SEZIONI GEOLOGICHE. Esempio di rappresentazione di una sezione geologica

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1 SEZIONI GEOLOGICHE Una volta costruita, correttamente, la sezione topografica, il passo successivo è costituito dalla rappresentazione della successione di formazioni geologiche che sono presenti nel sottosuolo investigato. Si tratta di un operazione nella quale è necessario integrare le conoscenze di natura geologica con la capacità di lettura delle figure geometriche nello spazio. Esempio di rappresentazione di una sezione geologica Occorre riportare lungo la sezione la distribuzione reciproca delle diverse formazioni nel sottosuolo, sulla base della interpretazione dell andamento delle tracce, sul piano della carta geologica, delle superfici che separano le diverse formazioni rocciose ( LIMITI GEOLOGICI ).

2 La rappresentazione più comune che si fa di una struttura geologica tridimensionale è quella bidimensionale di carte e sezioni geologiche. Per avvicinarci al 3D si deve rispettare la compatibilità geometrica tra la carta e le sezione geologiche e tra le sezione geologiche stesse.

3 Rappresentazione delle strutture geologiche 2D carta geologica 3D diagramma a blocco Sovrascorrimento (Thrust fault) Faglia normale

4 Quali sono i dati? Dati di superficie: affioramenti rocciosi. Shiprock (altezza pari a ca 500 m), New Mexico. Diatrema (condotto vulcanico riempito da breccia piroclastica) e dicchi radiali.

5 LIMITE GEOLOGICO=CONTATTO TETTONICO Sistema di sovrascorrimenti dell Appennino meridionale a Lagonegro

6 I LIMITI I limiti tra formazioni rocciose stratificate sono piani, come piani sono anche gli strati che compongono le formazioni stesse. L'orientazione dei piani rispetto al Nord è definita da tre parametri: immersione, angolo di inclinazione e direzione. L'immersione è l'angolo che la linea di massima pendenza sul piano (cioè la traccia lasciata da un'ipotetica goccia d'acqua che scorre sul piano) sottende con il Nord; l'immersione si calcola in gradi ad Est del Nord ed è compresa tra 0 e 360. L'angolo di inclinazione è l'angolo che il piano sottende con l'orizzontale. La direzione è l'intersezione tra un piano orizzontale ed il piano di stratificazione, ed è perpendicolare all'immersione.

7 I LIMITI Un piano interseca la superficie topografica nei punti in cui le sue isoipse coincidono con le isoipse della superficie topografica. Questa linea d'intersezione è un limite. Esistono cinque tipi di limiti: Limite orizzontale, Limite a reggipoggio, Limite verticale, Limite a franapoggio meno inclinato del pendio, Limite a franapoggio piu' inclinato del pendio.

8 Limite orizzontale I LIMITI È il limite formato da un piano orizzontale; esso segue perfettamente le isoipse:

9 Limite a reggipoggio I LIMITI Un piano si dice a reggipoggio quando la sua immersione ha verso opposto a quella del pendio. Il limite formato da un piano a reggipoggio segue le isoipse attenuandole:

10 Limite verticale I LIMITI E il limite formato da un piano verticale; esso costituisce una retta che taglia le isoipse:

11 I LIMITI Limite a franapoggio meno inclinato del pendio Un piano si dice a franapoggio quando la sua immersione ha lo stesso verso di quella del pendio. Il franapoggio puo essere meno inclinato del pendio quando l'angolo di inclinazione è minore di quello del pendio. Il limite formato da un piano a franapoggio meno inclinato del pendio accentua la forma delle isoipse:

12 I LIMITI Limite a franapoggio più inclinato del pendio Un piano si dice a franapoggio quando la sua immersione ha lo stesso verso di quella del pendio. Il franapoggio puo essere piu' inclinato del pendio quando l'angolo di inclinazione è maggiore di quello del pendio. Il limite formato da un piano a franapoggio piu' inclinato del pendio è contrario all andamento delle isoipse:

