso, mentre i piani assiali B e B' sono ora fissi sono ora fissi rispetto al muro (FW) nei punti dove la rampa passa al piano. Il materiale è sottoposto a deformazione per taglio quando attraversa il piano assiale B'.
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Geologia Strutturale
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Relazioni tra pieghe e faglie
Quando la faglia ruota verso l'alto dalla Sviluppo di una fault‐propagation fold con un'unica zona piana originando una rampa, si rampa
formano una coppia di pieghe coniugate con piani assiali A'‐A e B'‐B. Il piano assiale (p.a.) A' termina all'estremità della faglia, ma non è parallelo alla rampa, perciò si sposta con la propagazione della faglia stessa. Lo spostamento viene accomodato dall'allungamento del fianco della piega coniugata (distanza tra A e A'). Il p.a. B rimane ancorato al muro (FW) nel punto di passaggio tra il piano e la rampa e quindi il materiale migra attraversando B. Il p.a. B' interseca il p.a. A nello stello livello in cui si blocca la faglia. Al di sotto di questo livello il piegamento è completato e ogni ulteriore deformazione è assorbita dallo spostamento lungo la rampa. I p.a. A e B' si (da Woodward et al., 1986)
muovono attraverso il materiale man mano che la faglia si propaga, ma il p.a. formato dalla loro unione, rimane fisso al tetto (HW) e si sposta con esso. Quando il piegamento risulta impossibile, la faglia si può propagare tra A e A'. Se taglia A' a muro si può formare una sinclinale chiusa, talvolta confusa per una "piega di trascinamento" (drag fold).
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
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Geometria di sviluppo e cinematica nel retropaese:
Ipotesi A: lo spostamento nella zona di thrust e pieghe è compensato da una zona di estensione con faglie listriche dirette
Ipotesi B: Il basamento di deforma non solo per sovrascorrimenti ma anche per deformazione duttile.
La zona di thrust e pieghe è dovuta al collasso del cuneo orogenico nella zona assiale della catena. Il thrust basale si immrge in una “zona di radice” (root zone) Ipotesi C: Il raccorciamento e la compressione sono legati alla subduzione che costituirebbe il thrust basale da Twiss & Moores , 1992
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Geologia Strutturale
Misura dello spostamento lungo un sovrascorrimento
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Direzione e senso dello spostamento:
•In genere è perpendicolare alla direzione dei sovrascorrimenti (se l’entità dello spostamento è
costante).
•I sovrascorrimenti tagliano la successione stratigrafica verso i terreni più giovani.
•La direzione è determinabile dalle finestre tettoniche e dai klippe.
da Twiss & Moores , 1992
Geologia Strutturale
Misura dello spostamento lungo un sovrascorrimento
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Misura del raccorciamento in una Faglia inversa o sovrascorrimento
da Twiss & Moores , 1992
Nel caso di una singola faglia il raccorciamento L è legato al rigetto d e
all'inclinazione  della faglia.
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Geologia Strutturale
Misura dello spostamento lungo un sovrascorrimento
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SCHEMA TETTONICO E PROFILO SCHEMATICO DEL
BASAMENTO ERCINICO DELLA SARDEGNA SE
da Carmignani et al., 2001
Geologia Strutturale
Sovrascorrimenti in panorama, in carta ed in profilo
Sovrascorrimento di Orbai (Sulcis settentrionale)
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da Funedda et al., in stampa
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
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1 e 2 orizzontale, 3 verticale (direzione di
non deformazione nel modello dinamico di
Anderson)
Vengono definite destre o sinistre a seconda della direzione di movimento del blocco opposto a quello dove è posizionato l'osservatore (è una definizione non ambigua, qualsiasi blocco si prenda in considerazione)
Effetto apparente di rigetto nel caso di Faglie trascorrenti
Il punto di osservazione per meglio determinarle è perpendicolarmente al vettore di spostamento e quindi dall'alto.
da Twiss & Moores , 1992
Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
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Un problema di nomenclatura internazionale
Tettonica trascorrente = Strike‐slip tectonics
Strike‐slip => comprende le categorie delle:
Transform faults e Transcurrent faults => due diversi contesti geodinamici.
