Appunti di Geologia

Le faglie e i loro tipi

Una faglia è una frattura dove è presente movimento parallelo alla superficie di faglia (in risposta allo stress di taglio). Con evidenti segni di dislocazione. Spostamento di orizzonti stratigrafici (strati di roccia che vengono rotti e spostati). 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) Faglia diretta o normali: tetto abbassato rispetto al muro Faglie inverse: tetto sollevato rispetto al muro Faglie dirette: distensione, inclinazione elevata (>45°) Falglie inverse: compressione, inclinazione bassa (<45°) Faglie trascorrenti: movimento orizzontale predominante 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 un una si affianca un aumento in)

quella contigua). Sistemi di horst e graben o fossa tettonica: associazioni di faglie dirette che si formano in generale a seguito di inarcamenti della crosta.

Pieghe: Deformazioni tipiche di roccia stratificate (non rocce cristalline) dovute a compressione.

• Anticlinale: piega convessa verso l'alto con al nucleo formazioni più antiche
• Sinclinale: piega concava verso l'alto con al nucleo formazioni più giovani
• Flessura (o Monoclinale) e Piega ad ginocchio: piegatura che raccorda due pacchi di rocce stratificate ad andamento orizzontale.

Forme di pieghe:

• Piega asimmetrica rovesciata: un fianco supera la verticale
• Piega asimmetrica coricata: piano assiale suborizzontale
• Vergenza: senso di rovesciamento

Sovrascorrimenti e faldi di ricoprimento: Corpi traslati orizzontalmente su distanze variabili da pochi km a 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. Falda di ricoprimento: movimento di vaste proporzioni e quando non è più riconoscibile la zona di origine del blocco sovrascorso. 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 geocronogiche Unità litostratigrafiche Formazione: unità litostratigrafica fondamentale, caratterizzata da omogeneità litologica o alternanza di due o più litotipi. Limiti di formazione: definiti in corrispondenza di cambiamenti litologici, indipendentemente dall'età. 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 esposizione.

più completa esposizione, oppure dalla tradizione

Esempi: Calcare di Esino, Formazione di Monte Morello, Rosso Ammonitico, Maiolica.

Età delle rocce:

Età delle rocce ed eventi geologici determinati attraverso due approcci:

Datazione relativa: si ricostruisce la sequenza di avvenimenti geogici sulla base delle relaizoni strutturali dell 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.

Età relativa

Legge della sovrapposizione degli Strati: in un gruppo di rocce sedimentarie non deformate, lo stato 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.

Rocce e terreni

Roccia: sistema eterogeneo formato da un aggregato di minerali

Minerale: corpo omogeneo, con data composizione chimica, formato naturalmente.

Alte definizioni

Roccia (rock): aggregato naturale di grani minerali legati da forze coesive elevate e permanente anche dopo prolungata agitazione in acqua (soaking)

Terra (soil): aggregato naturale di grani minerali che può essere facilmente disgregato per agitazione in acqua.

Rocce deboli

Rocce con comportamento geomeccanico intermedio fra quello delle rocce lapidee e delle terre,

Rocce lapidee degradate o alterate: in cui processi di degradazione fisica e/o chimica determinano la disgregazione e decomposizione della roccia in una condizione intermedia fra questa e il terreno residuale,

Terre litificate: in cui i processi diagenetici di compattazione (riarrangiamento grani), consolidazione (espulsione d'acqua) e cementificazione

conferiscono alla terra legami interparticellari stabili,

Rocce intrinsecamente deboli: rocce in cui l'elevata frazione argillosa e l'altra vacuolarità rende scadenti le proprietà meccaniche indipendentemente dai processi post-deposizionali; tipiche rocce deboli sono le argilliti, le marne, i tufi.

Proprietà tecniche delle rocce

Proprietà termiche

Conducibilità termica: capacità di una roccia di propagare il calore,

Capacità termica: capacità di una roccia di immagazzinare il calore,

Dilatazione termica: deformazioni subite da una roccia per effetto del calore; generalmente: DT=50°, DL= 1-3 mm per L=5

Resistenza al calore e al fuoco: variabile nelle rocce

Durezza: resistenza permanente della superficie di una roccia. Dipende non tanto dalla durezza dei singoli minerali quanto dallo stato di aggregazione e cementazione.

