Appunti Sedimentologia

CONCETTI BASE DELLA SEDIMENTOLOGIA

Alla base della sedimentologia c’è il concetto di strato e dunque la stratigrafia.

I principi fondamentali della stratigrafia sono:

l’attualismo (o uniformitarismo)

- la sovrapposizione

- l’orizzontalità

-

Lo strato

Uno strato è un livello tabulare o lenticolare di una roccia sedimentaria che è caratterizzato da

uniformità litologica, tessiturale e da un’unità tettonica che lo contiene e soprattutto è un oggetto

che può essere distinto da ciò che sta sopra e da ciò che sta sotto.

Per cui uno strato è un oggetto del quale siamo in grado di riconoscere la base e il tetto ossia il

limite superiore e inferiore.

Lo strato registra un evento deposizionale, che può essere rapido oppure molto lento, per cui ogni

strato registra un evento deposizionale.

I limiti tra gli strati sono momenti di non deposizione, di erosione o di cambiamento delle condizioni

deposizionali, questo perché uno strato si forma sotto le stesse condizioni fisiche, chimiche e

biologiche che dunque devono rimanere costanti.

Argille caratterizzano mare molto profondo, calcari caratterizzano mare poco profondo, la ghiaia in

un ambiente continentale, la sabbia in un ambiente di spiaggia.

Uno strato si differenzia dunque per:

Base e tetto, gli strati che stanno alla base sono SEMPRE più vecchi di quelli che stanno al

- tetto (a meno che io non abbia avuto movimenti tettonici che hanno deformato lo strato);

Spessore (mi dice quanto è stato lungo, quanto è durato, l’evento deposizionale);

- Continuità laterale (ossia ha un’estensione riconoscibile anche con delle lacune tra lo stesso

- strato);

Granulometria, perché se ho differenze di granulometria vuol dire che ho sedimenti derivanti da

- processi diversi, se ho ad esempio deposizione, non deposizione, deposizione, non

deposizione…la stasi nella deposizione è data dalla presenza di radici ad esempio.

Strutture sedimentarie;

- .

Gli strati possono essere semplici/singoli o composti, quando riesco a riconoscere bene gli strati

dico che sono singoli mentre quando non sono riconoscibili (molto sottili o composti da lenti per cui

lenticolari) si dice che è composito.

Lo strato può essere caratterizzato da strutture sedimentarie diverse, da granulometrie diverse, una

laminazione incrociata o piano parallela.

Come si sviluppa una stratificazione (bedding plane delevopement)

Se io avessi un accumulo di sabbia sul fondo del mare, questo crea delle ondine dette ripples;

quando arriva una mareggiata porta via quasi tutto ciò che si è sedimentato prima, ma non tutto.

Se porta via tutto non ho registrazione sedimentaria dell’evento ma se porta via solamente un

pezzo, io potrò avere registrato l’evento deposizionale, capire cosa l’ha creato e anche cosa ha

interrotto la sedimentazione. Il prossimo evento deposizionale si andrà a depositare su quello che

si è creato prima che magari è separato da una superficie che io chiamo erosiva perché l’erosione

ha eliminato parte delle strutture sedimentarie precedenti, salvandone solo alcune.

Per cui io riconoscerò un evento dalla troncatura che sta sotto, poi riparte la sedimentazione o

evento deposizionale, arriva un’altra tempesta, porta via la maggior parte delle strutture

sedimentarie, ha inizio un nuovo evento deposizionale e così via.

Per cui ad esempio se io ho uno strato di argilla e poi sopra uno di ghiaia vorrà dire che sono

cambiate le condizioni sedimentarie, poi possiamo trovare nuovamente il silt perché magari si sono

ripristinate le condizioni sedimentarie; la ghiaia poteva essere stata depositata da un evento

eccezionale come una piena che porta un materiale grossolano.

Per cui magari posso mettere in relazione gli eventi eccezionali ad un periodo di cambiamenti

climatici magari quando si ha un clima più caldo piove di più perciò si avrà una piena mentre

quando c’è freddo piove di meno per cui si ha una stasi.

Come avviene la deposizione?

-Quando io ho un flusso tranquillo la deposizione delle particelle avviene per decantazione, non ho

differenziazione. Le particelle (generalmente molto fini, argille o silt) vengono trasportate, perdono

energia e, in ambienti calmi, vanno sul fondo e si depositano (generalmente si tratta di laghi o mari

dunque fondi oceanici), la laminazione è molto sottile perché è data dalla deposizione una sull’altra

di queste particelle.

Di solito questa deposizione è planare e quasi perfettamente uniforme a meno che non sia

successivamente deformata ad esempio da movimenti tettonici.

-Posso poi avere fenomeni trattivi, le particelle sono trasportate da una corrente sul fondo. Questo

genera un’interazione tra il fluido che trasporta le particelle e il fondo, che viene eroso. La

deposizione che avrò sarà incrociata perché l lamine o gli strati che si formano risentono della

corrente.

-Poi posso avere depositi di massa, ad esempio una frana o nel caso di conoidi di deiezione

Un altro esempio può essere questo: in condizioni di sedimentazione normali sul fondo del mare si

depositano ad esempio fanghi di piattaforma, ad un certo punto si ha un evento eccezionale che

porta nella piattaforma un grosso accumulo di materiale che si chiama torbidite (ad esempio una

frana sottomarina).

