presentazione di powerpoint - home - people.unica.it · sinonimi: piegamento con deformazione della...

07/11/2017

1

Corso di GEOLOGIA STRUTTURALE

Docente: Antonio Funedda

PIEGHE-2

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE

A.A. 2017-2018

1. Un basamento deformato durante una orogenesi precedente

viene di nuovo coinvolto in deformazioni orogeniche successive.

2. Successive fasi plicative durante lo stesso ciclo orogenico.

Geologia Strutturale PIEGAMENTI SOVRAPPOSTI

Possono esistere diversi motivi per cui si osservano dei piegamenti sovrapposti:

3. Pieghe sovrapposte durante

una singola deformazione

progressiva.

4. Piegamento simultaneo in

diverse direzioni durante la

stessa fase deformativa.

da Pavanetto et al., 2012

Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari

07/11/2017

2

Stile

Criterio spesso usato, ma molto soggettivo e pericoloso!!

Si basa sull'ipotesi che in un'area un evento deformativo produce pieghe con la solita geometria,

orientazione degli assi, ecc. Questo concetto è comunque utilizzabile se si esaminano aree ristrette.

Rapporti con il metamorfismo

Alcuni minerali possono essere pre-cinematici, post-cinematici o sin-cinematici rispetto ad un evento

deformativo. Osservazioni in sezione sottile ci permettono di stabilire i rapporti tra crescita di minerali e

deformazione.


Per analizzare deformazioni polifasiche possono essere utilizzati i seguenti criteri:

Relazioni di sovrapposizione:

- rapporti di sovrapposizione tra diverse

foliazioni, sia alla scala dell'affioramento

che in sezione sottile;

- pieghe, foliazioni e lineazioni ripiegate;

- tracce dei piani assiali ripiegate.

un piegamento due piegamenti



Quando una superficie piegata viene piegata un’altra volta si possono originare delle forme

tridimensionali complesse.

da Twiss & Moores, 1992


07/11/2017

3

Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari Geologia Strutturale PIEGAMENTI SOVRAPPOSTI

Come si classificano

Limitandosi agli aspetti cinematici il tipo di interferenza dipende dalle relazioni:

1. angolo b tra orientazione del direzione di flusso del secondo piegamento a2 e la superficie assiale

S1 del primo piegamento.

2. angolo a tra l’asse del primo piegamento f1 e il piano assiale del secondo piegamento S2.

www.virtualexplorer.com.au


da Allmendinger

angolo

(tra a2 e S1)

angolo

(tra f1 e S2)

geometria dell'interfe

renza

Tipo 0

0

0 Pieghe

cilindriche

piane

Tipo 1

0

0 Pieghe non

cilindriche

piane

Tipo 2

0

0

Pieghe non

piane non

cilindriche

Tipo 3

0

0 Pieghe

cilindriche

non piane


07/11/2017

4



Struttura d'interferenza tipo

"Duomi e bacini"

a "fungo" o "punta di freccia"

"ondulato" (o "pieghe ripiegate")

TIPO 1

TIPO 2

TIPO 3


Geologia Strutturale PIEGAMENTI SOVRAPPOSTI Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari

da Fossen, 2016

Struttura d'interferenza tipo

"Duomi e bacini"

a "fungo" o "punta di freccia"

"ondulato" (o "pieghe ripiegate")

TIPO 1

TIPO 2

TIPO 3

07/11/2017

5


Struttura d'interferenza tra piegamenti sovrapposti di Tipo 2 "a fungo".

(Metarenarie ordoviciane (?), Argentiera - Nurra)


Meccanismi di piegamento Geologia Strutturale

Piegamenti passivi: ininfluenza delle anisotropie planari sul piegamento. Tipico di rocce con contrasto di competenza piccolo o nullo (in condizioni di alta temperatura omologa, vicini alla temperatura di fusione ad es.: in migmatiti).

Piegamenti attivi: il piegamento è influenzato meccanicamente dalla presenza di anisotropie planari (es. strati).

da Van der Pluijm & Marshak, 2004

Compressione di un blocco di argilla uniforme (nessuna formazione di pieghe)

Compressione di un blocco di argilla uniforme con livelli colorati dello stesso materiale (amplificazione delle irregolarità)

Compressione di un blocco di argilla uniforme con livelli colorati di materiale con diverse proprietà meccaniche (formazione di pieghe)


07/11/2017

6

Meccanismi di piegamento Geologia Strutturale

Pie

gam

en

ti a

ttiv

i P

iega

me

nti

p

assi

vi

da Fossen, 2010


Meccanismi di piegamento: piegamento mono-strato Geologia Strutturale

forze uguali ed opposte sono

applicate agli estremi causando

una compressione dello strato.