13 SEZIONI GEOLOGICHE Esempio di rappresentazione di una sezione geologica Dove la traccia della superficie di separazione fra due formazioni successive è parallela all andamento della curve di livello, la giacitura di questa superficie sarà sub-orizzontale. Quando invece la traccia è rettilinea, la giacitura è subverticale. NOTA: nella ricostruzione dell andamento delle formazioni geologiche nel sottosuolo occorre ricordare che, per natura, le formazioni geologiche di origine sedimentaria si depositano originariamente, secondo giaciture ad andamento orizzontale, o sub-orizzontale. Si possono avere formazioni sedimentarie caratterizzate da stratificazioni che presentino un inclinazione sensibilmente differente dall orizzontale solo nel caso in cui le formazioni geologiche in questione si siano depositate su pendii inclinati.

14 SEZIONI GEOLOGICHE Esempio di rappresentazione di una sezione geologica Nel mezzo ci sono tutte le altre possibili inclinazioni della giacitura della superficie di separazione fra due formazioni geologiche successive, come esemplificato nella figura. Per quanto riguarda la componente di interpretazione dell assetto reciproco fra le formazioni, proveniente dalle nozioni di geologia, può essere d aiuto seguire alcune regole di natura più strettamente geologica, che, però, ammettono debite e giustificate eccezioni. La prima di queste regole è che, a meno di indicazioni diverse, fornite dalla carta geologica, con opportuna simbologia, le formazioni geologiche più recenti si trovano al di sopra di formazioni più antiche.

15 REGOLE GENERALI le rocce stratigraficamente più giovani si trovano sopra quelle più antiche; le formazioni sedimentarie di ambiente marino saranno più estese e più potenti di quelle di ambiente continentale; le formazioni sedimentarie di origine detritica ed alluvionale hanno in genere, giaciture sub-orizzontale e la loro forma risente della morfologia delle rocce affioranti all epoca della loro deposizione; l età relativa di una roccia ignea effusiva è indicata dalla posizione che essa occupa nella successione stratigrafica; una roccia ignea intrusiva è più giovane delle rocce incassanti che attraversa (comprese eventuali altre rocce ignee); una roccia metamorfica è sempre più giovane del protolite, cioè della formazione rocciosa da cui ha avuto origine; l età del metamorfismo di contatto, regionale o dinamico, è la stessa, rispettivamente, dell intrusione ignea, del processo orogenetico o del movimento tettonico che ha prodotto il metamorfismo; una vena mineralizzata è più giovane delle rocce incassanti, una vena mineralizzata lungo un piano di faglia è in genere più giovane della faglia, una vena mineralizzata è in genere coeva con le rocce ignee circostanti.

16 CONSIGLI PRATICI PER L ESECUZIONE DI UN PROFILO GEOLOGICO FASE 1 Prima di eseguire un profilo geologico, studiare la carta in tutte le sue parti. Farsi un idea su quali rocce affiorano, che età hanno, che tipo di rocce sono (calcari, arenarie, ecc.), quali sono le più giovani e quali le più vecchie. Studiare accuratamente i profili geologici di riferimento al piede della carta, che ci forniscono un idea sullo stile strutturale della regione. FASE 2 Concentrare l attenzione e le osservazioni all intorno della zona del profilo; cercare di capire a grandi linee e facendo schizzi a mano libera qual è l andamento generale degli strati e delle faglie lungo il profilo. FASE 3 Eseguire il profilo topografico; non occorre precisione assoluta nell esecuzione del profilo topografico; cercate in carta i punti quotati e le isoipse principali attraversate dal profilo ed eseguite una topografia di massima. FASE 4 Iniziate da un vertice del profilo, muovendovi verso il vertice opposto, a raccogliere le informazioni geologiche utili alla sua esecuzione. Trovata un informazione, la sua posizione va segnata sul profilo.