Una frana sottomarina può essere stata innescata ad esempio da un terremoto, per cui si può

anche registrare la paleosismicità di un determinato territorio.

Io vedrò dunque un elemento gradato perché quando si verifica una frana sottomarina ci sarà un

movimento caotico di sedimenti in sospensione ma poi cadranno sul fondo prima le pietre più

grosse, poi man mano che l’evento termina le pietre più fini e poi quelle ancora più fini per cui io

vedrò uno strato con una gradazione, che si dice diretta, che è funzione della diminuzione di

turbolenza/forza dell’evento.

E questo oggetto si può ripetere nel tempo. Accadrà allo stesso modo in mare e in terra.

Analisi degli strati

Noi possiamo analizzare gli strati ad esempio da un punto di vista evolutivo, deposizionale, per cui

sulla base di ciò che è successo nello spazio e nel tempo.

Ogni strato corrisponde ad un evento deposizionale ben preciso all’interno del quale si sono

mantenute più o meno costanti le stesse condizioni fisico/chimiche/ambientali che hanno dato

origine alla deposizione di tale strato.

 Colorazione

Anche il colore degli strati cambia, ad esempio possiamo trovarci davanti ad una stratificazione di

strati chiari e strati scuri, e ciò vorrà dire ad esempio che in un lago cambiava il volume d’acqua per

cui si sono succedute fasi di concentrazione della materia organica perché c’era poca acqua e fasi

di diluizione della materia organica perché c’era tanta acqua, ma non è cambiato l’ambiente

deposizionale.

Se trovo invece strati di colore diverso che sono magari grigi e rossi ciò può voler dire che si sono

alternati periodi anossici e non anossici.

 Stratificazione

Stratificazione piano parallela, plane beds

- Quando si ha una deposizione piano-parallela (inclinata o meno) si registrano condizioni

ambientali abbastanza tranquille, ciò vuol dire che l’energia non era tanta, non c’erano

particolari correnti o particolari eventi deposizionali.

Per cui in questo caso sarà avvenuto un cambiamento di ambiente deposizionale come ad

esempio di mare poco profondo e di mare molto profondo ecc.

Ci sono strati piano paralleli che creano paesaggi tabulari, ciò vuol dire che per un lungo

periodo le condizioni sono rimaste abbastanza stabili e non sono avvenuti movimenti

tettonici, per cui frane, terremoti o altre cose, che abbiano deformato il bacino sedimentario.

Un esempio sono dei plateau, ad esempio fatti di una materiale giallastro che poggia su un

materiale grigiastro per cui si tratta di sabbie che poggiano su delle argille, le argille si

associano al mare profondo mentre le sabbie alla costa per cui ciò che si è verificato è

sostanzialmente la diminuzione del livello del mare.

Es. laminazione piano-parallela tipica di un lago, ci sono alternanze chiaro-scure a causa

della stagionalità e dunque in base alla concentrazione di materia organica.

Es. deposizioni piano-parallele di successioni marine vecchie di fondo oceanico, dunque si

hanno grossi strati di argilla e in mezzo delle torbiditi (che sono frane sottomarine).

Se io vedo invece dei piani inclinati ciò vuol dire che si sono depositati piano paralleli e poi

si son deformati per cui io ho prima un’evuluzione geologica sedimentaria e poi

un’evoluzione strutturale di tettonica del bacino sedimentario.

Stratificazione incrociata, cross beds

- Quando si ha dell’energia si ha una stratificazione incrociata, quest’energia deve dunque

essere tale da riuscire a muovere i grani.

Ad esempio per le dune c’è bisogno di sabbia, vento e la forza del vento deve essere tale

da riuscire a trasportare la sabbia sulla cresta dell’onda che cadrà poi per gravità fino ad

ottenere sul fronte della duna degli oggetti inclinati, detti grain fall, se ciò si ripete nel tempo

per cui questi strati si sovrappongono si può avere una stratificazione incrociata.

Come fanno a formarsi gli strati incrociati? Perché se io ho solo una duna si avranno degli

strati obliqui ma non incrociati.

Se ad un certo punto avviene un evento eccezionale (come ad esempio assenza di vento

che permette lo sviluppo di vegetazione che magari ha stabilizzato la duna oppure una

tempesta) che porta via parte della duna, su ciò che rimane può formarsi una nuova duna,

poi può tornare un evento eccezionale, si forma una nuova duna e così via.

Se io non ho la preservazione di parte della vecchia duna non avrò una stratificazione

incrociata.

Quando la duna è molto grossa si stacca dalla parte basale e continua più avanti. Con il

tempo il lato della duna si sposta, ma migra solo la parte più alta lasciando come residuo

ciò che aveva creato prima che magari si è indurito e compattato. Noi sappiamo sempre la

direzione del vento grazie alla direzione delle lamine.

Le dune diventano rocce perché col tempo si compatta il grano uno dentro l’altro, ci piove,

circolano fluidi e cementa i grani.

La stratificazione incrociata non è tipica solo delle dune ma in generale di ambienti in cui si

ha un’energia.

Ad esempio ci può essere una duna che si alterna a qualcosa che non è una duna, ci può

essere ad esempio materiale più fine di una sabbia che è tipico di un ambient