- Docente: Corrado Venturini
- Crediti formativi: 8
- SSD: GEO/03
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Corrado Venturini (Modulo 1) Marco Antonellini (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Scienze geologiche (cod. 8015)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso lo studente acquisisce gli strumenti per riconoscere, descrivere ed interpretare le strutture tettoniche alle diverse scale e per comprenderne le associazioni nellambito dei diversi ambienti geodinamici. In particolare, lo studente è in grado di: - riconoscere, misurare e rappresentare le principali strutture di deformazione tettonica dalla scala dellaffioramento alla scala regionale; - analizzare dal punto di vista cinematico e dinamico le strutture tettoniche in relazione al comportamento meccanico delle rocce; - ricostruire le modalità ed i tempi di attivazione delle strutture tettoniche, anche in relazione allevoluzione della sedimentazione e al metamorfismo; - comprendere il ruolo delle associazioni di strutture tettoniche nellevoluzione dei settori crostali nei diversi ambienti geodinamici.
Contenuti
Introduzione
Campi di indagine della Geologia strutturale. Differenti scale di
osservazione e di metodologia di investigazione. Metodo “step by
step”. Stratificazione, laminazione, giunti di strato,
clinostratificazione, polarità stratigrafica. Contatti
stratigrafici.
Sforzi e Deformazioni (Prof. M.
Antonellini, 10 ore)
Significato geologico di sforzo e deformazione. Relazioni
sforzi-deformazioni. Fattori che influenzano il comportamento
reologico delle rocce. Deformazione fragile, deformazione
duttile.
Gli elementi deformativi
Il riconoscimento dei dati strutturali e la loro misurazione. Dal
ricono- scimento alla codifica. Le strutture tettoniche e la loro
registrazione in carta e sul libretto di campagna. Le carte
geologiche e i loro “elementi a cornice”.
Le strutture tettoniche fragili Le strutture tettoniche fragili: tipi e nomenclatura. Processi della deformazione fragile, meccanica della fratturazione. Faglie: descrizione e nomenclatura, tipi di faglie. Meccanica delle faglie. Clivaggio.
Le strutture tettoniche "fragili-duttili" e "duttili" Tipi e nomenclatura delle strutture fragili-duttili e duttili. Processi della deformazione duttile. Ricristallizazione e cristallizzazione sin-cinematica; deformazione duttile e metamorfismo. Evoluzione delle zone di faglia, particulate grain flow, flusso cataclastico, miloniti, pseudotachiliti. Faglie e terremoti. Le pieghe: descrizione e nomenclatura, modelli di piegamento, strutture minori associate al piegamento. Clivaggio.
Tettonica sin-sedimentaria Faglie dirette e tettonica estensionale: associazione di faglie dirette, faglie listriche. Ambienti geodinamici divergenti: graben, semigraben, zone di rift, bacini e crosta oceanici, margini continentali passivi, stadi evolutivi (pre-, sin-, post-rift), subsidenza, modelli alternativi di distensione crostale: taglio semplice, taglio puro.
Stili deformativi e associazioni di strutture tettoniche Faglie inverse, accavallamenti, falde e tettonica compressiva. Associazioni accavallamenti-pieghe, sovrascorrimenti e duplex, falde di ricoprimento ed i loro elementi. Fold band folding, fault propagation folding, buckling. Disarmonie crostali e piani tettonici, basamento e copertura, esempi da sismica a rifrazione e riflessione. Paradosso e meccanica delle falde, cuneo critico, meccanica dei prismi di accezione, modelli analogici e numerici. Tettonica trascorrente: le faglie trascorrenti e le strutture associate, transpressioni e transtensioni. Ambienti geodinamici trasformi: oceano-oceano, continente-oceano, continente-continente. Tettonica diapirica, diapirismo salino, pseudodiapirismo, diapirismo di argille, vulcani di fango.
Interno Terra e tettonica delle placche Interno della Terra. Dati indiretti e diretti. Discontinuità concentriche. Nucleo, mantello e crosta. Astenosfera e litosfera. Isostasia. Campo magnetico terrestre, paleomagnetismo. Deriva dei continenti e Tettonica delle placche. Le placche e i tipi di margine. Giunzioni triple. Cinematica e meccanismi di movimento delle placche. Celle convettive. Associazioni di strutture deformative. Analisi deformativa. I contesti divergenti e le associazioni di deformazioni. Graben, semiGraben, zone di rift, bacini e crosta oceanici, margini continentali passivi, stadi evolutivi e relazioni con la sedimentazione (pre-, sin-, post-rifting), subsidenza. Faglie dirette e tettonica estensionale. I contesti trasformi e le associazioni di deformazioni.Faglie trasformi e loro cinematica. Tempi e ragioni di attivazione. Ambienti geodinamici trasformi: oceano-oceano, continente-oceano, continente-continente. I contesti convergenti e le associazioni di deformazioni. Subduzione “B”, margini in erosione e in accrezione tettonica, prismi di accrezione, bacini di retroarco, microcontinenti, terranes. Subduzione “A”, catene collisionali e post-collisionali, cratoni, fasce ofiolitiche. Accavallamenti e pieghe, falde e tettonica compressiva. Faglie trascorrenti e strutture associate, transpressioni e transtensioni. Subduzione di crosta oceanica, margini in erosione e in accrezione tettonica, prismi di accrezione, bacini di retroarco e avanarco, retroarco ofiolitico, slab retreat e flat subduction. Ambienti collisionali e deformazione intracontinentale, catene collisionali e postcollisionali, ofioliti.
