Strutture sedimentarie
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.
H) Strutture sedimentarie
Per strutture sedimentarie in questa sede si intendono le strutture primarie o singenetiche, cioè
originatesi contemporaneamente al sedimento.
Uno strato privo di strutture si dice massivo.
Da Ricci Lucchi
(1996)
Strutture sedimentarie
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H) Strutture sedimentarie
Uno strato massivo può essere:
omogeneo, ossia costituito da un solo
componente granulometrico o da due,
ma con tessitura a supporto di clasti;
disomogeneo, cioè costituito da più
componenti granulometriche distribuite
in modo caotico. Quest’ultimo tipo di
deposito
viene
anche
chiamato
diamicton.
Strati massivi omogenei e
disomogenei (da Bosellini, Mutti &
Ricci Lucchi, 1978).
Strutture sedimentarie
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H) Strutture sedimentarie
Per quanto riguarda i depositi massivi disomogenei, in geologia del Quaternario si usa il
termine diamicton o diamict.
Per diamicton si intende un miscuglio di ghiaia (spesso anche blocchi), sabbia e
sedimenti fini, mal selezionato, senza riferimenti alla sua origine.
Con questo termine si possono designare non solo la maggior parte dei depositi glaciali,
ma anche depositi di versante, di trasporto in massa, ecc.
Versante interno del cordone
morenico laterale sinistro del
Ghiacciaio del Morteratsch
(Bernina - Svizzera). Si notano
blocchi di varie dimensioni,
anche plurimetriche. Tali blocchi
sono immersi caoticamente in
una matrice sabbiosa e limosa.
Strutture sedimentarie
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H) Strutture sedimentarie
Strati disomogenei organizzati.
Strati disomogenei organizzati (da
Bosellini, Mutti & Ricci Lucchi, 1978).
Strutture sedimentarie: Lamine
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H) Strutture sedimentarie: Lamine
Sono strutture della stessa natura degli strati, ma di grado gerarchico inferiore e
rappresentano le unità di sedimentazione più piccole.
Sono strutture interne allo strato.
La laminazione può essere:
I.
Laminazione piano-parallela
II.
Laminazione incrociata od obliqua
III. Laminazione convoluta
Schema di classificazione di strati e lamine in base
al loro spessore (modificato da Campbell, 1967)
Strutture sedimentarie: Lamine
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H) Strutture sedimentarie: Lamine
I. Laminazione piano-parallela
Può essere:
• Orizzontale
• Ondulata
Laminazione piano-parallela orizzontale
in corrispondenza del limite superiore
della battigia di una spiaggia sabbiosa (da
Ricci Lucchi, 1996).
Limi e argille a laminazione piano-parallela
orizzontale, deposti in ambiente lacustre di contatto
glaciale (Val Fornace - VA).
Strutture sedimentarie: Lamine
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Laminazione Ondulata
Laminazione piano-parallela ondulata prodotta dalla sovrapposizione di ripples sinusoidali da
corrente (da Ricci Lucchi, 1996).
Strutture sedimentarie: Lamine
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II. Laminazione incrociata od obliqua
La laminazione incrociata od obliqua è costituita da set di lamine o strati
inclinati rispetto alle superfici di strato principali.
Laminazione incrociata nei depositi eolici antichi dell’Isola d’Elba
Strutture sedimentarie: Lamine
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II. Laminazione incrociata od obliqua
La laminazione incrociata od obliqua può essere definita a:
Basso angolo quando ha un’inclinazione inferiore ai 15 - 20°, ed è
solitamente dovuta alla presenza di ripples.
Foreset quando l’inclinazione è maggiore di 20 - 35°. Si formano per
deposizione sulla superficie sottocorrente di particelle migranti; i
singoli foreset sono visibili per le variazioni granulometriche tra un
foreset e l’altro.
Le laminazioni incrociate (ad esclusione della epsilon cross stratification, che
vedremo successivamente) sono utili per determinare il verso delle correnti:
infatti le lamine sono inclinate nel senso della corrente.
Ovviamente la giacitura delle lamine va misurata su sezioni diversamente
orientate.
Strutture sedimentarie: Lamine
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II. Laminazione incrociata od obliqua
La laminazione incrociata viene classificata sulla base di:
Forma e disposizione delle lamine: in una sezione parallela
all’immersione i foreset possono essere:
Tangenziali: sono concavi verso l’alto e intersecano la superficie
inferiore del set a basso angolo.
Planari: sono piani e intersecano la superficie inferiore dei set con
un angolo relativamente alto.
Forma dei foreset.
A = tangenziale;
B = planare
(da Lindholm, 1987).
Strutture sedimentarie: Lamine
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Foreset
di
tipo
tangenziale. Antichi
depositi eolici (Isola
d’Elba.
Strutture sedimentarie: Lamine
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Conca di Carsoli (Oricola –
AQ)
Strutture
sedimentarie
in
sabbie
fluviali
grossolane
generate da correnti trattive.
