fratture e faglie - ii - Università degli studi di Cagliari.

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE
A.A. 2012-2013
Corso di
GEOLOGIA STRUTTURALE
Docente: Antonio Funedda
FRATTURE E FAGLIE - II
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie dirette (o normali)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
• 1 verticale
• raccorciamento verticale parallelo a 1 ) ed
estensione orizzontale (parallela a 3 )
In genere non si ha inversione del principio di polarità stratigrafica, a meno che la faglia non interessi rocce già deformate. Viene considerata anche come un contatto tettonico sottrattivo, in quanto alcuni termini della successione litostratigrafica possono essere elisi dalla faglia.
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Elementi di Geologia Strutturale
Faglie dirette (o normali)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie dirette (o normali)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Effetto apparente di rigetto nel caso di Faglie normali
Apparente ripetizione stratigrafica
Apparente rigetto orizzontale sinistro
Apparente rigetto orizzontale destro
Apparente assenza di rigetto
da Twiss & Moores , 1992
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Elementi di Geologia Strutturale
Aspetto e spostamento nelle Faglie Dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
La forma delle faglie dirette sulla superficie topografica ha un andamento curvilineo, non solo per l'interferenza con la morfologia del terreno, ma anche perché le F. stesse hanno una superficie non piana
La forma in profondità può cambiare, al variare dell'immersione del piano di faglia : FAGLIE LISTRICHE.
In F. dirette ideali lo spostamento è parallelo alla direzione d'immersione. Se l'orientazione della F. cambia lo spostamento del blocco fagliato a tetto (considerato rigido) potrebbe non essere ovunque parallelo all'immersione.
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
FAGLIA LISTRICA
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Elementi di Geologia Strutturale
Aspetto e spostamento nelle Faglie Dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Lo spostamento può essere rotazionale o non rotazionale: se l'immersione è costante nella direzione di spostamento e la F. stessa non ruota il blocco mantiene la stessa giacitura
In F. listriche la rotazione del blocco a muro (Anticlinale di "roll
da Twiss & Moores , 1992
over") avviene in genere lungo un asse parallelo alla direzione della F.
Se la F. cambia inclinazione nella successione a tetto si possono formare sinclinali di rampa nel caso che due segmenti della F. siano uniti da un segmento più
inclinato (caso A) o anticlinali se il segmento di collegamento è meno Spostamento in F. dirette con geometria "Ramp‐flat" e deformazione caratteristica del blocco a tetto.
inclinato (caso B).
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie di crescita (Growth fault)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Lo spostamento lungo la superficie della faglia avviene durante la sedimentazione.
Lo spessore della successione a tetto è
maggiore di quella coeva a muro.
da Twiss & Moores , 1992
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Misura della estensione associata a faglie dirette
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
In genere è possibile stimare l’estensione analizzando la geometria della faglia
Estensione => e = (l –L)/L
Condizioni:
1. Orientazione uniforme
2. Estensione totale uguale alla somma dell'estensione su ogni singola faglia
F. non rotazionali
Per una singola faglia =>
L = d cos 
F. rotazionali
Si assume in più che: a) la strato
fosse inizialmente orizzontale; b) le
F. abbiano in media la stessa
orientazione, spaziatura e direzione
di movimento.
e = (ABf – ABi) / AB i =>
e = d/L (cos  +cos  –1)
d/L = sen  /sen  =>
sen ( ) = sen cos  + sen  cos
da Twiss & Moores , 1992
Estensione e = [sen ( ) / sen ] –1
Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Twiss & Moores , 1992
Sistemi di faglie dirette molto inclinate con senso di movimento opposto individuano blocchi (aree) sollevati (horst) o blocchi abbassati (graben). Graben di decine di km di larghezza e centinaia di km di lunghezza sono detti rift. Caratterizzano aree in estensione.
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Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Modello cinematico della formazione di un Graben
(= descrizione dei movimenti che sono avvenuti lungo la faglia)
I volumi di roccia interessati da una faglia devono essere conservati, a meno di fenomeni di dissoluzione.
