Capitolo 5 Elementi fondamentali di tettonica e stratigrafia Studia l assetto della crosta terrestre, le dislocazioni che ha subìto attraverso le ere geologiche e le deformazioni delle rocce. Deformazioni delle rocce di due tipi: - Fragile: fratture, faglie - Duttile (plastico): pieghe 268 FRATTURE Generalmente tutte le rocce presentano una certa fratturazione. Fratture s.l. o diaclasi: quando non è presente uno spostamento significativo dei due lati (labbra della frattura) 269
FAGLIE Fratture con movimento relativo delle due labbra Esempi di faglie 270 FAGLIE Esempi di faglie: le frecce indicano le direzioni degli spostamenti lungo il piano di faglia. 271
Rigetto: entità dello spostamento Specchio: piano di faglia quando è lisciato 272 Faglie verticali: labbra simmetriche Faglie inclinate: Si distinguono: - tetto (t): faccia rivolta verso il basso (parte che si trova sopra la faglia) - muro (m): faccia rivolta verso l alto (parte che si trova sotto la faglia) 273
Faglie dirette o normali: tetto abbassato rispetto al muro Faglie inverse: tetto sollevato rispetto al muro Faglia diretta Faglia inversa 274 Faglie dirette: distensione, inclinazione elevata (>45 ) Faglie inverse: compressione, inclinazione bassa (<45 ) Distensione: faglie dirette Compressione: faglie inverse 275
Faglie trascorrenti: movimento orizzontale predominante Faglie trascorrenti. A: destra (quando un osservatore posto su uno dei due blocchi e guarda l altro oltre la faglia ed esso risulta spostato verso destra); B: sinistra (viceversa). 276 277
278 279
Sistemi di faglie: associazioni di faglie dirette o inverse. Faglie a gradinata: associazione distensiva più semplice, costituita da faglie vicarianti (faglie per le quali alla diminuzione di rigetto in una si affianca un aumento in quella contigua) Sistemi di faglie distensive: A) faglie vicarianti; B) faglie associate con faglia di raccordo 280 Sistemi horst e graben o fossa tettonica: associazioni di faglie dirette che si formano in genere a seguito di inarcamenti della crosta 281
Rifts: graben di grosse dimensioni (larghezza: decine di km; lunghezza: migliaia di km) Rift valley dell Africa Orientale 282 (a) Due grandi fosse tettoniche (rift valley) si stanno formando nell Africa orientale mentre la crosta continentale è soggetta a trazione; il grande lago compreso tra le due fosse tettoniche è il Lago Vittoria. Il Mar Rosso e il Golfo di Aden sono esempi di uno stadio più evoluto del rifting e dello sviluppo di un oceano. 283
(b) Lago Magadi (Kenya) lungo la Grande Rift Valley dell Africa orientale. A causa della grande velocità di evaporazione e della mancanza di drenaggio dall esterno, il Lago Magadi è un lago ricco di carbonato di sodio, un sale che imbianca le piane di fango sulle sponde del lago. (c) Foto da satellite della penisola del Sinai. Il Mar Rosso è in basso, il Golfo di Suez sulla sinistra e il Golfo di Al Aqaba sulla destra. Probabilmente il Mar Rosso è molto simile a come doveva apparire l Oceano Atlantico meridionale 270 milioni di anni fa. 284 Rift valley 285
PIEGHE Deformazioni tipiche di rocce stratificate (non in rocce cristalline) dovute a compressione. 286 A) Anticlinale: piega convessa verso l alto con al nucleo formazioni più antiche B) Sinclinale: piega concava verso l alto con al nucleo formazioni più giovani Piega completa nel suo sviluppo teorico e come si presenta a seguito di fenomeni erosivi. Al nucleo dell anticlinale affiorano le rocce più antiche e viceversa per la sinclinale 287
C) Flessura (o Monoclinale) e Piega a ginocchio: piegatura che raccorda due pacchi di rocce stratificate ad andamento orizzontale. Flessura o monoclinale (A): lieve pendenza Piega a ginocchio (B): strati rovesciati 288 FORME DI PIEGHE Piega asimmetrica rovesciata: un fianco supera la verticale Piega asimmetrica coricata: piano assiale suborizzontale Vergenza: senso di rovesciamento A) vergenza; B) piega simmetrica; C) piega asimmetrica; D) piega asimmetrica rovesciata; E) piega asimmetrica coricata 289