TANSFORM FAULT = F. Trasformi s. l.: delimitano i margini di placche litosferiche (margini di tipo differente rispetto a quelli convergenti e divergenti, definizione di Tuzo Wilson , 1960).
TRANSCURRENT FAULT = F. Trascorrenti: interessano soprattutto la crosta.
Il termine wrench è spesso usato come sinonimo di strike slip, ma in realtà è nato come indicativo di faglie che interessano sia un basamento cristallino che la copertura sedimentaria (sensu Wilcox et al., 1973).
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
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Diversi contesti geodinamici
da Sylvester, 1988
Alcune faglie costituiscono un margine di placca anche in contesto litosferico
continentale: è il caso di:
•Faglia di San Andreas (California),
•Alpin Fault (Nuova Zelanda),
•Faglia Nord Anatolica (Turchia).
Faglie tipicamente intra‐continentali
(all'interno di una placca) sono:
•Faglia dell'Altyn Tahg (Tibet),
•Linea Insubrica (Alpi italo‐svizzere),
•Garlock Fault (Nevada),
•Faglia delle Cévennes (Francia)
•Faglia di Nuoro (Sardegna)
Faglie trasformi
Geologia Strutturale
F. Trasformi s.l. (margini di placca)
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F. Trasformi s.s. (dislocano le dorsali oceaniche)
Le differenze tra F. Trascorrenti e F. Trasformi:
•geometrica: la posizione dei punti finali (tip point);
•cinematica: come varia il rigetto rispetto da Allmendinger
la lunghezza;
•temporale: come evolve la faglia nel tempo.
F. trascorrente
F. trasforme
Geometrica: una F. trasforme nelle sue terminazioni incontra altre strutture, compressive o estensionali ( ad es. margini divergenti).
da Fossen, 2010
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Rigetto lungo una faglia trasforme: può essere superiore alla sua lunghezza
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Sviluppo di una faglia trascorrente:
Rigetto lungo una faglia trascorrente:
diminuisce dai tratti più vecchi a quelli più giovani
da Van Der Pluijm & Marshah, 2004
Geologia Strutturale
Faglie trascorrenti minori
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• Tear Fault (es. Regione del Giura‐ Svizzera) in genere sono ortogonali all’orientazione della catena e accomodano la differente dislocazione nelle falde di ricoprimento.
da Fossen, 2010
da Twiss & Moores , 1992
da Fossen, 2010
•Faglie di Trasferimento trasferiscono il movimento da una struttura all'altra, sia essa una piega o una faglia, o un sistema di faglie
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Geologia Strutturale
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Caratteristiche principali delle Faglie trascorrenti
•1) Direzione di spostamento orizzontale dominante
•2) Giacitura in genere subverticale
•3) Grande continuità di evidenze topografiche
•4) Presenza di numerose elementi strutturali legati ad una fascia di trascorrenza (esperimento di Riedel) •5) Contemporaneità di strutture distensive ed compressive
•6) Disposizione “en echelon” delle strutture associate
•7) Concentrazione in una zona ristretta della deformazione
Geologia Strutturale
Faglie trascorrenti
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Caratteristiche principali
•2) Giacitura in genere subverticale
da Harding, 1985
83
Geologia Strutturale
Caratteristiche principali
Faglie trascorrenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
•3) Grande continuità di evidenze topografiche
da Sylvester, 1988
Geologia Strutturale
Faglie trascorrenti
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Caratteristiche principali
Fratture
R e R’
•4) Presenza di numerose elementi strutturali legati ad una fascia di trascorrenza (esperimento di Riedel) Pieghe
Faglie
normali
da Allmendinger
Faglie
inverse
Tutte le strutture
insieme
da Sylvester, 1988
•5) Contemporaneità di strutture distensive e compressive
•6) Disposizione “en echelon” delle strutture associate
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali
da Fossen, 2010
Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
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Caratteristiche principali
•6) Formazione di pieghe disposte “en echelon”
Zona trascorrente destra
Zona trascorrente sinistra
Generalmente mostrano una rotazione verso la zona di taglio principale con il progredire della deformazione. Nelle fasi finali tendono a essere distrutte dalle strutture fragili. da Sylvester, 1988
85
Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
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Caratteristiche principali
•6) Disposizione “en echelon” delle strutture associate
Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