Si
tratta
di
laminazione
incrociata ad alto angolo
(foreset) di tipo planare. I
foreset hanno un’inclinazione
> 20° (direzione parallela alla
corrente).
I singoli foreset sono visibili
per
le
variazioni
granulometriche tra un foreset
e l’altro.
Strutture sedimentarie: Lamine
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H) Strutture sedimentarie: Lamine
II. Laminazione incrociata od obliqua
Spessore dei set:
A grande scala: (spessore set 5 cm - 2 m) si parla di stratificazione
incrociata.
A piccola scala: (spessore set < 5 cm) si parla di laminazione incrociata.
Una varietà di stratificazione incrociata (a grande scala) è data dalla epsilon
cross stratification, costituita da sabbie e ghiaie in set poco inclinati (5 15°) che si estendono per tutto lo spessore dell’unità.
Epsilon cross stratification,
sezione di barra di meandro
(point bar). (da Bosellini,
Mutti & Ricci Lucchi, 1989)
Strutture sedimentarie: Lamine
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H) Strutture sedimentarie: Lamine
III. Laminazione convoluta
E’
caratterizzata
da
una
complessa
pieghettatura delle lamine compresa tra strati
indeformati di spessore uniforme.
Si originano in sedimenti di granulometria
compresa tra sabbie fini e limo grossolano,
formanti strati spessi da 2 cm a diversi dm.
Le creste anticlinali sono strette, spesso acute,
le sinclinali sono più larghe ed aperte.
L’origine è incerta, si parla di: liquefazione,
stress causato da un altro fluido più denso
che scorre a tetto degli strati convoluti,
espulsione di acqua dai pori, carico
contemporaneo alla deposizione, flusso
laterale di sedimenti liquefatti.
Lamine convolute dovute all’azione di taglio
(o
trascinamento)
della
corrente
che
depositava le lamine. Essa scorreva da destra
a sinistra (da Ricci Lucchi, 1996)
Strutture sedimentarie: Gradazione
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H) Strutture sedimentarie:
Gradazione
Variazione
progressiva
della
granulometria da tetto a letto di
un’unità sedimentaria; può essere
normale o inversa o in sequenze
miste
(normali-inverse,
inversenormali).
Gradazione normale e inversa (da Lindholm, 1987)
Strutture sedimentarie: Gradazione
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H) Strutture sedimentarie:
Gradazione normale o diretta
Gradazione normale o diretta in una carota prelevata in mare.
Si passa gradualmente da un livello di sabbia, prima massivo
e poi grossolanamente laminato, a silt ben laminato, fino ad
un livello argilloso omogeneo.
La base dello strato gradato è nettissima (da Ricci Lucchi,
1996).
Strutture sedimentarie: Gradazione
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H) Strutture sedimentarie:
Gradazione
La gradazione normale riflette in
genere una rapida decelerazione della
corrente, che si può osservare in
molti ambienti sedimentari.
La
gradazione
inversa
indica
generalmente deposizione in massa,
ed
è
frequente
in
ambienti
continentali: frane, parti prossimali di
delta, colate di detrito , ecc…
Sequenze deposizionali illustranti le
diverse caratteristiche dei depositi di
debris flow e fluviali (da Marchetti, 2000)
Strutture sedimentarie: Gradazione
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.
Gradazione inversa
Deposito di debris flow con tipica gradazione
inversa (Colle d’Orano – Isola d’Elba)
Strutture sedimentarie erosive
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H) Strutture sedimentarie: Strutture
di erosione
Canali e tasche d’erosione
Canale fluviale inciso in depositi sabbiosi e riempito
da ghiaie eterometriche (Monte Calamita - Isola
d’Elba).
Sezione nei sedimenti fluviali del
Fiume Cesano (da Marchetti, 2000).
Strutture sedimentarie trattive
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H) Strutture sedimentarie: Strutture da
trazione
Ciottoli embricati
Ghiaie embriciate (da
Ricci Lucchi, 1996)
Strutture sedimentarie da deformazione
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.
H) Strutture sedimentarie: strutture da deformazione
Impatto di oggetti: dropstone
(da Ricci Lucchi, 1978).
Fessure da disseccamento (mud crack)
(da Ricci Lucchi, 1996).
Colore
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I) Colore
Il colore di un sedimento ha interesse solo per quanto concerne l’alterazione. Non ha
senso perciò valutare il colore di tutti i depositi, ma solo degli orizzonti pedogenizzati.
Con l’età della pedogenesi i sedimenti assumono un colore sempre più rosso, legato alla
presenza di ossidi di ferro.
Il colore quindi, insieme agli altri caratteri legati all’alterazione, può essere un
indicatore per caratterizzare depositi di età diversa.
Il colore, però, come gli altri parametri
dell’alterazione, dipende non solo dall’età, ma
anche dal materiale originale su cui si sviluppa il
suolo, dalla posizione topografica e dal clima.
