H) Strutture sedimentarie - Docenti.unina.it
H) Strutture sedimentarie - Docenti.unina.it
H) Strutture sedimentarie - Docenti.unina.it
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
Per strutture <strong>sedimentarie</strong> in questa sede si intendono le strutture primarie o singenetiche, cioè<br />
originatesi contemporaneamente al sedimento.<br />
Uno strato privo di strutture si dice massivo.<br />
Da Ricci Lucchi<br />
(1996)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
Uno strato massivo può essere:<br />
omogeneo, ossia cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>o da un solo<br />
componente granulometrico o da due,<br />
ma con tess<strong>it</strong>ura a supporto di clasti;<br />
disomogeneo, cioè cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>o da più<br />
componenti granulometriche distribu<strong>it</strong>e<br />
in modo caotico. Quest’ultimo tipo di<br />
depos<strong>it</strong>o viene anche chiamato<br />
diamicton.<br />
Strati massivi omogenei e<br />
disomogenei (da Bosellini, Mutti &<br />
Ricci Lucchi, 1978).
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
Per quanto riguarda i depos<strong>it</strong>i massivi disomogenei, in geologia del Quaternario si usa il<br />
termine diamicton o diamict.<br />
Per diamicton si intende un miscuglio di ghiaia (spesso anche blocchi), sabbia e<br />
sedimenti fini, mal selezionato, senza riferimenti alla sua origine.<br />
Con questo termine si possono designare non solo la maggior parte dei depos<strong>it</strong>i glaciali,<br />
ma anche depos<strong>it</strong>i di versante, di trasporto in massa, ecc.<br />
Versante interno del cordone<br />
morenico laterale sinistro del<br />
Ghiacciaio del Morteratsch<br />
(Bernina - Svizzera). Si notano<br />
blocchi di varie dimensioni,<br />
anche plurimetriche. Tali blocchi<br />
sono immersi caoticamente in<br />
una matrice sabbiosa e limosa.
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong><br />
Strati disomogenei organizzati.<br />
Strati disomogenei organizzati (da<br />
Bosellini, Mutti & Ricci Lucchi, 1978).
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
Sono strutture della stessa natura degli strati, ma di grado gerarchico inferiore e<br />
rappresentano le un<strong>it</strong>à di sedimentazione più piccole.<br />
Sono strutture interne allo strato.<br />
La laminazione può essere:<br />
I. Laminazione piano-parallela<br />
II.<br />
III.<br />
Laminazione incrociata od obliqua<br />
Laminazione convoluta<br />
Schema di classificazione di strati e lamine in base<br />
al loro spessore (modificato da Campbell, 1967)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
I. Laminazione piano-parallela<br />
Può essere:<br />
• Orizzontale<br />
• Ondulata<br />
Limi e argille a laminazione piano-parallela<br />
orizzontale, deposti in ambiente lacustre di contatto<br />
glaciale (Val Fornace - VA).<br />
Laminazione piano-parallela orizzontale<br />
in corrispondenza del lim<strong>it</strong>e superiore<br />
della battigia di una spiaggia sabbiosa (da<br />
Ricci Lucchi, 1996).
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Laminazione Ondulata<br />
Laminazione piano-parallela ondulata prodotta dalla sovrapposizione di ripples sinusoidali da<br />
corrente (da Ricci Lucchi, 1996).
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
II. Laminazione incrociata od obliqua<br />
La laminazione incrociata od obliqua è cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>a da set di lamine o strati<br />
inclinati rispetto alle superfici di strato principali.<br />
Laminazione incrociata nei depos<strong>it</strong>i eolici antichi dell’Isola d’Elba
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
II. Laminazione incrociata od obliqua<br />
La laminazione incrociata od obliqua può essere defin<strong>it</strong>a a:<br />
• Basso angolo quando ha un’inclinazione inferiore ai 15 - 20°, ed è<br />
sol<strong>it</strong>amente dovuta alla presenza di ripples.<br />
• Foreset quando l’inclinazione è maggiore di 20 - 35°. Si formano per<br />
deposizione sulla superficie sottocorrente di particelle migranti; i<br />
singoli foreset sono visibili per le variazioni granulometriche tra un<br />
foreset e l’altro.<br />
Le laminazioni incrociate (ad esclusione della epsilon cross stratification, che<br />
vedremo successivamente) sono utili per determinare il verso delle correnti:<br />
infatti le lamine sono inclinate nel senso della corrente.<br />
Ovviamente la giac<strong>it</strong>ura delle lamine va misurata su sezioni diversamente<br />
orientate.
