ARGOMENTI DELLA LEZIONE ODIERNA
Stratigrafia, giacitura e deformazione delle rocce
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
La Stratigrafia, la Giacitura e
le Deformazioni delle Rocce
Abilitazione A059 - Didattica della Geologia
Stratigrafia – Stima dell’età di una roccia
 Le rocce rappresentano la materializzazione di processi
fisici, chimici e biologici avvenuti nel passato.
 Compito del geologo è:
– stimare l’età delle rocce;
– correlare rocce coeve geograficamente separate, per capire età,
durata e natura dei processi naturali responsabili della
formazione delle rocce stesse.
 Ogni metodo di datazione si basa su informazioni fisiche,
chimiche e biologiche contenute nelle rocce. Il nostro
punto di partenza per la datazione e la correlazione delle
rocce è sempre e comunque la roccia stessa.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Stratigrafia – Stima dell’età di una roccia
 Il tempo fluisce uniformemente.
Un dato processo naturale si sviluppa nel tempo a
velocità data, ma la registrazione del processo nelle
rocce è discontinua: il processo è materializzato sia da
rocce sia da assenza di rocce (discordanze con lacune
temporali).
Discordanza con lacuna temporale
Gran Canyon NP, USA
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Stratigrafia – Correlazione tra rocce
 Correlazione:
processo con cui si mettono in relazione rocce
geograficamente distanti ma originate nello stesso
periodo di tempo.
Stratigrafia del Colorado Plateau, USA
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Principi fondamentali per datare e correlare
le rocce sedimentarie
 Principio di originaria orizzontalità degli strati.
 Principio di originaria superposizione degli strati.
 Principio di originaria continuità laterale degli strati.
 Principio di intersezione.
 Principio di inclusione.
 Principio di successione faunistica.
 Legge di Walther.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Leggi di Niccolò Stenone (1638-1686)
 Principio di originaria orizzontalità degli strati.
Le rocce sedimentarie si depongono con geometrie
(sub)orizzontali, parallelamente alla superficie terrestre.
 Principio di originaria superposizione degli strati.
In una successione di rocce sedimentarie, deposte
orizzontalmente, le rocce più vecchie giacciono al di
sotto delle più recenti.
 Principio di originaria continuità laterale degli strati.
all’atto della formazione, gli strati si estendono in tutte le
direzioni fino a ridursi ad uno spessore nullo o a
terminare contro i bordi del bacino di deposizione.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Leggi di Niccolò Stenone (1638-1686)
strati più recenti
Le rocce sedimentarie, quindi, si formano
orizzontalmente, le une sulle (dopo le) altre.
I
strati più vecchi
metodi
per
datarle
e
correlarle,
di
conseguenza, si basano su informazioni
fossilizzate le une sulle (dopo le) altre.
Principio di originaria superposizione
Principio di originaria orizzontalità
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Principio di originaria continuità laterale
Principi di Charles Lyell (1797-1875)
 Principio di intersezione.
Un evento che interrompe una roccia tagliandola
trasversalmente (intersecandola) è più giovane della
roccia tagliata.
 Principio di inclusione.
Una roccia inclusa in un’altra è più vecchia della roccia
includente.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Principi di Charles Lyell (1797-1875)
Principio di intersezione
Principio di intersezione
Intrusione di magma
in una roccia più antica
Faglie che tagliano
una successione sedimentaria più antica
Ciottoli inclusi in una roccia più recente
Principio di inclusione
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Principio di William Smith (1769-1839)
 Principio di successione faunistica.
" . . . each stratum contained organized fossils peculiar
to itself, and might, in cases otherwise doubtful, be
recognized and discriminated from others like it, but in a
different part of the series, by examination of them.”
(Smith)
William Smith, geologo rilevatore britannico, ha
contribuito alla formulazione di questo principio, che può
essere riassunto come segue:
strati geograficamente distanti ma contenenti la stessa
associazione di fossili avranno la stessa età. Quando un
fossile scompare in una successione di strati non
comparirà più negli strati successivi, a parità di ambiente
deposizionale; l’estinzione è per sempre.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Principio di William Smith (1769-1839)
Principio di
successione faunistica
[2] Strati con fossili
dello stesso tipo
hanno la stessa età.
[1] Fossili trovati in alcuni strati
dell’affioramento A sono dello stesso
tipo di quelli rinvenuti negli strati
dell’affioramento B, distante dal primo.
[3] Una sezione composita di A e B mostra le successioni I
e II che sovrastano la III, che quindi è la più antica.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Legge di Johannes Walther (1860-1937)
 Legge di Walther.
I sedimenti della stessa facies si depositano gli uni
accanto agli altri. I sedimenti di facies attigue si
depositano gli uni accanto agli altri (eteropia di facies).
A causa di trasgressioni e regressioni, in continuità di
sedimentazione le facies migrano lateralmente e si
sovrappongono a quelle attigue.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Il concetto di facies sedimentaria
Una facies sedimentaria è un corpo sedimentario sviluppato su
spessori metrici e caratterizzato da attributi fisici che lo differenziano
rispetto ai sedimenti che gli sono associati, sia lateralmente sia
verticalmente. Un’associazione di facies definisce un ambiente
deposizionale.
