CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE A.A Corso di GEOLOGIA STRUTTURALE. Docente: Antonio Funedda PIEGHE PIEGHE

Transcript

1 CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE A.A Corso di GEOLOGIA STRUTTURALE Docente: Antonio Funedda PIEGHE PIEGHE Una piega è una struttura prodotta quando una superficie originariamente piana è deformata fino a diventare curva. Strutture in genere connesse ad un raccorciamento. Espressione di una deformazione duttile e continua. Caratteristiche di ambienti termo-barici anche molto diversi. Pieghe in colata lavica Isola di S. Pietro Pieghe in rocce anchimetamorfiche- Valle di Rio San Marco 1

2 PIEGHE: Aspetti Geometrici CERNIERA (hinge): zona di massima curvatura FIANCHI o LEMBI (flanks o limbs): zone di raccordo tra Le cerniere. CRESTA: punto di massima culminazione Punto e Linea di FLESSO (inflection line): confine tra due pieghe contigue (nel caso di un piegamento di più strati avremo un piano di flesso) AMPIEZZA: distanza tra linea mediana e superfici d'inviluppo LUNGHEZZA D ONDA: distanza tra due punti omologhi adiacenti in un treno d'onde PIEGHE: Aspetti Geometrici da Fossen,

3 PIEGHE: Aspetti Geometrici PIEGHE: Aspetti Geometrici In base alle caratteristiche geometriche potremo avere una piega: Antiforme (fianchi convergenti verso l alto) o Sinforme (fianchi convergenti verso il basso) da Allmendinger 3

4 PIEGHE: Aspetti Geometrici In base alle caratteristiche stratigrafiche possiamo distinguere pieghe: Anticlinali (strati più vecchi a nucleo della piega) o Sinclinali (strati più giovani a nucleo). Successione normale Successione rovesciata PIEGHE: Aspetti Geometrici La LINEA DI CERNIERA è quella linea che unisce tutti i punti di cerniera lungo una singola superficie piegata. Quando la piega è cilindrica tale linea prende il nome di ASSE della piega. Considerando una piega che interessi più strati: La superficie che unisce le linee di cerniera è detta: SUPERFICIE ASSIALE. Se la Superficie Assiale è una superficie piana questa viene chiamata anche: PIANO ASSIALE e la piega è definita PIANA; se è una superficie curva la piega è definita NON PIANA. L'intersezione tra la superficie topografica e la superficie assiale individua la traccia della superficie (o Piano) assiale. 4

5 PIEGHE: Classificazione Per definire in maniera completa la giacitura di una piega è necessario conoscere la giacitura dell asse (orientazione e inclinazione) e la giacitura del piano assiale (direzione e inclinazione) (da Fleuty, 1964). da Fossen, 2016 PIEGHE: Elementi di stile Elementi che caratterizzano la forma delle pieghe: Simmetria Cilindrismo Stile della superficie piegata: Ampiezza della piega Angolo di apertura Curvatura della cerniera Stile dello strato piegato (Class. di Ramsay): Isogone Spessore ortogonale Spessore secondo il piano assiale Stile del piegamento multistrato: Armonico o Disarmonico Geometria del piano assiale 5

6 PIEGHE: Aspetti Geometrici Angolo di piegamento : angolo tra le linee normali alla superficie piegata costruite sui punti di flesso della piega Angolo di apertura : angolo tra le due linee tangenti ai punti di flesso. E l angolo supplementare dell angolo di piegamento. Piega Simmetrica PIEGHE: Aspetti Geometrici Attenzione: il piano assiale di una piega con più strati non è generalmente parallelo alla bisettrice di φ. 6

7 PIEGHE: Simmetria Una piega è detta simmetrica quando la linea bisettrice di φ divide la piega in due parti specularmente identiche. L inclinazione β tra la bisettrice di φ e la superficie mediana M indicano il grado di asimmetria della piega (maggiore è l asimmetria minore è Piega Asimmetrica destra (o a Z) β). Per convenzione il senso di asimmetria è determinato guardando verso l inclinazione della cerniera, se orizzontale bisogna specificare l orientazione. Piega Asimmetrica sinistra (o a S) PIEGHE: Simmetria (Micascisti, Isola Asinara) 7

8 Elementi di PIEGHE: Simmetria (Formazione di Pala Manna, presso Rio Mulargia-Mandas) PIEGHE: Simmetria Come si formano le pieghe parassite (parasitic folds) o di ordine minore da Fossen,

9 PIEGHE: Simmetria Il riconoscimento e la messa in carta di pieghe con asimmetria tipo "S" o "Z", riferito al profilo di pieghe asimmetriche, ci fornisce informazioni sulla posizione delle cerniere e quindi dei piani assiali delle pieghe ma non sulla direzione di trasporto associata a tale piegamento. Questo metodo risulta poi difficile da utilizzare in aree dove gli assi sono suborizzontali. La forma a "S" o "Z" delle pieghe in questo caso dipende solamente della direzione in cui si guarda la piega. da de Sitter, 1963 PIEGHE: Simmetria La simmetria delle pieghe può dare indicazioni sulla deformazione e sull'orientazione dell'ellissoide dello strain. da Fossen, 2010 Nel caso di taglio puro: in generale superfici parallele al ISA3 ( all'asse di massimo raccorciamento) svilupperanno pieghe simmetriche. Nel caso di taglio semplice... 9