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
II. Laminazione incrociata od obliqua<br />
La laminazione incrociata viene classificata sulla base di:<br />
Forma e disposizione delle lamine: in una sezione parallela<br />
all’immersione i foreset possono essere:<br />
• Tangenziali: sono concavi verso l’alto e intersecano la superficie<br />
inferiore del set a basso angolo.<br />
• Planari: sono piani e intersecano la superficie inferiore dei set con<br />
un angolo relativamente alto.<br />
Forma dei foreset.<br />
A = tangenziale;<br />
B = planare<br />
(da Lindholm, 1987).
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Foreset di tipo<br />
tangenziale. Antichi<br />
depos<strong>it</strong>i eolici (Isola<br />
d’Elba.
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Conca di Carsoli (Oricola –<br />
AQ)<br />
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong> in<br />
sabbie fluviali grossolane<br />
generate da correnti trattive.<br />
Si tratta di laminazione<br />
incrociata ad alto angolo<br />
(foreset) di tipo planare. I<br />
foreset hanno un’inclinazione<br />
> 20° (direzione parallela alla<br />
corrente).<br />
I singoli foreset sono visibili<br />
per le variazioni<br />
granulometriche tra un foreset<br />
e l’altro.
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
II. Laminazione incrociata od obliqua<br />
Spessore dei set:<br />
•A grande scala: (spessore set 5 cm - 2 m) si parla di stratificazione<br />
incrociata.<br />
•A piccola scala: (spessore set < 5 cm) si parla di laminazione incrociata.<br />
Una varietà di stratificazione incrociata (a grande scala) è data dalla epsilon<br />
cross stratification, cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>a da sabbie e ghiaie in set poco inclinati (5 -<br />
15°) che si estendono per tutto lo spessore dell’un<strong>it</strong>à.<br />
Epsilon cross stratification,<br />
sezione di barra di meandro<br />
(point bar). (da Bosellini,<br />
Mutti & Ricci Lucchi, 1989)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Lamine<br />
III. Laminazione convoluta<br />
E’ caratterizzata da una complessa<br />
pieghettatura delle lamine compresa tra strati<br />
indeformati di spessore uniforme.<br />
Si originano in sedimenti di granulometria<br />
compresa tra sabbie fini e limo grossolano,<br />
formanti strati spessi da 2 cm a diversi dm.<br />
Le creste anticlinali sono strette, spesso acute,<br />
le sinclinali sono più larghe ed aperte.<br />
L’origine è incerta, si parla di: liquefazione,<br />
stress causato da un altro fluido più denso<br />
che scorre a tetto degli strati convoluti,<br />
espulsione di acqua dai pori, carico<br />
contemporaneo alla deposizione, flusso<br />
laterale di sedimenti liquefatti.<br />
Lamine convolute dovute all’azione di taglio<br />
(o trascinamento) della corrente che<br />
depos<strong>it</strong>ava le lamine. Essa scorreva da destra<br />
a sinistra (da Ricci Lucchi, 1996)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Gradazione<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>:<br />
Gradazione<br />
Variazione progressiva della<br />
granulometria da tetto a letto di<br />
un’un<strong>it</strong>à sedimentaria; può essere<br />
normale o inversa o in sequenze<br />
miste (normali-inverse, inversenormali).<br />
Gradazione normale e inversa (da Lindholm, 1987)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Gradazione<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>:<br />
Gradazione normale o diretta<br />
Gradazione normale o diretta in una carota prelevata in mare.<br />
Si passa gradualmente da un livello di sabbia, prima massivo<br />
e poi grossolanamente laminato, a silt ben laminato, fino ad<br />
un livello argilloso omogeneo.<br />
La base dello strato gradato è nettissima (da Ricci Lucchi,<br />
1996).
