Geologia applicata

GEOLOGIA APPLICATA L GENERALITÀ

1 GENERALITÀ: L’INTERNO DELLA TERRA

l’interno della terra. l’interno della terra.

Figura 1: Figura 2:

La terra può essere suddivisa in

tre parti, tanto più ricchi di

ferro quanto più ci si sposta in

profondità. Esse sono:

la arriva fino alla

1) CROSTA:

DISCONTINUITÀ DI MOHOROVICIC,

chiamata anche MOHO;

il parte dalla

2) MANTELLO: e

discontinuità di Mohorovicic

raggiunge la profondità di 2900

, cioè arriva fino alla

km

DISCONTINUITÀ DI GUTEMBERG;

parte dalla

il NUCLEO:

3) e si

discontinuità di Gutemberg

estende fino al centro della

terra; si divide in NUCLEO

il quale ha un’elevata

SOLIDO,

pressione, e in NUCLEO LIQUIDO,

in cui si formano i campi

magnetici terrestri. l’interno della terra.

Figura 3: 1

Tomei Giacomo

ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE GEOLOGIA APPLICATA L

2 ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE

2.1 LA TETTONICA A ZOLLE

è la parte della che studia le deformazioni subite

TETTONICA: geologia

dalle rocce della valutandone l'evoluzione nel tempo.

crosta terrestre,

Secondo la teoria della

la è

TETTONICA A ZOLLE, crosta

suddivisa in circa una decina di

(o blocchi galleggianti)

zolle

sul rese plastiche

mantello,

dallo stato di parziale fusione.

Le che comprendono

zolle,

parti sia continentali che

oceaniche, sono in continuo

movimento le une rispetto alle

altre, con una velocità di

qualche centimetro all'anno. zona di espansione.

Figura 4:

Vari studi hanno permesso di accertare che i continenti sono

costituiti da una di 40 , mentre i fondi oceanici

CROSTA GRANITICA km

sono costituiti da una più densa di 7 .

CROSTA BASALTICA km

Le hanno circa uno spessore di 47 , dato che alcune di esse

zolle km

sono costituite sia dalla che dalla

crosta granitica crosta basaltica.

L'allontanamento reciproco

di due delinea una

zolle

zona di espansione, in

corrispondenza della quale

si instaura una frattura

nella che consente la

crosta

risalita del (cioè del

magma

materiale fuso) dal

il arriva in

mantello; magma

superficie e si salda ai

margini di ciascuna zolla.

Nello stesso tempo, il

margine esterno della zolla

più distante dall'asse della

frattura viene spinto contro

un'altra e può subire

zolla

una piegamento verso il

basso dando origine alla

e sprofondando

subduzione subduzione.

Figura 5:

per un centinaio di

chilometri.

I fenomeni tettonici si dividono in:

(epiro-genesi): sono dei movimenti molto

1) FENOMENI EPIRO-GENETICI

lenti e verticali che provocano l'abbassamento o l'innalzamento di

ampie zone continentali o di fondali marini;

(oro-genesi): sono dei movimenti responsabili

FENOMENI ORO-GENETICI

2) del ripiegamento delle rocce con la formazione di grandi catene

montuose.

2 Tomei Giacomo

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oro-genesi (formazione di catene montuose).

Figura 6: 3

Tomei Giacomo

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2.2 LA DORSALE OCEANICA

Pangea. dorsale.

Figura 7: Figura 8:

Sulla Terra esistono due centri di forza: il ed il

POLO MAGNETICO N

e la loro ubicazione cambia continuamente.

POLO MAGNETICO S,

È stata poi sviluppata una teoria riguardo i campi magnetici, cioè la

di per il quale

TEORIA DELLA DERIVA DEI CONTINENTI ALFRED LOTHAR WEGENER,

si riteneva che le masse continentali andassero alla deriva.

Varie prove fecero ritenere che tutti i continenti si trovassero

originariamente uniti in un solo blocco chiamato PANGEA.

La verrebbe continuamente allontanata da una

crosta oceanica

frattura in una dalla quale fuoriesce del che riempie la

DORSALE, magma

frattura generando continuamente nuova crosta oceanica.

è una lunga catena montuosa che si eleva sul

DORSALE MEDIO-ATLANTICA:

fondo dell’Oceano Atlantico e corre, in senso meridiano, dall’Islanda

all’Antartide. la dorsale medio-atlantica

Figura 10:

dorsale medio-atlantica. (evidenziata in rosso) attraversa

Figura 9: l'Islanda.

