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2. LA STRATIGRAFIA E LA TETTONICA NELLO STUDIO DELLE SCIENZE DELLA TERRA
2.1 INFORMAZIONI DALLE ROCCE
• La stratigrafia si occupa di ricostruire le forme dei corpi rocciosi, la loro disposizione
nello spazio. Le giaciture originarie delle rocce e soprattutto l'ordine con cui le rocce
stesse si sono formate.
• La tettonica studia le deformazioni che si manifestano, con il passare del tempo, in
una successione di rocce, come conseguenza dei movimenti di abbassamento,
sollevamento e spostamenti laterali della crosta terrestre.
2.2 RICOSTRUIRE STORIE GEOLOGICHE
La stratigrafia studia la successione cronologica dei vari corpi litoidi e i rapporti geometrici
tra tali corpi al momento della loro formazione; il problema è che ogni roccia, prima o poi,
subisce l'azione di qualche forza che ne provoca la deformazione; bisogna ricorrere per
cui alla tettonica, che studia il modo in cui i materiali della crosta possono deformarsi, le
strutture che i corpi litoidi possono assumere con la deformazione e i movimenti che
hanno subito e che hanno fatto loro acquisire la giacitura attuale.
3. ELEMENTI DI STRATIGRAFA
La stratigrafia si prefigge due obiettivi principali:
• risalire alla natura e all'estensione geografica dei singoli ambienti fisici che hanno
originato (nel tempo) i tipi di rocce che formano la crosta;
• ricostruire l'ordine in cui si sono formate nel tempo tali rocce, cioè stabilire la loro
cronologia relativa.
La stratigrafia studia le formazioni geologiche. Una formazione geologica è un corpo
roccioso caratterizzato da natura litologica uniforme, riferibile a un ambiente di formazione
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rimasto omogeneo per un certo intervallo di tempo. (formazioni sedimentarie, formazioni
ignee, formazioni metamorfiche).
Lo strato è l'unità più piccola di una serie rocciosa ed è delimitato, nei confronti di altri
strati, da superfici di discontinuità, più o meno parallele fra loro, dette piani di
stratificazione.
3.1 LE FACIES SEDIMENTARIE
Il termine facies indica l'insieme delle caratteristiche litologiche di una roccia. Riconoscere
una determinata facies significa quindi identificare l'ambiente fisico di formazione della
roccia e poter risalire alla forma complessiva del corpo litoide. In base all'ambiente di
formazione le rocce sedimentarie si possono distinguere in tre gruppi:
• le facies continentali,
• le facies di transizione,
• le facies marine.
Le facies continentali sono riconoscibili in rocce depostesi su terre emerse in ambiente
subaereo, cioè a diretto contatto con l'aria; tra queste sono molto diffuse le facies fluviali,
le facies moreniche e le facies desertiche. Le facies deducibili dalle rocce permettono di
stabilire la presenza di antichi ghiacciai in zone in cui sono totalmente scomparsi, o di
ricostruire il percorso di fiumi che non esistono già o, di documentare l'esistenza, per un
certo periodo di tempo, di climi diversi dall'attuale, ecc.
Le facies di transizione sono tipiche della fascia di passaggio delle terre emerse al mare;
es.: le facies palustri, le facies lagunari, le facies ad estuario e di delta, le facies delle dune
costiere.
Le facies marine sono tra le più diffuse. Esse possono essere schematicamente
raggruppate in tre grandi suddivisioni: le facies litorali, le facies neritiche
(nerites=conchiglia, fondi sabbiosi o fondi rocciosi) le facies pelagiche (deposizione di
argille e fanghi nei fondi oceanici).
I sedimenti delle facies marine si accumulano strato per strado per centinaia di metri,
prendono origine così corpi litoidi tabulari, con spessori costanti su grandi distanze. Si
tenga conto inoltre che il passaggio laterale, da un tipo di facies all'altro può avvenire
bruscamente o in modo graduale e sfumato. In entrambi i casi si parla di eteropia di facies.
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3.2 I PRINCIPI DELLA STRATIGRAFIA
• Principio di orizzontalità originaria: i sedimenti si depositano, di regola, in strati
pressoché orizzontali e, una volta divenuti rocce, dovrebbero continuare ad
apparire come strati più o meno orizzontali.
• Principio di sovrapposizione stratigrafica: in una successione di rocce sedimentarie
ogni strato è più antico dello strato soprastante e più recente di quello sottostante.
• Principio di intersezione: intrusioni di magma che tagliano altre rocce sono più
giovani di queste.