Geologia circummediterranea, evoluzione e contesti geodinamici Contesti geodinamici dei territori italiani. Analisi evolutiva, tipologie e associazioni di strutture con analisi dei prodotti vulcanici e sedimentari associati.
L'analisi dei dati cartografici in contesti deformati Carte e sezioni geologiche. Metodologia “step by step” applicata a volumi rocciosi deformati. Realizzazione di sezioni geologiche speditive in settori deformati (contesti sedimentari). Sezioni geologiche. Sezioni geologiche di dettaglio in settori deformati, informazioni base (contesti sedimentari). Realizzazione di sezioni geologiche complesse. Lettura Carte geologiche. Lettura carte geologiche in contesti sedimentari deformati. Analisi tettonico-cinematica di settori complessi multideformati.
Il "fare bibliografia" Come organizzare la ricerca bibliografica e in quali modi citare quanto consultato.
Testi/Bibliografia
lezioni in .ppt a cura di C. Venturini, lezioni in .ppt a cura di M. Antonellini
C. Venturini, 2012 - Realizzare e leggere carte e sezioni geologiche. Ed. Flaccovio, Palermo.
G. Cello, 2004 - Geologia Strutturale. Edimond, Città di Castello (PG).
Mercier A., Vergely P., 1995 - Tettonica. Pitagora Editrice, Bologna.
Karey P., Vine F., 1994 - Tettonica Globale. Zanichelli.
Deiana G., 2004 - Elementi di tettonica. Edimond, Città di Castello (PG).
K.R. McClay, 1987 - The mapping of geological structures. Geol. Soc. London Handbook, Open University Press.
Metodi didattici
Lezioni in aula.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Prova pratica (misurazione dati e loro rappresentazioni, 15') venerdì 28 marzo (ore 9, nel mio studio II piano)
Esame orale (circa 30') da martedì 1 luglio (nel mio studio, III piano). In modalità “esame formaggino” (spalmato su molti giorni; 2-3 esami al giorno, in portineria a Geologia l'elenco dei giorni d'esame in cui segnarsi).
Potenziali domande d'esame - 2014
Prof. M. Antonellini
- il concetto di sforzo; definizione di sforzo in un punto e sua rappresentazione con l'ellissoide
- definizione e rapporti fra sforzo totale, sforzo medio e sforzo deviatorico
- rappresentazione dello stato degli sforzi con il cerchio di Mohr in 2D
- effetto della pressione dei fluidi sullo stato degli sforzi e sull'eventuale scorrimento di una faglia
-definizione di deformazione e delle sue componenti (traslazione, rotazione rigida, deformazione interna). Spiegate anche quando si parla di deformazione omogenea ed eterogenea.
- definizioni di elongazione, stretch, deformazione angolare e dilatanza.
- rappresentazione della deformazione con l'ellissoide della deformazione e con il diagramma di Flinn
- differenze tra deformazione per taglio semplice e taglio puro; esempi geologici dei due tipi
- discutete alcuni criteri di rottura: Anderson, Coulomb e Griffith
- comportamento reologico delle rocce: definizione di comportamento elastico, plastico e viscoso
Prof. C. Venturini
Blocco GST-2
- strutture geopete
- clinostratificazioni
- deformazioni di tipo discontinuo
- faglie, stiloliti, vene, fratture: quali sono cartografabili?