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Caratteristiche principali
•7) Concentrazione in una zona ristretta della deformazione
Si ha un fenomeno di concentrazione della deformazione lungo al Faglia principale per progressivo indebolimento della zona dove si sviluppano le fratture e le pieghe durante gli stadi iniziali della trascorrenza 86
Geologia Strutturale
Transpressioni e transtensioni
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Si verificano quando al movimento trascorrente si aggiunge una componente convergente o divergente dovuta a:
•variazioni del contesto geodinamico (es.:convergenza obliqua tra le placche);
•variazioni locali dell’orientazione della faglia (curvature: restraining e releasing)
Regime transtensivo
prevalenza di strutture estensionali
In sezione verticale: strutture a fiore negative
Regime transpressivo
prevalenza di strutture compressive
In sezione verticale: strutture a fiore positive
da Twiss & Moores , 1992
Geologia Strutturale
Transpressioni e transtensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Fossen, 2011
87
Geologia Strutturale
Transpressioni e transtensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Fossen, 2010
Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
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•Elevato spessore dei sedimenti per migrazione dei depocentri in direzione opposta allo spostamento della faglia verso l'ara sorgente (non misurato quindi sulla verticale al centro del bacino, ma misurato come nel disegno a fianco).
Vista perpendicolare alla faglia (Ridge Basin, Nevada)
da Crowell, 1982
88
Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
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•Rapporto elevato tra lunghezza e larghezza (almeno 3:1 nei bacini giovani).
da Hempton & Dunne, 1984
Bacino di Erzincan, Turchia, lungo la faglia Nord‐
Anatolica
•Sedimentazione influenzata dai margini di faglia attivi ai bordi e di ambiente lacustre o poco profondo al centro.
•Facies sedimentarie disposte in facies allungate secondo la direzione di trascorrenza.
•Presenza di numerose discordanze
•Presenza di attività magmatica
Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
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Un esempio in Sardegna: Bacino transtensivo di Chilivani‐Berchidda
89
Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
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Un esempio in Sardegna: Bacino transtensivo di Chilivani‐Berchidda
Rappresentazione schematica in 3D del Bacino di Chilivani‐Berchidda (da Oggiano et al., 1995)
A) Transtensione (secondo Sanderson & Marchini, 1984);
B) Schema strutturale della struttura transtensiva terziaria del Bacino C.B.
Elementi di Geologia Strutturale
Transpressioni
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Un esempio in Sardegna: Transpressione Terziaria del Monte Albo 90
Elementi di Geologia Strutturale
Transpressioni
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Un esempio in Sardegna: Transpressione Terziaria del Monte Albo 2
1
da Carmignani et al., 1992,
Elementi di Geologia Strutturale
1) Carta geologico‐strutturale schematica del M. Albo.
2) Schema sinottico:
A) Trascorrenza pura;
B) Transpressione;
C) Schema strutturale e modello della struttura transpressiva del M. Albo
Transpressioni
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Un esempio in Sardegna: Transpressione Terziaria del Monte Albo da Carmignani et al., 1992,
91
Esempi di aree soggette a tettonica trascorrente
Elementi di Geologia Strutturale
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Bassa California: Faglia di San Andreas e zona di “restraining” lungo la curvatura sinistra (“left
bending”).
Esempi di aree soggette a tettonica trascorrente
Elementi di Geologia Strutturale
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Medio‐oriente : Faglia trascorrenti peri‐arabiche. Tettonica di estrusione del blocco anatolico a causa del movimento verso N della placca arabica.
92
Esempi di aree soggette a tettonica trascorrente
Elementi di Geologia Strutturale
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Catena Himalayana: “escape tectonics” del blocco tibetano a causa della “indentazione” verso N della placca indiana.
da Fossen, 2010
Elementi di Geologia Strutturale
Tettonica trascorrente
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Modellizzazione in laboratorio della tettonica di “indentazione”.
a, b e c: senza aree oceaniche libere.
d, e e f: con area oceanica libera e conseguente “escape tectonics” , 1992
da Tapponnier, 1977
93