3.3 IL MARE VA E VIENE: TRASGRESSIONI E LACUNE
• Regressione: fenomeno del ritirarsi del mare
• Trasgressione: fenomeno dell'avanzare del mare ricoprendo un'area emersa.
Una discordanza angolare mette in luce che nel passato una data regione appartenente a
uno strato inferiore è stata deformata fino ad emergere e ad assumere una giacitura
tendente al verticale, di solito sotto forma di catena montuosa. Essa è stata poi erosa fino
ad essere quasi spianata, infine sull'antica superficie è ritornato il mare e si sono
accumulati nuovi sedimenti.
In una discordanza semplice si presenta quando gli strati rimangono paralleli.
In entrambi i casi discordanza, per un certo intervallo di tempo si è avuta erosione e non si
sono deposte nuove rocce: questi fenomeni danno luogo a una lacuna di sedimentazione.
4. ELEMENTI DI TETTONICA
Osservando diversi affioramenti rocciosi si noterà che la loro giacitura non corrisponde a
quella originaria, questo perché le rocce sono state spostate (<<dislocate>>) o compresse
(<<corrugate>>) da movimenti terrestri che si manifestano sulle rocce sotto forma di
pressione litostatica.
4.1 COME SI DEFORMANO LE ROCCE
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Quando la pressione litostatica è abbastanza forte da deformare le rocce si dice che si è
raggiunto il limite di elasticità e quindi che la deformazione è plastica, cioè permanente.
Aumentando lo sforzo il corpo si rompe in corrispondenza di un valore di sollecitazione
chiamato carico di rottura.
La natura delle rocce influisce sul loro comportamento: alcune si comportano in modo
elastico ma fragile, altre in modo plastico o duttile. All'interno della crosta le rocce sono
sottoposte a una pressione citostatica dovuta alle altre rocce che la circondano.
All'aumentare della pressione litostatica aumenta l'intervallo in cui si registra la
deformazione plastica. All'aumentare della temperatura diminuisce l'intervallo di elasticità
e risulta facilitato un comportamento plastico. La presenza di fluidi fa abbassare il limite di
elasticità e facilità la deformazione plastica.
Velocità di deformazione: materiali che si comportano in modo fragile se sollecitati
bruscamente si rompono, se sollecitati per lunghi tempi invece si comportano in modo
plastico.
Bassa pressione e temperatura: comportamento elastico. Alta pressione e temperatura:
comportamento plastico.
4.2 QUANDO LE ROCCE SI ROMPONO: LE FAGLIE
Quando viene applicato uno sforzo molto intenso a una roccia si forma una lunga e
profonda lacerazione che porta allo scivolamento delle due parti per parecchi metri: questa
frattura viene detta faglia. La superficie lungo cui si è verificato il taglio si chiama superficie
di faglia. Le rocce ai lati della faglia risultano spesso frantumate e si chiamano brecce di
frizione. L'entità dello spostamento di una parte rispetto all'altra si chiama rigetto. Le faglie
si dividono in:
• Faglie con piano di taglio inclinato: possono essere dirette o inverse. Si parla di faglia
diretta quando il blocco di rocce che si trova sopra il piano di taglio risulta spostato verso il
basso rispetto a quello contiguo.
Si parla di faglia inversa quando invece è spostato verso l'alto.
• Faglie con piano di taglio verticale: i blocchi risultano uno sollevato e uno abbassato; il
movimento può essere avvenuto lungo la verticale oppure obliquamente, questo lo si può
dedurre dalle strie che si sono formate. Quando però le strie indicano che il movimento è
stato orizzontale si parla di faglie trascorrenti.
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Spesso le faglie sono associate in sistemi, ad esempio quelle che determinano una fossa
tettonica: in questo caso due sistemi paralleli di faglie disposte a gradinata provocano
l'abbassamento della striscia di crosta tra essi interposta (fossa).
4.3 QUANDO LE ROCCE SI PIEGANO: LE PIEGHE
Se le rocce si deformano incurvandosi senza rompersi si formano le pieghe.
Le pieghe si dividono in diversi tipi. Qui ricordiamo i più importanti:
• Monoclinale: strati paralleli con inclinazione costante
• Anticlinale: piega simmetrica convessa verso l’alto
• Sinclinale: piega concava verso l’alto
Monoclinale:
Di seguito alcuni esempi di pieghe Monoclinale:
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Pieghe Anticlinali e sinclinali:
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Esempi di pieghe rovesciate, coricate:
4.4 LE FAGLIE
In conseguenza degli sforzi crostali le rocce possono rompersi dando origine a fratture e
faglie, con relativo spostamento delle parti. LA FAGLIAZIONE
• Il processo di fogliazione si verifica generalmente lungo zone di debolezza della
crosta o dell’ammasso roccioso.