Con superfici di faglia non planari con il procedere dell’estensione si Anticlinale di “roll over”
avrebbe lo sviluppo di vuoti, che vengono occupati da un abbassamento del tetto con pieghe (anticlinale di roll‐over) oppure con faglie.
da Twiss & Moores , 1992
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Geologia Strutturale
di Scienze della Terra - Cagliari
Modello cinematico della formazione di un Dipartimento
Graben
(= descrizione dei movimenti che sono avvenuti lungo la faglia)
La rotazione lungo una faglia listrica è accomodata da faglie sintetiche
I vuoti creati lungo il contatto di scollamento basale (detachment) possono essere chiusi da faglie antitetiche
Un altro modello prevede altre faglie listriche radicate nel contatto di scollamento basale.
L’inclinazione degli strati aumenta allontanandosi dalla faglia principale nella direzione dello scorrimento
da Twiss & Moores , 1992
I vuoti triangolari (gap) esistono perché ammettiamo un comportamento rigido!
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Estensione alla scala litosferica
Durante lo sviluppo di una faglia normale due punti sui due lembi della faglia vengono progressivamente allontanati nella direzione dello scorrimento. Questo fatto però comporta che da qualche parte nel blocco a tetto vi sia una zona in compressione che compensi l’estensione o in alternativa che anche il blocco al di sotto del contatto tettonico basale (detachment) si possa estendere
da Twiss & Moores , 1992
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Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Metamorphic core complex
da Fossen, 2010
Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Estensione sin‐orogenica e collasso orogenico
da Fossen, 2010
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Geologia Strutturale
Associazione strutturale di faglie dirette
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Collasso gravitativo
da Fossen, 2010
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Estensione alla scala
litosferica
Modello per taglio puro
L’estensione nella crosta al di sotto del limite fragile‐duttile avviene per deformazione duttile
Modello per taglio semplice
Modello di Wernicke & Burchfield
L’estensione nella crosta al di sotto del limite fragile‐duttile avviene per deformazione duttile e la faglia termina alla base della litosfera. Il contatto basale è marcato da una fascia milonitica molto ampia.
L’immersione delle faglie dirette è in genere sintetica
da Twiss & Moores , 1992
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Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Raccorciamento orizzontale porta a faglie inverse e sovrascorrimenti (è solo differente l’inclinazione).
Inclinazione
Faglie inverse > 30°
Sovrascorrimenti (Thrust) < 30°
Rapporti di
sovrapposizione lungo
una faglia inversa
da Twiss & Moores , 1992
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
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Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Elementi di Geologia Strutturale
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Effetto apparente di rigetto nel caso di Faglie inverse
Raddoppio tettonico
Apparente "sottrazione" stratigrafica
Apparente rigetto orizzontale sinistro
Apparente rigetto orizzontale destro
da Twiss & Moores , 1992
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Faglie inverse
Elementi di Geologia Strutturale
Casi particolari
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Non viene rispettata la regola: vecchio su giovane!
da Allmendinger
Elementi di Geologia Strutturale
Rapporti tra pieghe e faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
A. La deformazione non è più
accomodabile dalla piega e una F. inversa taglia il fianco più inclinato o rovesciato
B. Piega formata per propagazione della F.inversa (Fault‐propagation
fold)
C. Faglia inversa che si genera da una piega per assottigliamento e lacerazione del fianco rovescio (Piega‐Faglia).
da Twiss & Moores , 1992
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Elementi di Geologia Strutturale
Contesto geodinamico
Faglie inverse
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Tipo andino: sovrascorrimenti antitetici (= vergenti verso il retropaese)
da Allmendinger
Tipo himalayano: sovrascorrimenti sintetici (= vergenti verso l'avanpaese)
da Allmendinger
Elementi di Geologia Strutturale
Terminologia
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Décollement – sovrascorrimento basale, generalmente sovrappone rocce indeformate su un basamento precedentemente deformato.
