CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE. Modulo di Geologia strutturale Cartografia Geologica. Lettura ed interpretazione delle carte geologiche

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Marisa Grossi
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1 Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche Facoltà Scienze Via Trentino, Cagliari CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE Modulo di Geologia strutturale Cartografia Geologica Lettura ed interpretazione delle carte geologiche 2-Giaciture, modello 3D, orizzontali, sezione geologica, inclinazione reale ed apparente A.A Docente: Antonio Funedda

2 Corso di Cartografia Geologica Introduzione Il corso ha come obiettivo finale saper leggere ed interpretare una carta geologica, applicando le conoscenze generali della geologia (finora acquisite) e alcune tecniche fondamentali che verranno insegnate durante il suddetto corso. Con queste dispense, s intende offrire agli studenti una guida alle conoscenze introduttive della cartografia geologica: lettura di una carta geologica e interpretazione tridimensionale tramite ricostruzione di linee di forma e sezioni geologiche. Tutte le conoscenze geologiche (stratigrafiche e strutturali) e cartografiche (rappresentazione della superficie topografiche) devono essere già acquisite. Data l esigua durata questo è necessariamente un corso introduttivo, per cui le tecniche avanzate di interpretazione di una carta geologica, in particolare per ciò che riguarda la ricostruzione dell assetto geometrico, non verranno trattate. QUESTE DISPENSE SONO DESTINATE ESCLUSIVAMENTE AGLI STUDENTI DEL CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELLA TERRA CHE SEGUONO L'INSEGNAMENTO DI Elementi di Geologia strutturale e Cartografia Geologica. HANNO QUINDI SOLO UNO SCOPO DIDATTICO E VENGONO DISTRIBUITE GRATUITAMENTE. NON POSSONO ESSERE ASSOLUTAMENTE MESSE IN VENDITA SOTTO QUALSIASI FORMA. I DIRITTI DELLE FIGURE OVE CITATE SONO DI PROPRIETÀ DEGLI AUTORI. N.B. Queste dispense costituiscono il materiale utilizzato durante il corso, ma non sono da ritenersi come esaustive degli argomenti trattati a lezione, che a seconda delle esigenze didattiche, anche dovute alle sollecitazioni degli studenti, potranno essere modificate in corso d opera.

3 Misura della giacitura di un piano o di una linea

dalla direzione; (c) inclinazione (b) (dip) Per una linea: (a) (b) (c)

4 Misura della giacitura di un piano o di una linea Per un piano: (a) Direzione (strike) (a); (b) Direzione di immersione (Dip direction), a 90 dalla direzione; (c) inclinazione (b) (dip) Per una linea: (a) (b) (c) Direzione d'immersione (a) (trend); inclinazione (b) (plunge); angolo di caduta (g) (pitch);

5 Misura della giacitura di un piano o di una linea Sulle superfici di faglia si possono formare delle lineazioni dette anche "strie" che indicano la direzione di movimento avvenuto lungo quella superfice e quindi permettono anche una classificazione cinematica della faglia. Di seguito sono elencate delle misure di "strie" misurate su un piano di faglia immergente di 47 verso 050. Determina quali di queste lineazioni sono corrette, nel senso che sono coerenti con la giacitura del piano di faglia misurato, infatti un errore di misurazione con la bussola potrebbe aver portato ad una misura di giacitura della lineazione (la stria) che non è contenuta sul piano della faglia. Per le orientazioni valide indicare anche la cinematica della faglia. Lineazione (immersione ed inclinazione) Coerente? (si o no) Tipo di cinematica (trascorrente, secondo la massima pendenza o obliquo) a b c d e f N000 /34 N140 /0 N298 /33 N050 /47 N000 /75 N121 /20

6 Misura della giacitura di un piano o di una linea Lineazione (immersione ed inclinazione) Coerente? (si o no) Tipo di cinematica (trascorrente, secondo la massima pendenza o obliquo) a b c d e f N000 /34 N140 /0 N298 /33 N050 /47 N000 /75 N121 /20

7 Rappresentazione 3D in una Carta Geologica L intersezione tra la base topografica, in particolare le curve di livello ed i punti quotati, con le strutture geologiche riportate in carta (contatti stratigrafici, faglie) permette la ricostruzione tridimensionale, e quindi lo sviluppo in profondità delle strutture geologiche, partendo dalla rappresentazione planare rappresentata in carta. L abilità di un buon geologo è proprio riuscire ad individuare la terza dimensione e quindi i rapporti geometrici tra le varie formazioni distinte nella carta. L andamento cartografico di una linea che rappresenta la traccia di un contatto stratigrafico, o qualsiasi altra superficie geologica, non è casuale, ma risponde a precise regole geometriche Regola della V Quando una superficie geologica incontra una valle il suo andamento cartografico assume la forma di un V con la punta verso la formazione geometricamente soprastante. In altre parole: il vertice indica la direzione d'immersione del contatto (escluso il caso di contatti a franapoggio meno inclinato del pendio). (da Weijermars, 1998) N.B. fanno eccezione i contatti stratigrafici delle formazioni recenti (depositi alluvionali, ecc.)