• Il movimento può essere verticale o orizzontale
• Il movimento può essere lento e continuo, ma anche improvviso ed a scatti
• Lo spostamento può essere da pochi centimetri a 10 m
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Tipi di faglie:
• Faglie inverse
• Faglie normali
• Faglie trascorrenti
Esempi di faglie:
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EFFETTI DELLE FAGLIE
• Alle attività delle faglie si possono accompagnare i terremoti
• Generalmente la loro capacità di modellamento è modesta (piccoli spostamenti del
terreno, max10 m, innesco di frane)
Le zone di faglia possono essere vie di
risalita preferenziale di acque sotterranee
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SCARPATE DI FAGLIA
• Le faglie sono spesso evidenziate da particolari caratteristiche topografiche, in
particolare le scarpate di faglia che rappresentano il bordo di un blocco spostato
• Si tratta di pareti verticali alte fino a 3 km e lunghe fino a 160 km.
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HORST (pilastro tettonico)
Horst indica un blocco sollevato tra due faglie parallele. Dal punto di vista topografico può
assumere la forma di un altipiano con due fianchi rettilinei e ripidi
GRABEN (fosse tettoniche)
Graben indica una porzione di terreno ribassato delimitata da faglie parallele che danno
origine ad una valle strutturale, con scarpate di faglie ripide
SISTEMA HORTSE GRABEN
In natura sono frequentemente associati. Esempi sono la regione di Basinand Range(Valle
della Morte, USA), l’isola di Malta
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RIFTVALLEY
Quando i graben si estendono per parecchie centinaia di chilometri e formano lunghi
lineamenti strutturali, questi si definiscono Rift Valley, o fosse tettoniche. (es. Etiopia)
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COMPLESSITÀ DEI MOVIMENTI E DELLE FORME
L’analisi del singolo processo non deve far dimenticare che la realtà è ben più complessa.
Solitamente nella realtà faglie, pieghe e strutture tettoniche si presentano
simultaneamente e possono sovrapporsi nel corso della storia geologica.
5. CICLO GEOLOGICO
La serie stratigrafica di un'area descrive la successione verticale delle formazioni che
affiorano. La lettura e l'interpretazione delle serie stratigrafiche mette in luce delle
ripetizioni cicliche di alcuni eventi.
Il ciclo geologico (o ciclo di Hutton) comprende tipicamente:
• la formazione di rocce, in genere sul fondo del mare;
• la deformazione tettonica di tali rocce per movimenti della crosta, con sviluppo di
magmatismo e metamorfismo e con sollevamento di catene montuose;
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• la demolizione e l'erosione delle strutture prodotte dalla deformazione tettonica, fino allo
spianamento della superficie.
Dopo tempi lunghissimi il mare può ricoprire la superficie di erosione (trasgressione): inizia
così una nuova fase di accumulo di rocce, alla quale seguirà un'altra fase di deformazioni
e così via.
6. LA DEGRADAZIONE DELLE ROCCE ED I SUOLI
disfacimento: insieme delle modificazioni fisico-meccaniche e chimiche che subisce
a roccia al contatto con gli agenti meteorici, fisici e biologici.
disgregazione: modificazione fisico-meccaniche che sfruttano le discontinuità insite
nella roccia
-distacco cristalli (pori, contatti intergranulari, sfaldature)
-distacco di clasti (superfici di scistosità, fratture)
alterazione: modificazioni chimiche
PROCESSI DI ALTERAZIONE CHIMICA
Carbonatazione: l’anidride carbonica presente nell’aria o nel suolo può sciogliersi in
acqua piovana e in quella presente nel suolo conferendole un grado di acidità che la rende
aggressiva soprattutto nei confronti delle rocce carbonatiche
Idrolisi: attacco diretto dell’acqua che scissa in ioni può attaccare chimicamente i silicati
sostituendo l’idrogeno ai cationi metallici presenti nel reticolo cristallino i quali si
combinano con l’ossidrile; questo processo porta alla formazione di prodotti residuali poco
o per nulla alterabili (argille).
Ossidazione: l’ossigeno presente nell’aria o disciolto nell’acqua può interagire con i
minerali con produzione di ossidi o idrossidi in particolare di ferro o manganese
Processi biologici: attacco da parte della microflora e dei batteri che possono produrre
sostanze che passano in soluzione nell’acqua e contribuiscono all’alterazione (anidride
carbonica, ammoniaca, acidi umici) oppure svolgere un’attività biomeccanica di tipo diretto
favorendo la disgregazione meccanica della roccia (licheni→producono anche sostanze
chelanti che legano uno o più atomi metallici presenti nel substrato favorendo ancora di
più la disgregazione ).
