Ambienti sedimentari e facies

AMBIENTI SEDIMENTARI E FACIES

Un ambiente sedimentario è definito come il complesso delle condizioni fisiche,

chimiche e biologiche in cui un sedimento si accumula. Capire un ambiente di

formazione ci permette di conoscere la storia passata. Esistono 3 tipi di ambienti

deposizionali.

-Continentale

-Marino

-Di transizione

Una facies descrive l’associazione di alcune caratteristiche fisiche chimiche e o

biologiche che permettono di differenziare e distinguere un corpo roccioso da un altro.

Essa è il prodotto della deposizione e può essere peculiare di un particolare ambiente

deposizionale o di un particolare processo deposizionale. La litofacies si definisce in

base alle caratteristiche sedimentarie. La biofacies si fonda su differenze di tipo

paleontologico. Possono essere descritte in funzione di:

Delle sole caratteristiche sedimentologiche ( per esempio facies di arenaria)

 Dal processo deposizionale (facies alluvionale)

 Dall’ambiente di deposizione (facies di piana di marea)



Un processo sedimentario favorisce la formazione di rocce sedimentarie e sedimenti.

Le rocce preesistenti vengono erose e subiscono: alterazione, trasporto, deposito,

diagenesi.

1. ALTERAZIONE produce una degradazione meccanica perché abbiamo la rottura

fisica della roccia e una degradazione chimica perché abbiamo un’alterazione e

una dissoluzione dei minerali. L’erosione è il processo mediante il quale agenti

esogeni formano frammenti. Può essere di tipo chimico (corrosione) o di tipo

meccanico ( abrasione ) a seconda del tipo di agente esogeno che sta operando.

2. TRASPORTO può avvenire per mezzo di fluidi, vento ( il sedimento trasportato

sarà di tipo siltoso e argilloso e il tipo di sedimento sarà a granulometria medio-

fine) acqua (ha la capacità di trasportare materiale più grossolano) ghiaccio.

Il trasporto meccanico avviene per mezzo di un fluido (più o meno viscoso).

-Trasporto eolico

-Trasporto fluviale

-Trasporto glaciale

Consiste nella rimozione e dislocazione di materiali che può essere operata da vari

agenti: dall’acqua, dai ghiacciai, dal vento, dalla gravità e da organismi viventi.

Il trasporto del materiale sedimentario inizia essenzialmente ad opera della gravità.

Nelle regioni montuose sono comuni le frane di masse rocciose e gli smottamenti

di materiali incoerenti e argillosi che formano il cosiddetto detrito di falda.

-L’azione meccanica svolta dal vento sulle rocce è detta deflazione. Il vento strappa

piccoli frammenti rocciosi e solleva granelli di sabbia e altre particelle che trasporta

per un certo tragitto. Durante il tragitto il materiale trasportato corrode le rocce che

incontra sottoponendole ad azioni di smerigliatura e cesellatura. Le superfici intaccate

assumono a volte forme molto particolari, dovute al fatto che i costituenti delle rocce

non oppongono tutti la stessa resistenza; inoltre la corrosione si verifica solo ad

un’altezza dal suolo molto limitata, perché le particelle abrasive sono troppo pesanti

per poter essere tenute in sospensione dal vento.

Il vento può trasportare sabbia e polvere (dimensioni inferiori a un sedicesimo di

millimetro). Il detrito più fine, cioè la polvere, viene trasportato in sospensione e può

raggiungere notevoli altezze e grandi distanze dal luogo di origine. La sabbia viene

invece trasportata per saltazione ad altezza limitata sul terreno e produce

caratteristici effetti erosivi su massi isolati affioranti in regioni desertiche che

assumono una forma a fungo con esili peduncoli.

-I prodotti grossolani richiedono maggiore forza dell’acqua per essere trasportati, e

quindi non vengono trasportati molto lontano dalla loro origine. Particelle a

granulometria media (sabbia) vengono trasportate dai fiumi e dal vento e depositate

lungo le coste o nei deserti. Inoltre i materiali più grossolani vengono rotolati sul

fondo, sollevati, portati ad urtarsi e quindi gradualmente si logorano, perdendo i

minerali più teneri in modo che, nella loro composizione, a lungo andare prevalgono i

minerali più duri e più abbondanti in origine, come il quarzo. Le particelle fini (limo e

argilla) e le sostanze in soluzione vengono trasportate più lontano. Analizzando la

granulometria del detrito in sospensione a diverse profondità nei corsi d’acqua, è

possibile constatare che si tratta di una sospensione gradata, nella quale cioè le

particelle a diametro più fine si trovano uniformemente distribuite a tutte le

profondità, mentre quelle più

grossolane si concentrano verso il fondo.

-Nelle regioni a clima periglaciale, il gelo e il disgelo dell’acqua che impregna il

materiale incoerente superficiale, ne facilita il movimento verso il basso. Il trasporto

per gravità assume forma particolare nel caso di materiale detritico prevalentemente

argilloso saturo di acqua in seguito a forti piogge.

Il materiale sedimentario detritico viene trasportato verso i luoghi di sedimentazione

finale in prevalenza dalle correnti acquee fluviali e marine. I differenti minerali che si

formano come prodotti dell’alterazione meteorica hanno differenti dimensioni dei grani

(differente granulometria) che determinano le distanze alle quali esse vengono

trasportate e l’ambiente nel quale si depositano.