8 Intersezione tra limiti e topografia franapoggio franapoggio reggipoggio (da Weijermars, 1998)

Immerge di 30 verso SE 1. Immerge di 52 verso SE 2.

9 Influenza della giacitura sulla forma dell affioramento 1.Orizzontale 2. Immerge di 9 verso SE 3. Immerge di 17 verso SE 4. Immerge di 30 verso SE 1. Immerge di 52 verso SE 2. Immerge di 68 verso SE 3. Immerge di 79 verso SE 4. Verticale dal sito:

a b b Antiforme con piano assiale verticale ed

10 Influenza della topografia sulla forma dell affioramento area pianeggiante area con rilievi a a b b Antiforme con piano assiale verticale ed asse orizzontale (a: profilo; b: carta) (da D. M. Ragan, 1985)

Orizzontali Le orizzontali sono le linee che ricostruiscono la geometria di una struttura geologica sfruttando i suoi punti di intersezione con le curve altimetriche e quindi con la

11 Orizzontali Le orizzontali sono le linee che ricostruiscono la geometria di una struttura geologica sfruttando i suoi punti di intersezione con le curve altimetriche e quindi con la superficie (= linee che individuano tutti i punti di una superficie geologica che stanno alla stessa quota). In inglese sono dette anche structure contours o curve di livello strutturali

direzione delle superfici di strato misurate.

12 Orizzontali Le linee orizzontali sono parallele alla direzioni dei contatti, e quindi nelle successioni stratificate alla direzione delle superfici di strato misurate. La loro distanza orizzontale dipende dall'inclinazione del contatto (da D. Powell, 1996)

13 Ricostruzione dei contatti geologici Orizzontali

14 Ricostruzione dei contatti geologici Orizzontali

15 Ricostruzione dei contatti geologici Orizzontali

16 Regole principali Come si realizza una sezione geologica Eseguire un profilo topografico lungo la traccia scelta, il rilievo topografico potrebbe essere insignificante rispetto alla sezione, nel caso di sezioni lunghe km. Proiettare sul profilo topografico i contatti tra le varie formazioni attraversate dalla traccia della sezione e dei contatti tettonici Se in carta sono indicati direzione e inclinazione degli strati o di altre superfici vanno riportati anch'essi. E' possibile calcolare l'inclinazione apparente rispetto alla traccia della sezione. Così come si proiettano le strutture in profondità è opportuno proiettarle anche al di sopra della superficie topografica attuale. Ad esempio è corretto congiungere i due fianchi di una antiforme per mostrarne la geometria precedente all'erosione. (da Weijermars, 1998, modificata)

17 Come si realizza una sezione geologica Le giaciture si proiettano lungo la direzione L'estrapolazione di dati strutturali da aree distanti deve essere fatta con cautela.

18 PROIEZIONE DEI CONTATTI Come si realizza una sezione geologica Le giaciture si proiettano lungo la direzione L'estrapolazione di dati strutturali da aree distanti deve essere fatta con cautela.

19 In ogni sezione geologica riportare: 1. orientazione, 2. scala, 3. toponimi, 4. legenda (se diversa dalla carta geologica), 5. simboli cinematici lungo le faglie, 6. tracce piani assiali Come si realizza una sezione geologica

rappresentare successioni orizzontali poco potenti, non

20 Come si realizza una sezione geologica Se non strettamente necessario, generalmente per meglio rappresentare successioni orizzontali poco potenti, non esagerare la scala delle altezze. (da Weijermars, 1998) (da D. Powell, 1996)

21 Inclinazione reale e apparente Inclinazione reale Inclinazione apparente tg bc ab bc 100 = tg 120 = tg0,83 = 40 tg bd = tg (da D. Powell, 1996) = tg0,444 = 24

22 Inclinazione reale e apparente (da Rowland et al., 2007)

23 Inclinazione reale e apparente Quando la direzione degli strati non è ortogonale alla traccia della sezione l'inclinazione reale a deve essere proiettata su di essa calcolandone l'inclinazione apparente w con diagrammi o con la seguente formula considerando la direzione tg tg sen considerando l'immersione tg tg cos 90

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Misura della giacitura di un piano o di una linea direction), a 90 dalla direzione Per un piano: (a) Direzione (strike) (a); (b) Direzione di immersione (Dip (c) inclinazione (b) (dip) Per una linea: (a)