- come si originano i vari tipi di stiloliti
- contesti ambientali delle clinostratificazioni
- concetto di polarità stratigrafica
- tipologie di contatti stratigrafici
Blocco GST-3
- misurazione fisica con bussola di un piano attraverso tre metodi
- misurazione di linee e di superfici
- elementi a cornice in una carta geologica
- schemi stratigrafici S-S e S-T
- schema tettonico
- sezioni geologiche, come si organizzano
Blocco GST-3
- diagramma stress and depth, come si misura lo stress
- strutture tettoniche fragili
- geometrie delle faglie
- deformazioni associate alle faglie
- terminazione delle faglie
- concetto di ruolo di una faglie
- falsi slump da scivolamento interstrato
Blocco GST-4
- significato di trascorrente e di trasforme
- vene, sistemi di vene coniugati
- interpretazione di immagini tettoniche mostrate a lezione
- clivaggio, clivaggio stilolitico
- fratture in un massiccio roccioso multideformato
- fratture non tettoniche
- significati di foliazione, penetrativo, continuo e spaziato, primarie e secondarie, fissilità
- piani di clivaggio e microliton
- relazione fra clivaggio e stratificazione
- lineazioni
- indicatori cinematici
- piani di Riedel
Blocco GST-5
- nomenclature delle pieghe
- concetto di vergenza
- angoli apicali delle pieghe
- pieghe parallele e simili
- bending e buckling e varie pieghe associate
- comportamenti deformativi nelle zone di intradosso ed extradosso delle pieghe
- strutture da taglio semplice nei fianchi
- pieghe parassite
- pieghe a chevron
- strutture plicative di interferenza, pieghe sovrapposte
- rappresentazioni in carta di pieghe assi e cerniere
Blocco GST-6
- tettonica sin-sedimentaria
- releasing e restraining bend
- transfer fault
- flower structure (positiva e negativa)
- attività lenta o rapida diuna master fault: conseguenze
- contesti geodinamici dominati da tettonica sin-sedimentaria
- margini passivi
- inversioni tettoniche
- dati di terreno che indicano attività tettonica sin-sedimentaria
- falsa tettonica sin-sedimentaria: esempi
Blocco GST-7
- stili deformativi: fault bend folding e fault propagation folding
- correlazioni fra geometrie di rampe e assetti discordanti
- dove e perché si generano le rampe nelle faglie
- ricostruzioni in profondità dei piani di faglia
- stili deformativi: decollement buckling (Giura)
- calcolo della profondità delle zone di scollamento (varie formule)
- terminologie in uso nella tettonica compressiva
- ricostruire un assetto nel hangingwall partendo da dei dati noti
- embricate fan, duplex, triangle zone
- discussione della Critical Taper Theory
- anomalie tettoniche e il loro contesti (inversioni tettoniche)
Blocco GST-8
- differenza tra distinzione chimiche e reologiche
- isostasia
- conoscenze dirette dell'interno della Terra
- onde sismiche
- crosta continentale e crosta oceanica
- astenosfera
- differenze tra motti relativi assoluti delle placche
- evoluzione geodinamica del Corno d'Africa
Blocco GST-9
- dorsali e faglie trasformi
- individuazione del polo di rotazione di una placca
- evoluzione nel tempo della microplacca araba
- distinzioni tra placche superiori e placche inferiori
- rifting e drifting
- morfologia dei ridge oceanici
- faglie trasformi e tettonica sin-sedimentaria
- evoluzione nel tempo del settore W-Americano (faglia di S. Andreas)
- step by step dell'evoluz. tettonica sin-sedimentaria di un margine trasforme (v. figura)
- individuazione del polo di rotazione delle placche (proporre esempi)
- cinematica del Mediterraneo orientale
- meccanismi focali dei terremoti (concetto di rappresentazione ciclo grafica di un piano)
- lettura dei meccanismi focali e ragioni dei recenti terremoti nella pianura padana
Blocco GST-10
- tipi di orogeni
- prismi di accrezione
- cercine periferico (peripheral bulge)
- avanfossa
- melange
- catene collisionali
- evoluzione geodinamica dell'area delle Antille
- evoluzione geodinamica dell'area del Perù
- evoluzione geodinamica dell'area Cile-Ande
- evoluzione geodinamica dell'area Giappone-Filippine
- evoluzione geodinamica dell'area delle Rocky Mountains
- evoluzione geodinamica dell'area indo-himalaiana
- Alpi, catena a doppia polarità
- commentare le terminologie "molassa" e "Flysch"
- Giura, tipo di catena e stile tettonico
- ipotesi geodinamica di Doglioni (subduzioni diversificate)
Blocco GST-11
- geologia dell'Italia e dell'adiacente contesto circummediterraneo
Blocco GST-12
- come valutare l'immersione di un piano di faglia dalla sua traccia in carta
- strati verticali con base opposta: ricostruire le possibili pieghe
- step by step eseguiti su disegni di affioramenti
- ricostruzione (in carta)degli assetti deformati sulla base dei soli dati di giacitura
- dati (tettonici) ambigui in carta: trascorrenze o sollevamenti verticali?
- modifica dei dati tettonici di una piega che subisce basculamento
- valutazione dello spessore dei depositi quaternari
- simboli usati nelle legende delle sezioni stratigrafiche
- sezioni geologiche: proiezione di dati di giacitura in settori non equivalenti
- realizzazione di sezioni geologiche speditive
- correlazione tra dati di giacitura proiettati in sezione (assetti plicativi)
- rappresentazioni in sezione degli elementi tettonici fragili
Blocco GST-13
- step by step cinematico da carte geologiche
- stazioni strutturali, cosa sono e quali dati rappresentano, quali i limiti di utilizzo dei dati
Blocco GST-14
- sezioni geologiche speditive (esercizi)
Blocco GST-15
- citazioni bibliografiche sintetiche ed estese
- citazioni bibliografiche sintetiche dirette e indirette
- effettuare una citazione bibliografica di un volume o di un articolo scientifico
Strumenti a supporto della didattica
Presentazione tramite .ppt di situazioni crostali (Google
earth) e di campioni a mano. Utilizzo di campioni a mano con
esperienze dirette di misurazione dei dati.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Corrado Venturini
Consulta il sito web di Marco Antonellini