Durevolezza: attitudine a resistere alla degradazione atmosferica. Dipende da fattori:

estrinseci (clima, esposizione rispetto al vento)

intrinseci (composizione mineralogica e struttura)

Gelività: attitudine a resistere a cicli di gelo-disgelo

Rocce gelive: si sgretolano facilmente sotto l’azione del gelo

Divisibilità: attitudine delle rocce a dividersi secondo direzioni predeterminate.

Divisibilità evidente

Divisibilità latente

Divisibilità per:

• stratificazione
• scistosità
• fessurazione
• fratturazione

Dimensionalità: massime dimensioni che si possono ottenere dalle rocce. Importante per colonne, scogliere, ecc.

Potere legante: attitudine dei frammenti di alcune rocce a legarsi con altre particelle per formare un corpo unico e compatto (è richiesta per i sottofondi stradali). Rocce con potere legante sono quelle che contengono carbonato di calcio come i calcari, le dolomie, i calcari marnosi, ecc.

Proprietà tecniche delle terre

Fasi del terreno Pesi di volume

Proprietà indici

Coesione e

attritoCoesione: attrazione fra i granuli di unterreno dovuta a forze di naturaelettrostatica. Ghiaia e sabbiacoesione nulla. Argille e limi coesionediversa da zero

Attrito: funzione delle dimensioni, delgrado di selezione, del grado sfericità,del grado di arrotondamento deigranuli e della tessitura del materiale. Ghiaia e sabbia attrito elevato. Argillee limi attrito basso.

Le acque sotterranee

Ciclo idrologico

Acque sotterranee: si organizzano in corpi idrici con caratteristiche differenti a seconda del tipo dimateriale.

• Rocce cristalline o sedimentarie: circolano prevalentemente lungo fratture e discontinuità
• Rocce carbonatiche (carsiche): circolano lungo cavità e condotti carsici
• Terre sciolte: riempiono vuoti presenti tra granuli

Acquiferi: terreni(rocce) saturi d’acquaall’interno dei quali avviene il deflussosotterraneo

Falde: acque che circolano negli acquiferi

Terreno Sopra Falda

Sopra la falda freatica 0<S<1 ed è funzione

Le condizioni climatiche, la granulometria del terreno e la distanza dalla falda freatica influenzano la circolazione idrica nelle terre sciolte e negli acquiferi.

Se agisse solo la gravità, sopra la falda il terreno dovrebbe essere completamente asciutto (S=0).

Tuttavia, l'acqua è soggetta alla tensione superficiale che contrasta la forza di gravità e tende a trattenere umidità al di sopra della falda freatica.

La risalita capillare è inversamente proporzionale alle dimensioni dei vuoti intergranulari.

La circolazione idrica nelle terre sciolte avviene attraverso gli acquiferi, che possono essere suddivisi in zona di alimentazione (zona di infiltrazione e zona di accumulo) e zona di deflusso (acquifero vero e proprio e zona di sbocco).

Gli acquiferi possono essere classificati come acquiferi liberi (limitati solo inferiormente da substrato, con falda che può liberamente oscillare) o acquiferi in pressione (delimitati superiormente e inferiormente da livelli impermeabili).

(aquicludi)SI possono inoltre avere situazioni intermedie. Acquiferi semiliberi o semiartesiani: acquiferi limitati alla base o al tetto da un livello non perfettamente impermeabile (acquitardo). Un sistema acquifero può essere monostrato o multifalde (multistrato). Le falde: - Falda libera: delimitata inferiormente dalla frangia capillare o dall'atmosfera (falda affiorante). La superficie piezometrica e la superficie della falda coincidono. - Falda freatica: falda libera più superficiale. - Falda in pressione: delimitata superiormente da un corpo impermeabile, quindi la superficie piezometrica non coincide con il tetto della falda. - Falda artesiana: falda in pressione che emerge in superficie (livello piezometrico più alto del piano campagna). - Falda saliente: falda in pressione che non emerge in superficie (livello piezometrico inferiore al piano campagna). Tipi di acque nel terreno: - Acque reticolari: fanno parte del reticolo cristallino di alcuni minerali. - Acque di ritenzione: non sono libere di

muoversi per gravità

Acqua igroscopica: condensazione dell'umidità intorno ai granuli

Acqua pellicolare: acqua adsorbita intorno a minerali delle argille per forze elettrostatiche

Acqua capillare: legata a tensione superficiale e adesione con le particelle solide

Acqua gravitativa (libera in s.s.): acqua libera di muoversi per gravità

Permeabilità: attitudine del terreno a lasciarsi attraversare dall'acqua.

LEGGE DI DARCY

Q = k