Geologia strutturale - domande esame

Faglie di trasferimento

Le faglie di trasferimento trasferiscono la dislocazione da una faglia o frattura ad un'altra (meccanismo delle rampe). Sono dette anche faglie distrappo e generalmente sono delimitate da due altre strutture.

Faglie trasformi

Le faglie trasformi sono faglie di trasferimento che segmentano e dislocano gli assi di dorsali medio-oceaniche. Il loro confinamento è dovuto ai tronconidi dorsale, quindi ciò che comanda è il movimento della litosfera oceanica che si accresce alla dorsale.

Faglie trascorrenti

Le faglie trascorrenti sono faglie a grande scala, regionali, che non sono delimitate ai lati da un'altra struttura (né distensiva né compressiva), quindi sono libere di propagarsi a meno che non ci siano restrizioni meccaniche imposte dalla stratificazione. Caratterizzate da un movimento orizzontale e acquisiscono le caratteristiche delle rocce che attraversano. Le faglie trascorrenti possono essere curve e a causa di queste curvature si possono generare dei domini di estensione.

(dove si possono formare faglie normali) o deidomini di contrazione (dove si formano delle strutture a pieghe o sovrascorrimenti). Possiamo avere anche una componente di movimento verticale associata alle faglietrascorrenti: transtensione (basin formation) e traspressione (vertical uplift). Possiamo utilizzare l'orientazione delle fratture, la loro direzione di dilatazione oraccorciamento per dedurre quelle che sono le orientazioni dell'asse principale dell'ellissoidedello stress. Normalmente σ1 è bisettore dell'angolo acuto tra le faglie coniugate che si sviluppanodurante la deformazione, invece bisettore dell'angolo ottuso è σ3, e coincidente con la lineadi faglia è l'asse intermedio, cioè σ2. Estremamente utili sono le fratture di tensione riempite,cioè le vene, le fratture dilatanti che hanno un'orientazione parallela a σ1. Anderson (teoria Andersoniana) propose una relazione fra lageometria delle faglie e le condizioni dello stress associato, basandosi sulle sue ipotesi riguardo le relazioni angolari tra le fratture di taglio e gli assi principali dello stress. Nel caso di faglie ad alto angolo σ1 è perpendicolare alla superficie terrestre, mentre σ2 e σ3 sono paralleli alla superficie terrestre, quindi siamo di fronte ad una faglia normale; quando σ1 è parallelo alla superficie terrestre come σ2, e σ3 è perpendicolare alla superficie terrestre si sviluppano invece faglie inverse; nel caso in cui σ2 è perpendicolare alla superficie terrestre e σ1 e σ3 sono paralleli abbiamo una faglia trascorrente. 10. Rocce di faglia Se il movimento lungo il piano di faglia è tale da modificare profondamente la roccia di partenza, quest'ultima prende il nome di roccia di faglia. Esistono vari tipi di roccia di faglia la cui formazione dipende da vari fattori, come litologia, valori di pressione di confinamento, temperatura.pressione di poro, cinematica al momento della fagliazione ecc. Sibson (1977) delineò una classificazione distinguendo rocce di faglia coesive da rocce di faglia non coesive, proponendo un'ulteriore suddivisione basata sulla quantità relativa di grandi clasti e matrice a grana fine. Inoltre la classificazione si basa anche sulla constatazione che le rocce di faglia fragili non sono generalmente foliate, mentre le miloniti lo sono. Le rocce non coesive sono rocce poco o non consolidate che si formano nella parte superiore della crosta fragile e possono condizionare in maniera significativa la circolazione dei fluidi nelle rocce non porose, aumentandone localmente la permeabilità e favorendo la circolazione, mentre nelle rocce porose contribuiscono alla riduzione della permeabilità. Si dividono in: - Breccia di faglia → più del 30% di frammenti visibili - Gouge di faglia → meno del 30% di frammenti visibili Le rocce coesive si dividono in: - Pseudotachilite → è una roccia vetrosa formata da un processo di fusione causato dall'alta temperatura generata durante l'evento di fagliazione.

formata da una porzione vetrosa scura che normalmente costituisce la matrice della roccia, e che spesso contiene al suo interno frammenti della roccia incassante. Si forma per fusione localizzata della roccia che subisce fagliazione in risposta all'attrito prodotto dallo scivolamento. Può formare vene e lenti di spessore variabile da millimetrico a centimetrico che presenta margini netti con le rocce incassanti (margini da raffreddamento istantaneo). Le pseudotachiliti si formano preferenzialmente nella parte superiore della crosta, ma possono formarsi anche a profondità maggiori in porzioni anidre della crosta inferiore.