10 Elementi di PIEGHE: Stile Rapporto tra Ampiezza e Lunghezza d'onda (Aspect ratio) E' il rapporto P tra l'ampiezza A di una piega, misurato lungo la superficie assiale e la metà della lunghezza d'onda L/2 misurata tra due punti di flesso Apertura di un piega E' data dall'aperture dell'angolo di apertura (o interlembo) ι (cui corrispondono valori opposti dell'angolo di piegamento φ) blande molto appuntita A P L 2 Curvatura della cerniera E' dato dal rapporto tra il raggio di curvatura della cerniera e quello del cerchio tangente ai punti di flesso aperte appuntita chiuse molto curva serrate isoclinali (φ=180, ι=0) curva blandamente curva da Trevisan & Giglia Elementi di PIEGHE: Stile Piega chiusa a cerniera molto curva (Scisti a Graptoliti Auct, presso Porto Tramatzu) Piega serrata cerniera molto appuntita (Arenarie di San Vito, presso Riu Gruppa) 10

11 Elementi di PIEGHE: Cilindrismo Pieghe cilindriche e non cilindriche Per cilindrismo di una piega si intende una struttura in cui una linea con orientazione costante possa essere mossa lungo la superficie piegata senza perdere contatto con essa. Questa retta, che può anche essere definita come retta generatrice della piega, è l asse della piega e coincide con la linea di cerniera di quella piega. Se questa condizione non viene verificata si avranno pieghe non cilindriche pieghe coniche e pieghe a guaina (o a fodero o Sheat fold). Pieghe che approssimano quelle cilindriche sono talvolta dette cilindroidi. da Fossen, 2016 da Ragan, 1976 Elementi di PIEGHE non cilindriche Piega conica Piega a guaina, o a fodero o sheat fold da Allmendinger da Fossen,

12 PIEGHE: Cilindrismo Piega cilindrica Piega non cilindrica PIEGHE calcolo asse da Ramssay & Huber,

13 Elementi di PIEGHE: classificazione con Linee isogone (Ramsay, 1967) Misura delle Linee isogone Linea isogona: segmento che congiunge i punti di due superfici adiacenti aventi la stessa inclinazione La classificazione considera il rapporto tra lo spessore ortogonale (dei fianchi, t ) e lo spessore lungo il piano assiale (= spessore della cerniera, T ) Elementi di PIEGHE: classificazione con Linee isogone (Ramsay, 1967) 13

14 Elementi di PIEGHE: classificazione con Linee isogone (Ramsay, 1967) Classi delle pieghe distinte con il parametro t = t / t 0, dove t 0 è lo spessore ortogonale per = 0 e T = T /T 0 dove T 0 è lo spessore lungo il piano assiale per = 0 PIEGHE : armonia nei piegamenti multistrato L'armonia H di un piegamento multistrato è osservabile in profilo (vista parallela all'asse). Un piegamento viene definito armonico o disarmonico a seconda del rapporto esistente tra la profondità del piegamento D (= distanza lungo il piano assiale per la quale esiste il piegamento) e la semi-lunghezza d'onda λ/2. H = 2D/ D Un piegamento è definibile: armonico - quando la piega è continua lungo il piano assiale per molti multipli della semilunghezza d'onda; disarmonico - quando la piega si spegne entro una distanza D inferiore a poche semilunghezze d'onda (Formazione di Cabitza, presso Masua) 14

15 PIEGHE : armonia nei piegamenti multistrato Progressiva variazione della geometria della piega (non simile) verso il nucleo, dove mostra un piegamento disarmonico. Notare come il piegamento diventa disarmonico nella frazione dove prevalgono i livelli siltitici (colore scuro) e quindi meno competenti. (Formazione di Cabitza, presso Marina di Masua) PIEGHE Pieghe parallele Pieghe a chevron Pieghe simili Pieghe a kink Pieghe a scatola o coniugate (box-fold) piegamento disarmonico 15

16 PIEGHE Piega coricata a geometria quasi isoclinale, con cerniere ispessite e fianchi assottigliati e foliazione di piano assiale. (Paragneiss Isola Asinara) PIEGHE Pieghe con geometria a Kink (Filladi ordoviciane (?), presso Argentiera-Nurra) 16

17 PIEGHE Piega a guaina (livello carbonatico nelle Arenarie di San Vito presso Baccu Olioni) PIEGHE Dipartimento Dipartimento di Scienze chimiche di Scienze e della geologiche Terra - Cagliari Piega a guaina Metarenarie paleozoiche - Argentiera)) 17

18 PIEGHE Pieghe simili (marmi devonici presso Genna Silana)) Elementi di Pieghe ptigmatiche 18