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PROCESSI DI DEGRADAZIONE FISICO-CHIMICA
In condizioni di forte inquinamento atmosferico sono presenti elevate quantità di anidride
solforosa e solforica che combinate con acqua intaccano le rocce
carbonatiche favorendone la trasformazione in solfato di calcio idrato (+ solubile) e
significative variazioni di volume (degradazione meccanica).
PROCESSI DI DEGRADAZIONE FISICA
Processi biologici: gli apparati radicali delle piante svolgono azione di divaricazione e
disarticolazione dei clasti rocciosi
Termoclastismo: processo di frantumazione della roccia dovuto a variazioni di
temperatura (stress meccanico per dilatazione/contrazione termica) →formazione di split
boulder
Crioclastismo: in presenza di acqua, processo causato dalle variazioni di temperatura al
di sopra e al di sotto del punto di congelamento.
Aloclastismo: effetto di frantumazione della roccia per effetto dell’evaporazione di acque
interstiziali ricche di soluti (cristallizzazione dei Sali per l’evaporazione e quindi aumento di
pressione).
Idratazione: dovuto all’assorbimento di molecole d’acqua nel reticolo cristallino di alcuni
minerali che provoca un aumento di volume (da anidrite a gesso → irreversibile; argille
montmorillonitiche → reversibile).
Pressure release: legata all’esumazione di rocce intrusive con struttura interna isotropa
(assenza di discontinuità); quando affiorano subiscono un detensionamento che causa lo
sviluppo di sistemi di fratturazione paralleli al versante. A scala locale possono verificarsi
fenomeni di esfoliazione superficiale; possono svilupparsi a scale da centimetriche a
ettometriche.
I minerali che sono cristallizzati a temperature più elevate sono quelli che alla temperatura
ambiente mostrano una maggiore instabilità (maggiore propensione all’alterazione); ad es.
il quarzo che nella serie di Bowen cristallizza per ultimo, quindi a temperatura minore, è
quello che più difficilmente si altera...mentre l’olivina che cristallizza per prima a
tempersature elevate è il minerale più in stabile in superficie. I processi di alterazione
chimica differenziale determinano lo sviluppo di micro morfologie che mettono in luce,
esaltandole, le caratteristiche tessiturali di una roccia. Le rocce vengono spesso più
agevolmente identificate dai rilevatori in base al loro aspetto esteriore.
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Nelle aree con morfologia subpianeggiante (assenza di erosione) lo sviluppo dei processi
di alterazione chimica e degradazione fisica del substrato lapideo o delle coltri di depositi
superficiali si svolge con completezza dando luogo ad un profilo pedogenetico ben
strutturato e con orizzonti ben definiti.
In ambiente collinare o montano lo sviluppo dei processi pedogenetici è sempre
accompagnato da processi di denudamento superficiale che tendono ad asportare i
prodotti dell’alterazione (o apportandone di nuovi) con sviluppo di suoli decapitati.
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INDICE
2. LA STRATIGRAFIA E LA TETTONICA NELLO STUDIO DELLE SCIENZE DELLA TERRA ...... 1
2.1 INFORMAZIONI DALLE ROCCE ........................................................................................ 1
2.2 RICOSTRUIRE STORIE GEOLOGICHE............................................................................. 1
3. ELEMENTI DI STRATIGRAFA.................................................................................................... 1
3.1 LE FACIES SEDIMENTARIE .............................................................................................. 2
3.2 I PRINCIPI DELLA STRATIGRAFIA.................................................................................... 3
3.3 IL MARE VA E VIENE: TRASGRESSIONI E LACUNE ....................................................... 3
4. ELEMENTI DI TETTONICA ........................................................................................................ 3
4.1 COME SI DEFORMANO LE ROCCE.................................................................................. 3
4.2 QUANDO LE ROCCE SI ROMPONO: LE FAGLIE.............................................................. 4
4.3 QUANDO LE ROCCE SI PIEGANO: LE PIEGHE ............................................................... 5
4.4 LE FAGLIE.......................................................................................................................... 8
5. CICLO GEOLOGICO ................................................................................................................ 15
6. LA DEGRADAZIONE DELLE ROCCE ED I SUOLI................................................................... 16
FONTE: CENNI DI GEOMORFOLOGIA STRUTTURALE A CURA DI S. FURLANI
HTTPS://WWW.TESIONLINE.IT/V2/APPUNTO-SUB.JSP?P=4&ID=113
HTTP://TERZAG.NETSONS.ORG/SCIENZE/STRATIGRAFIA%20E%20TETTONICA.PDF