Brecce per frammentazione → sono rocce che si sviluppano per flusso cataclastico o frantumazione, e possono essere foliate o non foliate e sono caratterizzate da una variazione di scala che ci permette di riconoscere brecce, brecce fini e microbrecce in funzione della dimensione dei frammenti.

Cataclasiti → Sono rocce generalmente a grana fine

che si possono● dividere in:

• protocataclasiti se hanno tra il 10 e il 50% di matrice
• cataclasiti se hanno tra il 50-90% di matrice
• ultracataclasiti se hanno più del 90% di matrice

La formazione di cataclasiti molto addensate può bloccare la circolazione di fluidi attraverso una faglia, in quanto la cataclasi riduce la granulometria e di conseguenza anche la permeabilità e la porosità. Si formano a profondità di almeno 5 km o più.

Serie delle Miloniti → sono rocce con foliazione ben sviluppata e● presentano lineazioni (SL) e numerose evidenze di processi di deformazione plastica. Si formano a profondità maggiori rispetto alle altre rocce di faglia per deformazione cristalloclastica. Sono costituite da porfiroclasti in una matrice a grana fine e sono classificate in base alla proporzione fra i due. Il termine più estremo delle miloniti, detto blastomilonite, corrisponde a una milonite che si è ricristallizzata dopo.

La cessazione della cristallizzazione; risulta quindi da un processo di ricristallizzazione post-cinematica. Le foliazioni nelle rocce di faglia sono generalmente due: foliazione di flusso in cataclasiti foliate (si sviluppa in cataclasiti nella crosta sismica), e foliazione milonitica (si sviluppa nella zona di taglio, ed è associata con meccanismi deformativi predominanti di plasticità intracristallina, almeno nella fase mineralogica che assorbe la maggior parte della deformazione).

11. Trasposizione

Il banding gneissico risulta da processi nei quali strutture come filoni magmatici, vene e foliazioni preesistenti sono appiattite e ruotate fino a raggiungere un parallelismo quasi completo. Questo processo di raccorciamento orizzontale ed estensione verticale è chiamato trasposizione, e la struttura planare che si viene a formare è detta foliazione di trasposizione. Sia lo strain coassiale sia quello non coassiale possono produrre questo risultato. Il prodotto finale

è una roccia a bande con pieghe intrafoliari e cerniere di piega isolate, dove la foliazione primaria ha cambiato orientazione, cioè è stata trasposta, passando da orizzontale a verticale. Per le deformazioni che avvengono a temperature elevate, la fusione parziale può svolgere un ruolo importante portando alla formazione di una foliazione migmatitica data dall’alternanza di livelli chiari, detti leucosomi, e livelli scuri, imelanosomi. Anche se non ci sono strutture planari preesistenti in una roccia magmatica, se lo strain non coassiale è elevato, si può formare una foliazione milonitica. Essa è legata alla trasposizione di layering e banding gneissico, ma qui la distanza fra i domini foliati è minore (mm-1cm). Le zone milonitiche di spessore superiore a un centinaio di metri sono proprie delle zone di taglio con rigetti chilometrici o addirittura maggiori. La foliazione tettonica nelle rocce magmatiche deformate può essere