Thick‐skinned – Generalmente intesa quando nei sovrascorrimenti viene coinvolto anche il basamento (tettonica di zoccolo).
Thin‐skinned – Generalmente intesa quando nei sovrascorrimenti viene coinvolto solo copertura (tettonica di copertura).
Alloctono – un volume di roccia che è stato spostato dalla sua area di formazione (bacino o altro) originale.
Autoctono – un volume di roccia che non è stato spostato rispetto alla sua area di formazione originale.
Parautoctono ‐ un volume di roccia che è stato spostato dalla sua area di formazione in quantità molto minore rispetto alle rocce circostanti.
Klippe – blocco isolato di rocce che testimonia l'estensione di una falda a scala maggiore, per cause erosive o legate ad una tettonica successiva.
Finestra tettonica – area interna ad un'unità alloctona dove affiora l'unità autoctona sottostante il sovrascorrimento.
da Twiss & Moores , 1992
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Sistemi di sovrascorrimenti
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Regole principali sulla geometria a "Ramp‐flat" (Dahlstrom, 1969;1970)
Concetti base
I sovrascorrimenti:
1) tendono a interessare i terreni più
recenti nella direzione di trasporto tettonico.
2) sono paralleli alla stratificazione nei livelli incompetenti e attraversano quelli competenti.
3) sono sempre più recenti procedendo verso la direzione di trasporto tettonico.
Queste regole si basano sull'assunto che i sovrascorrimenti interessino una successione sedimentaria sub‐
orizzontale e indeformata.
Elementi di Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Il raccorciamento porta progressivamente allo sviluppo di una serie di sovrascorrimenti in sequenza che possono aver due versi di propagazione
1.
Verso la zona esterna (non deformata), ed è il caso più
comune
2.
Verso la zona interna, più
raro
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Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
zona
interna
zona
esterna
Esempio di sovrascorrimenti che si propagano verso la zona esterna
da Twiss & Moores , 1992
I sovrascorrimenti interessano la successione a muro propagandosi verso la zona esterna. I duplex
sono prodotti per progressivo avanzamento del sovrascorrimento di base (floor thrust) verso il muro ed inglobandone frammenti come scaglie (horse) nel tetto (hanging wall).
La quantità di spostamento della scaglia che sovrascorre oltre la sua rampa frontale influenza la geometria del sovrascorrimento di tetto e quindi del sistema.
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Esempio di sovrascorrimenti che si propagano verso la zona esterna
Antiformal stack: Il piegamento è
successivo alla formazione di thrust, si hanno se lo spostamento porta il tip di ogni scaglia oltre il punto dove emergerà
la rampa successiva.
da Twiss & Moores , 1992
Hinterland dipping duplex: si hanno se il rigetto è
relativamente piccolo, rispetto
alla lunghezza della rampa. Se è
minore o maggiore il sovrascorrimento di tetto avrà
una struttura irregolare.
da Twiss & Moores , 1992
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Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Esempio di sovrascorrimenti che si propagano verso la zona esterna
da Twiss & Moores , 1992
Foreland dipping duplex: si hanno se lo spostamento è ancora maggiore, e solo la parte più arretrata della scaglia più recente sovrasta il fronte della scaglia in formazione
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Pieghe legate ai sovrascorrimenti
Spesso ai sovrascorrimenti sono associati pieghe asimmetriche con un fianco sub‐verticale o addirittura rovesciato
Spiegazioni proposte dai diversi autori possono essere sintetizzate come segue (Suppe & Medwedeff, 1990):
1)
2)
3)
Si formano prima le pieghe BREAK‐THRUST MODEL
Si formano prima i sovrascorrimenti FAULT‐BEND FOLDING
Sovrascorrimenti e pieghe si formano contemporaneamente FAULT‐PROPAGATION FOLDING
BREAK‐THRUST
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Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Pieghe legate ai sovrascorrimenti
da Allmendinger
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Pieghe legate ai sovrascorrimenti ‐ differenze
Generalmente ammettono una profondità del sovrascorrimento di base minore rispetto alle Fault‐
propagation folds. Non giustificano anticlinali e sinclinali a muro con fianchi rovesciati.