17 CONSIGLI PRATICI PER L ESECUZIONE DI UN PROFILO GEOLOGICO FASE 4 Le informazioni da raccogliere sono: 1) formazioni geologiche incontrate, loro età, composizione e spessore desunto dallo schema dei rapporti stratigrafici; 2) limiti tra formazioni geologiche, loro geometria ed andamento secondo la regola dei limiti; 3) simboli di giacitura degli strati; 4) assi di anticlinali e di sinclinali, 5) faglie e sovrascorrimenti e loro geometria ed andamento secondo la regola dei limiti in moda da capire se si tratta di faglie verticali od inclinate, e, se inclinate, capire verso quale punto cardinale immergono. FASE 5 Una volta raccolte tutte le informazioni, iniziate a mano libera a disegnare la struttura geologica, interpretando l andamento degli strati da informazione a informazione, mantenendovi. Eseguite il profilo a blocchi, da faglia a faglia. Nel disegnare gli strati, mantenete gli spessori delle unità stratigrafiche costanti e gli strati paralleli tra loro. FASE 6 Corredate il profilo di legenda, indicando dall alto al basso le unità geologiche incontrate. Riportate per ogni unità il nome formazionale, la litologia prevalente e l età. Indicate sopra il profilo topografico i toponimi incontrati, orientate il profilo e mettete la scala. Non dimenticate data, nome, cognome, matricola e ordinamento.

18 LE SUCCESSIONI OMOCLINALI (=MONOCLINALI) Successione di strati rocciosi inclinati nella stessa direzione, con pendenza costante.

19 LE SUCCESSIONI OMOCLINALI (=MONOCLINALI) Successione di strati rocciosi inclinati nella stessa direzione, con pendenza costante. Le rocce piu' vecchie sono alla base (A), quelle piu' giovani al tetto (D). Al di sopra di una superficie erosionale che tronca la successione A-D si deposita l'unità E con strati orizzontali.

20 LE ETEROPIE DI FACIES L'eteropia è un fenomeno per il quale rocce della stessa età hanno diversa facies a causa del diverso ambiente sedimentario in cui si sono formate. In un profilo geologico, l'eteropia si rappresenta con un limite a "zig-zag" che mette a contatto lateralmente due facies diverse, ad esempio calcari e marne (si veda figura sottostante).

21 ETEROPIE

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23 LE PIEGHE Una anticlinale, a sinistra in figura, è una struttura plicativa con le rocce piu' antiche al nucleo (unità A). Una sinclinale è una struttura plicativa con le rocce piu' giovani al nucleo (unità E). ANTICLINALE SINCLINALE

24 PIEGHE

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27 Ecco come appare una anticlinale in carta; rispetto all asse di simmetria della piega (linea rossa), le unità piu' vecchie si trovano al nucleo (azzurre) e quelle più giovani ai lati (verdi). Ovvero, una anticlinale è rivelata dalla distribuzione spaziale simmetrica (in carta) delle unità litologiche piegate, con le unità piu' vecchie al nucleo; i simboli di giacitura sono un ulteriore elemento diagnostico. Nel caso di anticlinali simmetriche con asse suborizzontale, gli strati hanno immersione divergente dall'asse (nucleo) della piega.

28 In una sinclinale in carta le unità più giovani sono al nucleo (arancioni) e quelle più vecchie ai lati (verdi). Una sinclinale è rivelata dalla distribuzione spaziale (in carta) simmetrica delle unità litologiche piegate, con le unità più giovani al nucleo. Nel caso di sinclinali simmetriche con asse suborizzontale, gli strati hanno immersione convergente verso l'asse (nucleo) della piega, come mostrato in figura.

29 Distribuzione delle giaciture di strati in una sinclinale. Gli strati immergono verso l asse della piega. Nel caso di anticlinali, gli strati immergono simmetricamente via dall asse della piega.