Un altro tipo di trasporto operato dai ghiacci è connesso col movimento degli icebergs

che provengono dai margini di estese coperture glaciali (Antartide, Groenlandia) e

galleggiano fino a che, arrivati in acque con temperature più elevate, si sciolgono. Gli

iceberg trasportano notevoli quantità di materiale detritico, dai massi al limo

Può essere di 2 tipi:

-Selettivo= abbiamo la selezione di particelle dato da un fluido con densità più o meno

elevata. Sono ad esempio le correnti unidirezionali( correnti di un fiume) e le correnti

alternate ( moto ondoso). Abbiamo quindi la selezione del materiale e si formano

depositi organizzati. Un esempio sono i ripples (ondine si sabbia sul fondo del mare)

-Gravitativo= è dato dalla gravità e non abbiamo la selezione. Esso varia a seconda di

alcuni parametri come il tipo dir roccia, il clima, la tettonica ed il drenaggio. Le cause

che possono far partire tale movimento gravitativo sono forze sia esterne ( aumento

del pendio, accumulo di neve , evento sismico o deforestazione) che interne (aumento

della pressione interstiziale, alterazione del materiale) Se abbiamo argille il movimento

sarà scivoloso se abbiamo un calcare i movimenti di massa saranno crolli.

Un crollo (rockfall) si verifica in presenza di materiale calcareo sopra argilla più

erodibile.

Se si parliamo di sedimenti sciolti un parametro importante è l’angolo di riposo che

deve essere di circa 32°. In caso di sabbia bagnata l’angolo diminuisce. Per quanto

riguarda il materiale grossolano l’angolo di riposo sarà maggiore.

Il clima è un fattore molto importante perché le precipitazioni influenzano la stabilità e

diminuiscono la tensione. Dunque il ruolo dell’acqua è molto importante perché crea

frane.

Anche la vegetazione gioca un ruolo molto importante perché aumenta o diminuisce il

movimento di massa proteggendo il sottosuolo dal ruscellamento o può aumentarne il

peso creando destabilizzazione.

Il tempo ha un ruolo importante perché le forza cambiano in relazione al tempo

3. DEPOSITO è l’accumulo del sedimento in un ambiente deposizionale. I processi

deposizionali sono:

-caduta gravitativa

-freezing

-flocculazione

-precipitazione= questo fenomeno si riscontra soprattutto nelle evaporiti

4. DIAGENESI è un qualsiasi cambiamento di tipo fisico o chimico subito da un

sedimento dopo la sua deposizione e durante e dopo la sua trasformazione in roccia

coerente.

È un processo molto importante ha la capacità di modificare in maniera significativa

un sedimento sia dal punto di vista tessiturale che composizionale.

-compattazione= processo sia di tipo fisico che chimico derivante dalla massa di

sedimenti sovrastanti che causa l’espulsione dell’acqua e l’addensamento dei granuli.

-dissoluzione e sostituzione= sono comuni nei calcari nelle arenarie e nelle evaporiti

dove i minerali e i granuli meno stabili tendono ad essere sostituiti o ricristallizzati.

-cementazione= formazione di cristalli tra i vuoti e aggiunta di minerali

-ricristallizzazione= trasformazione del minerale da meno stabile a più stabile

L’insieme della cementazione del costipamento ( compattazione) si traduce nella

litificazione

Classificazione delle frane

Le frane dipendono da molti fattori come il tipo di materiale il contenuto di acqua e la

velocità.

1 Crollo: è un movimento di massa su pareti verticale di roccia compatta dove alla

base avremo un deposito di massi non organizzati con sabbia o argilla. I granuli sono

fortemente angolosi non cerniti e immersi in una pasa di fondo

2 Scivolamento: il materiale scivola sul pendio e non viene deformato

eccessivamente, abbiamo blocchi di roccia con materiale più fine polverizzato.

Esistono diversi tipi di scivolamento:

-scivolamento traslazionale: l’argilla tende ad essere molto satura e diventa una zona

di scivolamento per le rocce sovrastanti. Avremo uno strato franapoggio che sarà in

direzione del pendio del versante e uno strato reggipoggio che sarà nella direzione

opposta.

-Scivolamento rotazionale:

- Frane complesse: si formano in un modo ad esempio come uno scivolamento

rotazionale per poi diventare una colata. Uno slump è uno scivolamento fossile

-Valanghe di detrito: non abbiamo una stratificazione e possono essere di materiale

secco o di materiale ricco di acqua.

-Colate: movimenti lenti ricchi di acqua, dentro la massa si creano dei flussi. Se il

granuli >50% si parla di debris flow. Se la sabbia >50% si parla di mudflow

- Soliflusso: dovuto al congelamento e scongelamento del suolo

-Correnti di torbida: si verificano quando l’acqua è estremante elevata, si avviano in

inclinazioni bassissime (1%) e si possono formare in seguito a terremoti. sono correnti di

fluido in movimento con materiale in sospensione che si muovono lungo un pendio attraverso aria,

acqua o un altro fluido. La corrente si muove per gravità, a causa della propria maggiore densità

rispetto al fluido nel quale scorre e alla presenza di particelle solide. Le correnti di torbida si dividono in

flussi ad alta densità e a bassa densità.

Nei flussi ad alta densità la deposizione può produrre un orizzonte basale a stratificazione incrociata e

planare

Nei flussi a bassa densità vengono trasportati i sedimenti fini tenuti in sospensione dalla turbolenza del

fluido. Le rocc