Interpretazione preferibile per aree dove le strutture si possono estendere a gran profondità, dove il raccorciamento è relativamente piccolo e non si può trasferire in strutture adiacenti.
La profondità del sovrascorrimento basale (décollement) dipende dal grado di disarmonia delle pieghe alla base.
da Allmendinger
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Published in "Bulletin de la Société Géologique
de France"
179(3): 297‐314, 2008"
Geologia Strutturale
Relazioni tra pieghe e faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
(fault-bend e fault-propagation folding)
Analisi cinematica e geometrica
Per l'interpretazione geometrica di sistemi di thrust e pieghe correlate possono essere fatte alcune assunzioni:
•Non esistono vuoti come risultato del movimento lungo la faglia.
•Il passaggio tra la rampa ed il piano (flat) è netto.
•Lo spessore ortogonale degli strati nel blocco deformato è costante.
•La lunghezza degli strati nel blocco deformato è conservata.
•Gli strati che non vengono "coinvolti" nel piegamento non si deformano.
Inoltre:
•Il piegamento avviene per flexural slip (piegamento per taglio concentrico).
•Le pieghe hanno una geometria tipo kink (pieghe coniugate) e sono di tipo simile (classe 2).
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Geologia Strutturale
Relazioni tra pieghe e faglie
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Analisi cinematica di Fault‐bend fold
da Twiss & Moores, 1992, mod. da Suppe, 1983
Le linee tratteggiate indicano la giacitura se gli strati non fossero deformati
 = angolo di piegamento della faglia (tra ramp e flat);
 = angolo di cut-off iniziale;
 = angolo di cut-off finale;
 = angolo di interlembo, bisecato dal piano assiale;
  180  
 = angolo di piegamento;
La relazione tra questi parametri permette di ricavare la seguente relazione:
tg 
Se il piano è orizzontale e quindi:
 sen0,5     sen     sen 
 cos0,5     sen     sen   sen0,5
Relazioni tra pieghe e faglie
Sviluppo di una fault‐bend fold con un'unica rampa
Con il primo incremento di spostamento lungo la faglia si formano due pieghe tipo kink (coniugate) in prossimità del passaggio tra la rampa ed il piano (A'‐A e B'‐B). I piani assiali A' e B' sono fissi nei punti X' e Y' rispetto al tetto (HW) e si spostano con il procedere della deformazione.
I piani assiali A e B sono fissi rispetto al muro (FW) nei punti X e Y, perciò al procedere della deformazione il blocco a tetto migra attraverso questi piani assiali e la zona deformata delle pieghe coniugate aumenta.
Quando il punto Y' a tetto, a cui è attaccato il piano assiale B', raggiunge il punto X nella parte più alta della rampa, la piega raggiunge la sua ampiezza massima, il piano assiale B' diventa fisso al punto X e il piano assiale A diventa fisso al punto Y' a tetto.
Geologia Strutturale
       
tg  tg 
 
sen
2  cos
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
(da Woodward et al., 1986)
L'ulteriore spostamento lungo al faglia comporta che i piani assiali A e A' sono ora fissi rispetto al tetto (HW) e si muovono con esso, mentre i piani assiali B e B' sono ora fissi sono ora fissi rispetto al muro (FW) nei punti dove la rampa passa al piano. Il materiale è sottoposto a deformazione per taglio quando attraversa il piano assiale B'.