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Gradazione<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>:<br />
Gradazione<br />
La gradazione normale riflette in<br />
genere una rapida decelerazione della<br />
corrente, che si può osservare in<br />
molti ambienti sedimentari.<br />
La gradazione inversa indica<br />
generalmente deposizione in massa,<br />
ed è frequente in ambienti<br />
continentali: frane, parti prossimali di<br />
delta, colate di detr<strong>it</strong>o , ecc…<br />
Sequenze deposizionali illustranti le<br />
diverse caratteristiche dei depos<strong>it</strong>i di<br />
debris flow e fluviali (da Marchetti, 2000)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: Gradazione<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Gradazione inversa<br />
Depos<strong>it</strong>o di debris flow con tipica gradazione<br />
inversa (Colle d’Orano – Isola d’Elba)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong> erosive<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: <strong>Strutture</strong><br />
di erosione<br />
Canali e tasche d’erosione<br />
Canale fluviale inciso in depos<strong>it</strong>i sabbiosi e riemp<strong>it</strong>o<br />
da ghiaie eterometriche (Monte Calam<strong>it</strong>a - Isola<br />
d’Elba). Sezione nei sedimenti fluviali del<br />
Fiume Cesano (da Marchetti, 2000).
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong> trattive<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: <strong>Strutture</strong> da<br />
trazione<br />
Ciottoli embricati<br />
Ghiaie embriciate (da<br />
Ricci Lucchi, 1996)
<strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong> da deformazione<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
H) <strong>Strutture</strong> <strong>sedimentarie</strong>: strutture da deformazione<br />
Impatto di oggetti: dropstone<br />
(da Ricci Lucchi, 1978).<br />
Fessure da disseccamento (mud crack)<br />
(da Ricci Lucchi, 1996).
Colore<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
I) Colore<br />
Il colore di un sedimento ha interesse solo per quanto concerne l’alterazione. Non ha<br />
senso perciò valutare il colore di tutti i depos<strong>it</strong>i, ma solo degli orizzonti pedogenizzati.<br />
Con l’età della pedogenesi i sedimenti assumono un colore sempre più rosso, legato alla<br />
presenza di ossidi di ferro.<br />
Il colore quindi, insieme agli altri caratteri legati all’alterazione, può essere un<br />
indicatore per caratterizzare depos<strong>it</strong>i di età diversa.<br />
Il colore, però, come gli altri parametri<br />
dell’alterazione, dipende non solo dall’età, ma<br />
anche dal materiale originale su cui si sviluppa il<br />
suolo, dalla posizione topografica e dal clima.<br />
Le scale di età relativa stabil<strong>it</strong>e in base<br />
all’alterazione hanno quindi un valore solo<br />
locale, bacino per bacino.
Lim<strong>it</strong>i degli strati<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
L) Lim<strong>it</strong>i<br />
Alla fine della descrizione dello strato vanno descr<strong>it</strong>ti i lim<strong>it</strong>i.<br />
Il lim<strong>it</strong>e può essere:<br />
• per erosione;<br />
• per interruzione della sedimentazione;<br />
• per variazioni delle condizioni di sedimentazione (granulometria …).<br />
Il contatto può essere:<br />
• netto;<br />
• graduale;<br />
• sfumato.<br />
Il suo andamento può essere:<br />
• rettilineo;<br />
• ondulato;<br />
• deformato per ……;<br />
• irregolare.
Facies<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
M) Facies<br />
Come ultima cosa va annotata la l<strong>it</strong>ofacies dello strato descr<strong>it</strong>to.<br />
Per l<strong>it</strong>ofacies si intende l’insieme degli aspetti l<strong>it</strong>ologici che caratterizzano<br />
una roccia sedimentaria.<br />
Le l<strong>it</strong>ofacies vengono attribu<strong>it</strong>e per mezzo di schemi e codifiche. Purtroppo<br />
non esiste una codifica unica per tutti i tipi di depos<strong>it</strong>i.<br />
Le codifiche più utilizzate in geologia del Quaternario sono quelle di Miall<br />
(1977; 1978; 1984; 1985), Eyles & Miall (1983), Gnaccolini, Coltorti et alii<br />
(1983).
Aspetti particolari<br />
Coltri eluvio-colluviali<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Che cos’è un eluvio <br />
Eluvio<br />
Insieme di particelle da fini a<br />
grossolane, prodotte dal disfacimento<br />
delle rocce ad opera degli agenti<br />
atmosferici, che si sono accumulate in<br />
posto.<br />
A lato formazione di un materiale eluviale grossolano<br />
(breccia di degradazione).<br />
B: frammenti angolosi sciolti (non cementati) liberati<br />
dalla roccia madre.<br />
C, D, E: stadi successivi di cementazione del detr<strong>it</strong>o, da<br />
una patina iniziale che ricopre i frammenti (C)<br />
all’occlusione completa degli interstizi (E).<br />
(da Ricci Lucchi, 1978).