4 Tomei Giacomo

GEOLOGIA APPLICATA L ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE

rappresentazione

Figura 11:

dell'orientazione magnetica delle rocce nel

pavimento oceanico vicino alla dorsale

L'alternanza delle fasce a

medio-atlantica.

polarità normale (in blu) e inversa (in dorsale.

Figura 12:

verde) registrano delle inversioni del

campo magnetico terrestre che si verificano

nel momento in cui il magma fuoriesce dalla

dorsale.

Il pavimento oceanico sprofonda

sempre di più man mano che diventa più

vecchio. In prossimità della dorsale,

la nuova é meno profonda a

crosta

causa della minore densità (perché più

calda). Allontanandosi dalla dorsale,

la é più vecchia, fredda e

crosta

spessa e conseguentemente "sprofonda".

Nella dorsale medio-oceanica,

quando le si separano, allora

placche

il blocco centrale sprofonda, e il

movimento di tali porzioni é la causa

di forti terremoti. dorsale.

Figura 13:

separazione delle Pangea e formazione della costa est dell’America e della

Figura 14: costa ovest dell’Africa. 5

Tomei Giacomo

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2.3 LA SUBDUZIONE

subduzione.

Figura 15:

consiste nello scorrimento di una sotto un'altra

La SUBDUZIONE placca

e il suo conseguente trascinamento in profondità nel

placca, mantello,

con conseguente produzione di nuova La zona di è

litosfera. subduzione

detta PIANO DI BENIOFF.

La si ha perché la in quanto possiede una

subduzione crosta oceanica,

densità più elevata rispetto alla sprofonda appunto

crosta continentale,

sotto la per il calore, la zona di contatto tra le

crosta continentale;

due falde fonde e risale sottoforma di ricco di silice (quindi è

magma

del le due inoltre si scontrano orizzontalmente,

magma acido); croste

formando una catena montuosa (oro-genesi).

Ci sono tre tipi di scontri che generano la e sono:

subduzione

scontro tra e

1) crosta oceanica crosta continentale;

scontro tra e

2) crosta oceanica crosta oceanica;

scontro tra e

3) crosta continentale crosta continentale.

6 Tomei Giacomo

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2.4 LA DIREZIONE, L’INCLINAZIONE E L’IMMERSIONE

direzione, inclinazione e direzione, inclinazione e

Figura 16: Figura 17:

immersione. immersione.

direzione, inclinazione e immersione.

Figura 18:

Per studiare i fenomeni tettonici bisogna conoscere degli strati:

la

1) DIREZIONE;

l'INCLINAZIONE;

2) l'IMMERSIONE.

3) I fenomeni tettonici subiti dalle rocce si manifestano attraverso:

le (deformazione plicativa, cioè il termine plicativo sta

1) pieghe

proprio a significare che è relativo alle pieghe);

le (deformazione disgiuntiva, cioè il termine disgiuntivo sta

2) faglie

a significare il separare, lo staccare);

le (deformazione disgiuntiva).

3) fratture 7

Tomei Giacomo

ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE GEOLOGIA APPLICATA L

2.5 LE PIEGHE (DEFORMAZIONE PLICATIVA)

tipi di pieghe.

Figura 19:

sono delle

PIEGHE:

deformazioni tettoniche che

consistono nella curvatura o

nella flessione accentuata

delle rocce stratificate o

scistose.

Le sono delle

pieghe

deformazioni di tipo

plastico (al contrario delle

che sono invece di

faglie

tipo fragile), dette anche

che

DEFORMAZIONI PLICATIVE,

modificano la forma della

roccia, ma senza che la

stessa roccia subisca delle

rotture. Questo processo

quindi piega le rocce un po'

come si piega una barra di

ferro. anticlinale e sinclinale.

Figura 20:

Tutti i tipi di rocce possono essere interessate dalle ma i

pieghe,

risultati di tali piegamenti si notano di più nelle rocce sedimentarie

per la loro particolare geometria costituita da strati sovrapposti.

Le in cui gli strati sono incurvati verso l'alto si chiamano

pieghe mentre le con gli strati rivolti verso il basso si

SINCLINALI, pieghe

chiamano possono esistere anche le cioè una

ANTICLINALI; MONOCLINALI,

successione formata da strati a pendenza costante ed uniforme.

8 Tomei Giacomo

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2.6 LE FAGLIE (DEFORMAZIONE DISGIUNTIVA)

sono delle spaccature

FAGLIE:

delle masse rocciose, accompagnate

dallo spostamento dei due lembi

lungo il piano di frattura.

Le sono delle deformazioni

faglie

fragili (al contrario delle pieghe

che sono di tipi plastico), dette

anche che

DEFORMAZIONI DISGIUNTIVE,

danno vita a delle fratture nella

roccia. piano di faglia e rigetto sul

Figura 21: piano di faglia.