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Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Relazioni tra pieghe e faglie
Quando la faglia ruota verso l'alto dalla Sviluppo di una fault‐propagation fold con un'unica zona piana originando una rampa, si rampa
formano una coppia di pieghe coniugate con piani assiali A'‐A e B'‐B. Il piano assiale (p.a.) A' termina all'estremità della faglia, ma non è parallelo alla rampa, perciò si sposta con la propagazione della faglia stessa. Lo spostamento viene accomodato dall'allungamento del fianco della piega coniugata (distanza tra A e A'). Il p.a. B rimane ancorato al muro (FW) nel punto di passaggio tra il piano e la rampa e quindi il materiale migra attraversando B. Il p.a. B' interseca il p.a. A nello stello livello in cui si blocca la faglia. Al di sotto di questo livello il piegamento è completato e ogni ulteriore deformazione è assorbita dallo spostamento lungo la rampa. I p.a. A e B' si (da Woodward et al., 1986)
muovono attraverso il materiale man mano che la faglia si propaga, ma il p.a. formato dalla loro unione, rimane fisso al tetto (HW) e si sposta con esso. Quando il piegamento risulta impossibile, la faglia si può propagare tra A e A'. Se taglia A' a muro si può formare una sinclinale chiusa, talvolta confusa per una "piega di trascinamento" (drag fold).
Geologia Strutturale
Sistemi di sovrascorrimenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Geometria di sviluppo e cinematica nel retropaese:
Ipotesi A: lo spostamento nella zona di thrust e pieghe è compensato da una zona di estensione con faglie listriche dirette
Ipotesi B: Il basamento di deforma non solo per sovrascorrimenti ma anche per deformazione duttile.
La zona di thrust e pieghe è dovuta al collasso del cuneo orogenico nella zona assiale della catena. Il thrust basale si immrge in una “zona di radice” (root zone) Ipotesi C: Il raccorciamento e la compressione sono legati alla subduzione che costituirebbe il thrust basale da Twiss & Moores , 1992
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Geologia Strutturale
Misura dello spostamento lungo un sovrascorrimento
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Direzione e senso dello spostamento:
•In genere è perpendicolare alla direzione dei sovrascorrimenti (se l’entità dello spostamento è
costante).
•I sovrascorrimenti tagliano la successione stratigrafica verso i terreni più giovani.
•La direzione è determinabile dalle finestre tettoniche e dai klippe.
da Twiss & Moores , 1992
Geologia Strutturale
Misura dello spostamento lungo un sovrascorrimento
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Misura del raccorciamento in una Faglia inversa o sovrascorrimento
da Twiss & Moores , 1992
Nel caso di una singola faglia il raccorciamento L è legato al rigetto d e
all'inclinazione  della faglia.
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Geologia Strutturale
Misura dello spostamento lungo un sovrascorrimento
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
SCHEMA TETTONICO E PROFILO SCHEMATICO DEL
BASAMENTO ERCINICO DELLA SARDEGNA SE
da Carmignani et al., 2001
Geologia Strutturale
Sovrascorrimenti in panorama, in carta ed in profilo
Sovrascorrimento di Orbai (Sulcis settentrionale)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Funedda et al., in stampa
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
1 e 2 orizzontale, 3 verticale (direzione di
non deformazione nel modello dinamico di
Anderson)
Vengono definite destre o sinistre a seconda della direzione di movimento del blocco opposto a quello dove è posizionato l'osservatore (è una definizione non ambigua, qualsiasi blocco si prenda in considerazione)
Effetto apparente di rigetto nel caso di Faglie trascorrenti
Il punto di osservazione per meglio determinarle è perpendicolarmente al vettore di spostamento e quindi dall'alto.
da Twiss & Moores , 1992
Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Un problema di nomenclatura internazionale
Tettonica trascorrente = Strike‐slip tectonics
Strike‐slip => comprende le categorie delle:
Transform faults e Transcurrent faults => due diversi contesti geodinamici.
TANSFORM FAULT = F. Trasformi s. l.: delimitano i margini di placche litosferiche (margini di tipo differente rispetto a quelli convergenti e divergenti, definizione di Tuzo Wilson , 1960).
TRANSCURRENT FAULT = F. Trascorrenti: interessano soprattutto la crosta.