Aspetti particolari<br />
Aspetti particolari<br />
Coltri eluvio-colluviali<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Che cos’è un colluvio <br />
Colluvio<br />
Materiali fini limoso argillosi massivi, in<br />
genere con ciottoli sparsi che interessano,<br />
anche con spessori metrici, la parte<br />
superiore degli affioramenti.<br />
Questi sedimenti, dopo un movimento<br />
lento grano a grano lungo il versante, si<br />
sono deposti alla base del pendio.<br />
Sono in genere di epoca storica (romana o<br />
medioevale), coincidente con grandi<br />
disboscamenti.<br />
La presenza di carboni è molto comune<br />
nei depos<strong>it</strong>i colluviali (disboscamento e<br />
incendi).
Datazioni<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Datazioni relative principali<br />
Cr<strong>it</strong>eri paleontologici: resti di vertebrati, gusci di molluschi, ostracodi, denti<br />
di rod<strong>it</strong>ori, ecc.<br />
Cr<strong>it</strong>eri paleobotanici: foglie, legni fossili, semi, pollini.<br />
Cr<strong>it</strong>eri geoarcheologici: manufatti l<strong>it</strong>ici e cornei, industrie ceramiche, ecc.<br />
Cr<strong>it</strong>eri pedologici: analisi dei suoli.<br />
Varve: successioni di livelli sedimentari depos<strong>it</strong>ati sul fondo dei laghetti<br />
(soprattutto proglaciali). Si tratta di una sedimentazione continua ma con<br />
caratteri alternativamente diversi in estate ed in inverno.
Datazioni<br />
RILEVAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO DEL QUATERNARIO – A CURA DI: D’OREFICE M. & GRACIOTTI R.<br />
Datazioni radiometriche principali<br />
Si basano sul decadimento di elementi radioattivi. Le determinazioni vengono effettuate misurando la<br />
quant<strong>it</strong>à di materiale decaduto in rapporto a quella presente nel depos<strong>it</strong>o al tempo della sua<br />
formazione, essendo noti i tempi per il decadimento.<br />
Le principali datazioni radiometriche sono:<br />
Carbonio 14. Si basa sulla misura dell’abbondanza dell’isotopo 14 del carbonio. Possono essere<br />
applicate a tutti i materiali in cui sia presente sostanza organica (torbe, paleosuoli, carboni, legni, ossa,<br />
ecc.) ed alle concrezioni carbonatiche (speleotemi, travertini, ecc.), purché la loro età sia compresa tra i<br />
350 anni ed i 35-50.000 anni. Metodi particolari, basati sull’uso del sincrotrone, consentono però di<br />
estendere le datazioni a 70.000 anni.<br />
230<br />
Th/ 234 U e 234 U/ 238 U. Si basano sul disequilibrio nelle serie di decadimento dell’Uranio. Possono<br />
essere applicati a campioni di rocce ignee (plagioclasio e pirosseno), carbonati e fosfati con età fino a<br />
circa 300-350.000 anni.<br />
40<br />
K/ 40 Ar. Si basano sul rapporto tra gli isotopi 40 del potassio e dell’argon. Si utilizzano per le rocce<br />
ignee intrusive ed effusive ( K-feldspato, leuc<strong>it</strong>e, mica ed anfibolo).<br />
39<br />
Ar/ 40 Ar. Si basano sul rapporto tra gli isotopi 39 e 40 dell’argon. Si utilizzano per le rocce ignee<br />
intrusive ed effusive (K-feldspato, leuc<strong>it</strong>e, mica ed anfibolo).<br />
Tracce di fissione. Si applica sui minerali contenenti isotopi della serie dell’uranio e del torio. Tali<br />
minerali devono essere resistenti all’alterazione (apat<strong>it</strong>e e zircone). Il metodo è adatto per le rocce<br />
<strong>sedimentarie</strong> e metamorfiche. Le analisi richiedono molta cautela nella elaborazione dei dati. Si<br />
possono datare rocce di varie centinaia di milioni di anni.