chiamata anchescistosità, come nel caso dei quarzoscisti. Le quarziti pure sono rocce che sviluppanodifficilmente una scistosità bene definita perchè non contengono fillosilicati che possonoessere riorientati e concentrati lungo i piani di anisotropia planare. Le quarziti, invece, checontengono altri minerali come il feldspato, e che sono quindi impure, possono sviluppareuna foliazione, in quanto a basse T e in presenza di acqua il feldspato si altera facilmente inmica. 12. Giunti e fratture Quando lo sforzo differenziale in una roccia non fratturata supera un certo limite, la rocciapuò accumulare uno strain permanente per flusso plastico. Nel regime frizionale o regimefragile, invece, la roccia si deforma per fratturazione quando essa raggiunge il suo limite dirottura. Meccanismi di deformazione fragile sono: lo scivolamento frizionale lungol’interfaccia tra i granuli, la loro rotazione, e la fratturazione.E’ importante quantificare ladeformazione. Questo avviene quando lo sforzo supera la resistenza della roccia e le sue strutture interne si rompono. Le fratture possono essere di diversi tipi, come fratture di trazione, fratture di taglio o fratture di compressione. Nel caso della deformazione fragile, le fratture si formano quando la roccia non è in grado di sopportare lo sforzo applicato. Questo può accadere in rocce fragili come il gesso o il calcare. Le fratture si propagano attraverso la roccia in modo discontinuo, creando una rete di fessure. D'altra parte, la deformazione duttile avviene quando la roccia è in grado di deformarsi senza rompersi. Questo accade in rocce più plastiche come l'argilla o il granito. Durante la deformazione duttile, la roccia si piega e si allunga senza formare fratture evidenti. In conclusione, la deformazione fragile genera fratture nella roccia, mentre la deformazione duttile avviene senza la formazione di fratture evidenti.deformazione fragile. Nelle rocce porose sono frequenti le fratture intragranulari, cioè interne ai singoli granuli, mentre nelle rocce non o poco porose si sviluppano fratture intergranulari, che attraversano i granuli senza soluzione di continuità. La combinazione dei processi di fratturazione, frantumazione dei granuli, scivolamento frizionale, rotazione a corpo rigido dei granuli definisce un processo deformativo chiamato cataclasi. In questo caso il flusso è chiamato flusso cataclastico. Una frattura è una discontinuità planare o subplanare molto poco estesa in una direzione rispetto alle altre due, che si forma in seguito all'azione di uno sforzo esterno (per esempio tettonico) o interno (termico o residuale). Le fratture rappresentano una discontinuità delle proprietà meccaniche di un sistema roccioso per cui le rocce o i singoli minerali perdono del tutto o in parte la loro coesione. Oltre alla riduzione di coesione, altreLe proprietà caratteristiche delle fratture sono: 1. Lunghezza: indica la dimensione della frattura lungo la sua estensione. Può essere misurata in millimetri, centimetri o metri. 2. Profondità: rappresenta la distanza tra la superficie della frattura e il punto più profondo. Anche questa proprietà può essere misurata in millimetri, centimetri o metri. 3. Orientamento: indica la direzione in cui si sviluppa la frattura rispetto alla superficie del materiale. Può essere orizzontale, verticale o inclinata. 4. Forma: descrive l'aspetto generale della frattura. Può essere lineare, a forma di conchiglia, a forma di ventaglio o irregolare. 5. Rugosità: rappresenta la superficie della frattura. Può essere liscia, ruvida o frastagliata. 6. Tipo di frattura: indica il modo in cui si è verificata la frattura. Può essere una frattura da trazione, da compressione, da torsione o da flessione. 7. Zona di frattura: rappresenta l'area circostante la frattura che mostra segni di deformazione o danni. Può includere crepe, schegge o segni di plastificazione. 8. Propagazione della frattura: indica se la frattura si è propagata in modo stabile o instabile. Una propagazione stabile si verifica quando la frattura si sviluppa in modo uniforme, mentre una propagazione instabile si verifica quando la frattura si sviluppa in modo irregolare o improvviso. Utilizzando i tag HTML, il testo formattato sarebbe:

1. Lunghezza: indica la dimensione della frattura lungo la sua estensione. Può essere misurata in millimetri, centimetri o metri.
2. Profondità: rappresenta la distanza tra la superficie della frattura e il punto più profondo. Anche questa proprietà può essere misurata in millimetri, centimetri o metri.
3. Orientamento: indica la direzione in cui si sviluppa la frattura rispetto alla superficie del materiale. Può essere orizzontale, verticale o inclinata.
4. Forma: descrive l'aspetto generale della frattura. Può essere lineare, a forma di conchiglia, a forma di ventaglio o irregolare.
5. Rugosità: rappresenta la superficie della frattura. Può essere liscia, ruvida o frastagliata.
6. Tipo di frattura: indica il modo in cui si è verificata la frattura. Può essere una frattura da trazione, da compressione, da torsione o da flessione.
7. Zona di frattura: rappresenta l'area circostante la frattura che mostra segni di deformazione o danni. Può includere crepe, schegge o segni di plastificazione.
8. Propagazione della frattura: indica se la frattura si è propagata in modo stabile o instabile. Una propagazione stabile si verifica quando la frattura si sviluppa in modo uniforme, mentre una propagazione instabile si verifica quando la frattura si sviluppa in modo irregolare o improvviso.