Il termine wrench è spesso usato come sinonimo di strike slip, ma in realtà è nato come indicativo di faglie che interessano sia un basamento cristallino che la copertura sedimentaria (sensu Wilcox et al., 1973).
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Diversi contesti geodinamici
da Sylvester, 1988
Alcune faglie costituiscono un margine di placca anche in contesto litosferico
continentale: è il caso di:
•Faglia di San Andreas (California),
•Alpin Fault (Nuova Zelanda),
•Faglia Nord Anatolica (Turchia).
Faglie tipicamente intra‐continentali
(all'interno di una placca) sono:
•Faglia dell'Altyn Tahg (Tibet),
•Linea Insubrica (Alpi italo‐svizzere),
•Garlock Fault (Nevada),
•Faglia delle Cévennes (Francia)
•Faglia di Nuoro (Sardegna)
Faglie trasformi
Geologia Strutturale
F. Trasformi s.l. (margini di placca)
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
F. Trasformi s.s. (dislocano le dorsali oceaniche)
Le differenze tra F. Trascorrenti e F. Trasformi:
•geometrica: la posizione dei punti finali (tip point);
•cinematica: come varia il rigetto rispetto da Allmendinger
la lunghezza;
•temporale: come evolve la faglia nel tempo.
F. trascorrente
F. trasforme
Geometrica: una F. trasforme nelle sue terminazioni incontra altre strutture, compressive o estensionali ( ad es. margini divergenti).
da Fossen, 2010
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Rigetto lungo una faglia trasforme: può essere superiore alla sua lunghezza
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Sviluppo di una faglia trascorrente:
Rigetto lungo una faglia trascorrente:
diminuisce dai tratti più vecchi a quelli più giovani
da Van Der Pluijm & Marshah, 2004
Geologia Strutturale
Faglie trascorrenti minori
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
• Tear Fault (es. Regione del Giura‐ Svizzera) in genere sono ortogonali all’orientazione della catena e accomodano la differente dislocazione nelle falde di ricoprimento.
da Fossen, 2010
da Twiss & Moores , 1992
da Fossen, 2010
•Faglie di Trasferimento trasferiscono il movimento da una struttura all'altra, sia essa una piega o una faglia, o un sistema di faglie
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Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali delle Faglie trascorrenti
•1) Direzione di spostamento orizzontale dominante
•2) Giacitura in genere subverticale
•3) Grande continuità di evidenze topografiche
•4) Presenza di numerose elementi strutturali legati ad una fascia di trascorrenza (esperimento di Riedel) •5) Contemporaneità di strutture distensive ed compressive
•6) Disposizione “en echelon” delle strutture associate
•7) Concentrazione in una zona ristretta della deformazione
Geologia Strutturale
Faglie trascorrenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali
•2) Giacitura in genere subverticale
da Harding, 1985
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Geologia Strutturale
Caratteristiche principali
Faglie trascorrenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
•3) Grande continuità di evidenze topografiche
da Sylvester, 1988
Geologia Strutturale
Faglie trascorrenti
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali
Fratture
R e R’
•4) Presenza di numerose elementi strutturali legati ad una fascia di trascorrenza (esperimento di Riedel) Pieghe
Faglie
normali
da Allmendinger
Faglie
inverse
Tutte le strutture
insieme
da Sylvester, 1988
•5) Contemporaneità di strutture distensive e compressive
•6) Disposizione “en echelon” delle strutture associate
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali
da Fossen, 2010
Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali
•6) Formazione di pieghe disposte “en echelon”
Zona trascorrente destra
Zona trascorrente sinistra
Generalmente mostrano una rotazione verso la zona di taglio principale con il progredire della deformazione. Nelle fasi finali tendono a essere distrutte dalle strutture fragili. da Sylvester, 1988
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Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali
•6) Disposizione “en echelon” delle strutture associate
Faglie trascorrenti
Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Caratteristiche principali
•7) Concentrazione in una zona ristretta della deformazione
Si ha un fenomeno di concentrazione della deformazione lungo al Faglia principale per progressivo indebolimento della zona dove si sviluppano le fratture e le pieghe durante gli stadi iniziali della trascorrenza 29
Geologia Strutturale
Transpressioni e transtensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Si verificano quando al movimento trascorrente si aggiunge una componente convergente o divergente dovuta a:
•variazioni del contesto geodinamico (es.:convergenza obliqua tra le placche);
•variazioni locali dell’orientazione della faglia (curvature: restraining e releasing)
Regime transtensivo
prevalenza di strutture estensionali
In sezione verticale: strutture a fiore negative
Regime transpressivo
prevalenza di strutture compressive
In sezione verticale: strutture a fiore positive
da Twiss & Moores , 1992
Geologia Strutturale
Transpressioni e transtensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Fossen, 2011
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Geologia Strutturale
Transpressioni e transtensioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
da Fossen, 2010
Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
•Elevato spessore dei sedimenti per migrazione dei depocentri in direzione opposta allo spostamento della faglia verso l'ara sorgente (non misurato quindi sulla verticale al centro del bacino, ma misurato come nel disegno a fianco).