Una identifica un lungo il quale è avvenuto un

faglia PIANO DI FAGLIA

movimento tra due parti di roccia; questo piano continua in profondità,

fino a quando non incontra una zona a comportamento plastico capace di

ammortizzare il movimento.

Il movimento tra i due blocchi si definisce RIGETTO DELLA FAGLIA.

tipi di faglie; il blocco di terra (anche si sposta verso il basso) che sta

Figura 22:

sopra il piano di faglia inclinato si chiama tetto, mentre il blocco di terra (anche si

sposta verso l’alto) che sta sotto il piano di faglia inclinato si chiama letto. 9

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faglia diretta (osservabile dallo strato bianco che nella parte di destra è

Figura 23: spostato più verso il basso), piano di faglia e faglia inversa.

Le si dividono in:

faglie (o

1) FAGLIE DISTENSIVE faglie dirette);

(o

2) FAGLIE COMPRESSIVE faglie inverse);

3) FAGLIE TRASCORRENTI.

faglia trascorrente sinistra (sinistra perché le strie parallele sono a

Figura 24: sinistra del blocco).

2.7 LE FRATTURE (DEFORMAZIONE DISGIUNTIVA)

sono delle

FRATTURE:

spaccature del terreno o di

una roccia, senza però lo

scorrimento tra le due parti:

una è diversa da una

frattura

appunto perché non si

faglia

ha lo scorrimento. Esse sono

delle deformazioni fragili,

dette anche DEFORMAZIONI

DISGIUNTIVE. frattura (si ha solo una spaccatura e

Figura 25:

quindi non si ha uno spostamento della parte

sinistra o destra del blocco roccioso).

10 Tomei Giacomo

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2.8 LE FOSSE TETTONICHE: HORST E GRABEN

Horst e Graben.

Figura 26:

è un termine proveniente dalla letteratura scientifica tedesca,

GRABEN

che in geologia strutturale indica una ovvero una

fossa tettonica,

porzione di sprofondata a causa di un sistema di

crosta terrestre faglie

dirette.

Tra due adiacenti si distingue un zona di

Graben crosta terrestre

relativamente sollevata chiamata HORST.

I spesso sono percorsi da fiumi, oppure sono sede di laghi o di

Graben

mari, e comunque in generale sono interessati da un'importante attività

di deposizione dei sedimenti.

2.9 LE CARTE GEOLOGICHE

carta geologica.

Figura 27: 11

Tomei Giacomo

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è la rappresentazione, su delle

CARTA GEOLOGICA: carte topografiche,

dei diversi tipi di rocce che affiorano sulla superficie terrestre

(rappresentati da colori convenzionali) e i contatti tra le rocce.

Insieme al tipo di rocce è indicata anche l'età.

è un giacimento o una massa rocciosa che affiora in

AFFIORAMENTO:

superficie. suddivisione di ciascun foglio

Figura 29:

della Carta Fondamentale d'Italia in

quadro d'unione dei Fogli alla

Figura 28: quadranti (1:50’000) e in tavolette

scala 1:100’000 della Carta Fondamentale (1:25’000); talora le tavolette sono state

d'Italia dell'Istituto Geografico Militare. a loro volta suddivise in sezioni

(1:10’000).

Una carta è suddivisa in divisi a loro volta in

FOGLI, QUADRANTI,

divisi a loro volta in e divise a loro volta in

TAVOLETTE SEZIONI.

Per poter leggere una è necessario:

carta geologica

saper vedere in tre dimensioni il terreno rappresentato con le curve

1) di livello, chiamate anche ISOIPSE;

interpretare i simboli che rappresentano le diverse pendenze.

2) Una si legge seguendo in ordine:

carta geologica

la è una branca della che ha per oggetto lo

1) STRATIGRAFIA: geologia

studio delle caratteristiche del terreno attraverso l’esame degli

strati che si susseguono in profondità;

la è una branca della che studia la struttura

2) TETTONICA: geologia

della e le cause che ne determinano le deformazioni

crosta terrestre

e gli spostamenti; è una branca della che ha per oggetto lo

la GEOMORFOLOGIA: geologia

3) studio delle forme della crosta terrestre.

12 Tomei Giacomo

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2.9.1 LE UNITÀ LITOLOGICHE

unità litostratigrafica.

Figura 30: unità biostratigrafica. unità cronostratigrafica.

