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H) Strutture sedimentarie - Docenti.unina.it

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<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.

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