Le scale di età relativa stabilite in base
all’alterazione hanno quindi un valore solo
locale, bacino per bacino.
Limiti degli strati
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L) Limiti
Alla fine della descrizione dello strato vanno descritti i limiti.
Il limite può essere:
per erosione;
per interruzione della sedimentazione;
per variazioni delle condizioni di sedimentazione (granulometria …).
Il contatto può essere:
netto;
graduale;
sfumato.
Il suo andamento può essere:
rettilineo;
ondulato;
deformato per ……;
irregolare.
Facies
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M) Facies
Come ultima cosa va annotata la litofacies dello strato descritto.
Per litofacies si intende l’insieme degli aspetti litologici che caratterizzano
una roccia sedimentaria.
Le litofacies vengono attribuite per mezzo di schemi e codifiche. Purtroppo
non esiste una codifica unica per tutti i tipi di depositi.
Le codifiche più utilizzate in geologia del Quaternario sono quelle di Miall
(1977; 1978; 1984; 1985), Eyles & Miall (1983), Gnaccolini, Coltorti et alii
(1983).
Aspetti particolari
Coltri eluvio-colluviali
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Che cos’è un eluvio ?
Eluvio
Insieme di particelle da fini a
grossolane, prodotte dal disfacimento
delle rocce ad opera degli agenti
atmosferici, che si sono accumulate in
posto.
A lato formazione di un materiale eluviale grossolano
(breccia di degradazione).
B: frammenti angolosi sciolti (non cementati) liberati
dalla roccia madre.
C, D, E: stadi successivi di cementazione del detrito, da
una patina iniziale che ricopre i frammenti (C)
all’occlusione completa degli interstizi (E).
(da Ricci Lucchi, 1978).
Aspetti particolari
Coltri eluvio-colluviali
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Che cos’è un colluvio ?
Colluvio
Materiali fini limoso argillosi massivi, in
genere con ciottoli sparsi che interessano,
anche con spessori metrici, la parte
superiore degli affioramenti.
Questi sedimenti, dopo un movimento
lento grano a grano lungo il versante, si
sono deposti alla base del pendio.
Sono in genere di epoca storica (romana o
medioevale), coincidente con grandi
disboscamenti.
La presenza di carboni è molto comune
nei depositi colluviali (disboscamento e
incendi).
Datazioni
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Datazioni relative principali
Criteri paleontologici: resti di vertebrati, gusci di molluschi, ostracodi, denti
di roditori, ecc.
Criteri paleobotanici: foglie, legni fossili, semi, pollini.
Criteri geoarcheologici: manufatti litici e cornei, industrie ceramiche, ecc.
Criteri pedologici: analisi dei suoli.
Varve: successioni di livelli sedimentari depositati sul fondo dei laghetti
(soprattutto
proglaciali). Si tratta di una sedimentazione continua ma con
caratteri alternativamente diversi in estate ed in inverno.
Datazioni
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Datazioni radiometriche principali
Si basano sul decadimento di elementi radioattivi. Le determinazioni vengono effettuate misurando la
quantità di materiale decaduto in rapporto a quella presente nel deposito al tempo della sua
formazione, essendo noti i tempi per il decadimento.
Le principali datazioni radiometriche sono:
Carbonio 14. Si basa sulla misura dell’abbondanza dell’isotopo 14 del carbonio. Possono essere
applicate a tutti i materiali in cui sia presente sostanza organica (torbe, paleosuoli, carboni, legni, ossa,
ecc.) ed alle concrezioni carbonatiche (speleotemi, travertini, ecc.), purché la loro età sia compresa tra i
350 anni ed i 35-50.000 anni. Metodi particolari, basati sull’uso del sincrotrone, consentono però di
estendere le datazioni a 70.000 anni.
230Th/234U
e 234U/238U. Si basano sul disequilibrio nelle serie di decadimento dell’Uranio. Possono
essere applicati a campioni di rocce ignee (plagioclasio e pirosseno), carbonati e fosfati con età fino a
circa 300-350.000 anni.
40K/40Ar.
Si basano sul rapporto tra gli isotopi 40 del potassio e dell’argon. Si utilizzano per le rocce
ignee intrusive ed effusive ( K-feldspato, leucite, mica ed anfibolo).
39Ar/40Ar.
Si basano sul rapporto tra gli isotopi 39 e 40 dell’argon. Si utilizzano per le rocce ignee
intrusive ed effusive (K-feldspato, leucite, mica ed anfibolo).
Tracce di fissione. Si applica sui minerali contenenti isotopi della serie dell’uranio e del torio. Tali
minerali devono essere resistenti all’alterazione (apatite e zircone). Il metodo è adatto per le rocce
sedimentarie e metamorfiche. Le analisi richiedono molta cautela nella elaborazione dei dati. Si
possono datare rocce di varie centinaia di milioni di anni.