Figura 31: Figura 32:

Le sono dei raggruppamenti delle rocce e si dividono

UNITÀ LITOLOGICHE

in: sono osservabili direttamente sul terreno

1) UNITÀ LITOSTRATIGRAFICHE:

e si basano sui caratteri litologici delle rocce (cioè sulle

caratteristiche delle rocce osservabili a vista e al tatto);

le sono distinte in base al criterio

2) UNITÀ BIOSTRATIGRAFICHE:

paleontologico (la è la scienza che studia e

paleontologia

classifica i fossili animali e vegetali). L'unità fondamentale è la

cioè l'insieme delle rocce a spessore variabile la cui

biozona,

particolarità consiste nell'avere dei resti fossili dello stesso

tipo; si riferiscono ad un insieme di rocce

le UNITÀ CRONOSTRATIGRAFICHE:

3) che si sono formate in un determinato intervallo di tempo. 13

Tomei Giacomo

ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE GEOLOGIA APPLICATA L

La è corredata da:

carta geologica

una

1) legenda;

uno

2) schema dei rapporti stratigrafici;

alcune significative.

3) sezioni geologiche

2.9.2 LA LEGENDA

A fianco della carta vera e propria è riportata una nella

LEGENDA

quale sono rappresentate le rocce che ci sono sulla stessa carta e gli

altri elementi di interesse.

esempio di legenda di una carta geologica.

Figura 33:

14 Tomei Giacomo

GEOLOGIA APPLICATA L ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE

esempio di legenda di una carta geologica.

Figura 34: 15

Tomei Giacomo

ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE GEOLOGIA APPLICATA L

esempio di legenda di una carta geologica.

Figura 35:

Ogni ha un proprio nome che indica anche il luogo

unità litologica

dove meglio è esposta (ad esempio “Calcare di Perledo”).

Su una in scala 1:100’000 sono riportate le

carta geologica FORMAZIONI

(cioè le le

formazioni sedimentarie, formazioni metamorfiche

LITOLOGICHE

e le contraddistinte da una sigla e da un colore

formazioni magmatiche)

con la loro relativa descrizione riportata ai lati della carta geologica.

le formazioni sedimentarie ma (formazione marnoso-arenacea) e mac (formazione

Figura 36: marnoso-arenacea caotico per franamento sottomarino) sulla legenda.

16 Tomei Giacomo

GEOLOGIA APPLICATA L ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE

le formazioni sedimentarie ma (formazione marnoso-arenacea) e mac (formazione

Figura 37:

marnoso-arenacea caotico per franamento sottomarino) sulla carta geologica.

2.9.2.1 LA RAPPRESENTAZIONE DELLE FORMAZIONI SEDIMENTARIE

La sigla delle FORMAZIONI

è costituita da una o

SEDIMENTARIE

più lettere, accompagnata in genere

da due numeri (la lettera T ad

esempio sta significare triassico). simbolo delle formazioni

Figura 38: sedimentarie.

Per le a differenza delle

formazioni sedimentarie, formazioni

e delle i colori indicano i periodi

metamorfiche formazioni magmatiche,

geologici, cioè il colore più chiaro indica la formazione sedimentaria

più recente, mentre il colore più scuro indica la formazione sedimentaria

più vecchia. formazioni sedimentarie del cretacico.

Figura 39: 17

Tomei Giacomo

ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE GEOLOGIA APPLICATA L

formazioni sedimentarie del pliocene.

Figura 40:

2.9.2.2 LA RAPPRESENTAZIONE DELLE FORMAZIONI METAMORFICHE

La sigla delle è costituita dall'iniziale del

FORMAZIONI METAMORFICHE

tipo di roccia predominante:

Sc = scisti;

1) f = filladi;

2) pgn = paragneiss;

3) g = gneiss;

4) m = micascisti.

5) Per le i colori, a differenza delle

formazioni metamorfiche formazioni

non indicano l'età, ma il tipo di roccia.

sedimentarie, formazioni metamorfiche.

Figura 41:

18 Tomei Giacomo

GEOLOGIA APPLICATA L ELEMENTI DI GEOLOGIA GENERALE

2.9.2.3 LA RAPPRESENTAZIONE DELLE ROCCE IGNEE

La sigla delle invece è costituita da una

FORMAZIONI MAGMATICHE

lettera greca.

Per le i colori, a differenza delle

formazioni magmatiche formazioni

non indicano l'età, ma li tipo di roccia.

sedimentarie, formazioni magmatiche.

Figura 42:

2.9.3 LO SCHEMA DEI RAPPORTI STRATIGRAFICI (DISPOSIZIONE STRATI)

Lo SCHEMA DEI RAPPORTI

indica la

STRATIGRAFICI

disposizione delle rocce

disposte appunto in

sedimentarie

strati geologici sovrapposti.

Se le sono

stratificazioni

parallele allora si dicono mentre

STRATIFICAZI