Vista perpendicolare alla faglia (Ridge Basin, Nevada)
da Crowell, 1982
31
Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
•Rapporto elevato tra lunghezza e larghezza (almeno 3:1 nei bacini giovani).
da Hempton & Dunne, 1984
Bacino di Erzincan, Turchia, lungo la faglia Nord‐
Anatolica
•Sedimentazione influenzata dai margini di faglia attivi ai bordi e di ambiente lacustre o poco profondo al centro.
•Facies sedimentarie disposte in facies allungate secondo la direzione di trascorrenza.
•Presenza di numerose discordanze
•Presenza di attività magmatica
Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Un esempio in Sardegna: Bacino transtensivo di Chilivani‐Berchidda
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Elementi di Geologia Strutturale
Bacini Transtensivi
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Un esempio in Sardegna: Bacino transtensivo di Chilivani‐Berchidda
Rappresentazione schematica in 3D del Bacino di Chilivani‐Berchidda (da Oggiano et al., 1995)
A) Transtensione (secondo Sanderson & Marchini, 1984);
B) Schema strutturale della struttura transtensiva terziaria del Bacino C.B.
Elementi di Geologia Strutturale
Transpressioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Un esempio in Sardegna: Transpressione Terziaria del Monte Albo 33
Elementi di Geologia Strutturale
Transpressioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Un esempio in Sardegna: Transpressione Terziaria del Monte Albo 2
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da Carmignani et al., 1992,
Elementi di Geologia Strutturale
1) Carta geologico‐strutturale schematica del M. Albo.
2) Schema sinottico:
A) Trascorrenza pura;
B) Transpressione;
C) Schema strutturale e modello della struttura transpressiva del M. Albo
Transpressioni
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Un esempio in Sardegna: Transpressione Terziaria del Monte Albo da Carmignani et al., 1992,
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Esempi di aree soggette a tettonica trascorrente
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Bassa California: Faglia di San Andreas e zona di “restraining” lungo la curvatura sinistra (“left
bending”).
Esempi di aree soggette a tettonica trascorrente
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Medio‐oriente : Faglia trascorrenti peri‐arabiche. Tettonica di estrusione del blocco anatolico a causa del movimento verso N della placca arabica.
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Esempi di aree soggette a tettonica trascorrente
Elementi di Geologia Strutturale
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Catena Himalayana: “escape tectonics” del blocco tibetano a causa della “indentazione” verso N della placca indiana.
da Fossen, 2010
Elementi di Geologia Strutturale
Tettonica trascorrente
Dipartimento di Scienze della Terra - Cagliari
Modellizzazione in laboratorio della tettonica di “indentazione”.
a, b e c: senza aree oceaniche libere.
d, e e f: con area oceanica libera e conseguente “escape tectonics” , 1992
da Tapponnier, 1977
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