Ambiente deposizionale
Facies sedimentaria
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Il concetto di trasgressione
La trasgressione registra uno
spostamento della linea di costa
verso terra, con conseguente
migrazione delle facies verso terra.
arenarie
siltiti
argilliti
calcari
Associazione di
facies di spiaggia
Legge di Walther
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Il concetto di regressione
La
regressione
registra
uno
spostamento della linea di costa
verso mare, con conseguente
migrazione delle facies verso mare.
Legge di Walther
Associazione di
facies di spiaggia
arenarie
siltiti
argilliti
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
calcari
Successione di Spinaceto (Roma)
 Si passa da argille azzurre del
pliocene a sabbie marine, a
ghiaie deltizie, a ghiaie fluviolacustri,ad argille con
lamellibranchi salmastri,
sabbie dunari,depositi calcarei
lacustri con diatomee,argille
palustri,tufi con resti di
piante,limi alternati a prodotti
piroclastici.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Misura delle età delle rocce e scale temporali
 Misure relative
litostratigrafia, stratigrafia sequenziale, biostratigrafia,
magnetostratigrafia, stratigrafia isotopica,
astrostratigrafia. Stima dell’età di una roccia
relativamente a un’altra roccia.
 Misure radiometriche
datazioni radiometriche. Stima del numero di anni
trascorsi dalla formazione di una roccia.
 Scale Temporali
Scaturiscono dall’integrazione tra misure relative e
radiometriche.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Litostratigrafia – Il concetto di formazione
 Metodo di classificazione, detta litostratigrafica, che
permette di suddividere e organizzare le successioni di
rocce in unità (litostratigrafiche) distinte in base alla
litologia.
 L’unità di riferimento della litostratigrafia è la formazione,
che consente di distinguere i corpi rocciosi adiacenti in
base alle loro caratteristiche litologiche.
 La classificazione litostratigrafica e il concetto di
formazione si applicano a tutti i tipi di roccia: ignee,
sedimentarie, metamorfiche.
 L’elemento base della formazione è lo strato.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Stratigrafia – scala dei tempi
EONI
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Giacitura - stratimetria
Giacitura di uno strato
La giacitura di uno strato è definita
dalla sua direzione (orizzontale),
dall’immersione e dall’angolo di
inclinazione rispetto all’orizzontale.
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Deformazione fragile e deformazione duttile
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Sforzo (pressione) e deformazione
Tipo di deformazione
Estensione
Compressione
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Stiramento
Accorciamento
Deformazione fragile e duttile in
esperimenti di laboratorio
Ductile
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Brittle
Sforzo di taglio e deformazione
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Rapporto sforzo-deformazione
Un materiale naturale sottoposto ad uno sforzo si deforma in
modo elastico fino ad un “punto di non ritorno”; a questo punto il
materiale può rompersi (comportamento fragile) o continuare a
deformarsi in modo irreversibile (comportamento plastico).
Comportamento elastico
Il materiale sottoposto a
sforzo si deforma in modo
reversibile, cioè se lo sforzo
applicato viene rimosso il
materiale torna allo stato
iniziale.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Strutture geologiche e sforzi
 Sforzo tensionale
– Faglie normali o dirette.
 Sforzo compressivo
– Pieghe, faglie inverse, sovrascorrimenti (anche detti thrust, faglie
inverse con una superficie di rottura a basso angolo).
 Sforzo di taglio (tangenziale)
– Faglie trascorrenti.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Faglie normali o dirette
 Causate da uno sforzo
tensionale.
 Il tetto scende relativamente al
letto.
Faglia normale
letto
tetto
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Faglie inverse
 Causate da uno sforzo compressivo.
 Il tetto sale relativamente al letto.
Faglia inversa
tetto
letto
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Sovrascorrimento (thrust)
 Causate da uno sforzo compressivo.
 Piano di faglia a basso angolo.
 Il tetto sale relativamente al letto.
tetto
letto
Sovrascorrimento
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Faglie trascorrenti
 Movimento parallelo alla direzione del piano di faglia
– Il piano di faglia, in genere, è subverticale.
 Causata da uno sforzo di taglio.
 Distinte in destre e sinistre, in base
al movimento relativo dei blocchi.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Pieghe
 Una piega deriva dalla deformazione duttile di strati
rocciosi.
 Anticlinale: piega in cui le rocce più antiche si trovano al
nucleo; i fianchi sono divergenti.
 Sinclinale: piega in cui le rocce più giovani si trovano al
nucleo; i fianchi sono convergenti.
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Alcuni esempi di faglie
El Salvador, faglie normali
Sovrascorrimento di Glarus, Alpi Svizzere
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Pianico, Lombardia
Sanetscher Pass, Valais, Svizzera
Pieghe - sinclinale
Sinclinale
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Pieghe - anticlinale
Anticlinale
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Deformazioni duttili: le pieghe
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Morcles Nappe, Swiss Alps
Anticlinale
Abilitazione A060 - Didattica della Geologia
Anticlinale
Sinclinale
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