FORME DI PIEGHE A) Isoclinale (fianchi paralleli); B) a ventaglio; C) a scatola; D) a chevron (a punta); E) a cuspide 290 PIEGHE - FAGLIE Pieghe anticlinali associate a faglie inverse. Sistema di pieghe faglie in rocce fragili: l accentuazione di un anticlinale rovesciata può portare alla rottura della piega in più blocchi 291
PIEGHE - FAGLIE Rocce più plastiche: si ha dapprima un assottigliamento e poi la rottura Evoluzione di una piega-faglia in rocce plastiche per evoluzione di un anticlinale rovesciata sottoposta a compressione 292 SOVRASCORRIMENTI E FALDE DI RICOPRIMENTO Corpi traslati orizzontalmente su distanze variabili da pochi km a centinaia di km e delimitati inferiormente da una superficie di rottura (piano di scorrimento). Sovrascorrimento: movimento di limitata entità e quando è chiaramente individuabile la zona di origine del blocco sovrascorso A: sovrascorrimento radicato passante lateralmente a piega rovesciata (A1) e diritta (A2); B: sovrascorrimento sradicato 293
Falda di ricoprimento: movimento di vaste proporzioni e quando non è più riconoscibile la zona di origine del blocco sovrascorso A: Rappresentazione schematica di una falda di ricoprimento; B: falda formatasi a partire da un originaria piega-faglia inversa. 294 PRINCIPI DI STRATIGRAFIA STRATIGRAFIA: parte della Geologia che studia la successione delle rocce sedimentarie secondo l ordine di deposizione. Rocce sedimentarie: studiate sulla base di due criteri: - Litologico: unità litostratigrafiche - Cronologico: unità geocronologiche 295
PRINCIPI DI STRATIGRAFIA UNITA LITOSTRATIGRAFICHE Formazione: unità litostratigrafica fondamentale, caratterizzata da omogeneità litologica o alternanza di 2 o più litotipi 296 PRINCIPI DI STRATIGRAFIA UNITA LITOSTRATIGRAFICHE Limiti di formazione: definiti in corrispondenza di cambiamenti litologici, indipendentemente dall età 297
PRINCIPI DI STRATIGRAFIA UNITA LITOSTRATIGRAFICHE Membri: unità litostratigrafiche minori (all interno di Formazioni) Gruppo: unione di due o più Formazioni con qualche affinità Nome formazione: dalla località in cui affiora con migliore e più completa esposizione, oppure dalla tradizione Esempi: Calcare di Esino, Formazione di Monte Morello, Rosso Ammonitico, Maiolica 298 PRINCIPI DI STRATIGRAFIA ETA DELLE ROCCE Età delle rocce ed eventi geologici determinati attraverso due approcci: Datazione relativa: si ricostruisce la sequenza di avvenimenti geologici sulla base delle relazioni strutturali delle rocce Datazione assoluta: fornisce l età effettiva delle rocce, utilizzando alcuni fossili guida ( principio della successione dei fossili ) o altre tecniche quali la datazione radiometrica, basata sui processi di decadimento radioattivo di alcuni elementi più pesanti (quali uranio, torio o piombo) contenuti in alcune rocce 299
PRINCIPI DI STRATIGRAFIA UNITA GEOCRONOLOGICHE Intervallo di tempo durante il quale si sono depositate determinate rocce Unità: - era - periodo - epoca -età 300 PRINCIPI DI STRATIGRAFIA ETA RELATIVA Legge della Sovrapposizione degli strati: in un gruppo di rocce sedimentarie non deformate, lo strato superiore è il più giovane Principio dell interazione della discontinuità trasversale: una faglia è più recente delle più giovani rocce che disloca o interseca. Allo stesso modo, un plutone è più giovane della roccia in cui è incassato 301
PRINCIPI DI STRATIGRAFIA Sezioni geologiche che illustrano la Legge della Sovrapposizione e dell interazione delle discontinuità ed il Principio della successione dei fossili. Gli strati di calcare sono correlabili in quanto contengono gli stessi fossili. I numeri indicano le età corrispondenti; il numero 1 indica la roccia più giovane. Faglia più recente di 1, plutone più recente di 3. 302 Successione stratigrafica della Serie Toscana nell area del Chianti 303