Tipico delle zone collisionali.


Piegamento per buckling


07/11/2017

7

Geologia Strutturale

Piegamento per buckling

Il piegamento è influenzato dalla presenza di contrasto di competenza e dallo spessore dei livelli a differente competenza. Stress, strain, strain rate e condizioni T-P sono uguali. Se aumenta la resistenza alla deformazione (competenza) e lo spessore dell'irregolarità la lunghezza d'arco aumenta

Considerando la viscosità, la lunghezza d'arco:

31

6/2 MLtL Eq. di Biot-Ramberg

3/024,0/ tLML

ML / = 1, o comunque è basso, non si formano pieghe ma solo un ispessimento dello strato

se

da Van der Pluijm & Marshak, 2004

aumento della competenza

il rapporto delle viscosità è uguale al cubo del rapporto tra L e t)

Meccanismi di piegamento: piegamento mono-strato Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari

Piegamento e competenza Geologia Strutturale

Lo stile di piegamento è influenzato dal tipo di contrasto di competenza tra i livelli piegati

da Ramsay & Huber, 1983

Basso contrasto di competenza

a basso contrasto di competenza la lunghezza dell'arco diminuisce ed aumenta lo spessore


07/11/2017

8

Piegamento e competenza Geologia Strutturale

Lo stile di piegamento è influenzato dal tipo di contrasto di competenza tra i livelli piegati


Alto contrasto di competenza



Piegamento passivo

Non conta la viscosità ed il contrasto di competenza, nè la presenza di anisotropie planari.

Avviene in rocce in condizioni prossime alla temperatura di fusione (quindi alta temperatura omologa) in rocce con basso o nullo contrasto di competenza.

Sono l'amplificazione di irregolarità naturali nelle anisotropie o la consegunza di un flusso differenziale del materiale all'interno del volume di roccia.

da Fossen, 2010


07/11/2017

9

Elementi di Geologia Strutturale

il piegamento è causato da forze

uguali ed opposte applicate

ortogonalmente al livello dello

strato.


Piegamento per bending


Elementi di Geologia Strutturale

Piegamento per bending

da Fossen, 2010


07/11/2017

10

Piegamento con superficie neutra


Sinonimi: Piegamento con deformazione della cerniera o caso della barra, trave con appoggio libero, orthogonal flexure

• Linee che erano ortogonali alla superficie piegata prima del piegamento rimangono ortogonali.

• Lo strain è piano in tutti i punti del livello, l’asse principale intermedio dello strain λ2 è in ogni

punto parallelo all’asse della piega (nel caso teorico).


Modelli cinematici di piegamento Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari

Piegamento con superficie neutra


•Esiste una superficie neutra su cui non c’è strain (conserva l’area iniziale) situata in mezzo al livello in

corrispondenza della superficie di flesso, mentre si avvicina all’estradosso nella zona di cerniera.

• Il livello piegato mantiene in ogni punto il suo spessore iniziale (Piega Parallela, classe 1B di Ramsay)

• La superficie neutra separa la parte del livello raccorciata da quella allungata (cfr. comportamento

all’estradosso e all’intradosso). Lo strain aumenta progressivamente allontanandosi dalla superficie

neutra


07/11/2017

11

Piegamento per taglio concentrico


Sinonimi: Piegamento con deformazione dei fianchi, flexural flow, flexural slip, caso di un mazzo di carte.

•In questo caso linee che erano ortogonali alla superficie piegata prima del piegamento non rimangono

tali.

•Questa deformazione implica un taglio semplice ortogonale all’asse della piega.

• Lo strain è piano in tutti i punti della piega e l’asse principale intermedio dello strain λ2 è in ogni punto

parallelo all’asse della piega.





•Il senso di taglio sui fianchi della piega cambia attraversando il piano assiale.

•La quantità della deformazione si concentra sui fianchi e diminuisce verso la cerniera.

•Il livello deformato mantiene in ogni punto lo spessore iniziale (Piega Parallela, classe 1B di Ramsay).

•Il livello piegato è parallelo in ogni punto alla sezione circolare dell’ellissoide dello strain. Non c’è strain sulle superfici limite del livello piegato (strati o pagine del libro).

•Pieghe a Chevron o a kink

•Il piegamento per Taglio concentrico invece che con superficie neutra avviene se la superficie è meno competente e

perciò si deforma in modo duttile più facilmente o se lo strato ha delle forti anisotropie meccaniche planari, come una

scistosità pervasiva parallela alla superficie piegata.


07/11/2017

12



da Fossen, 2010

La presenza di slickenline sulla superficie piegata indica un meccanismo per flexural slip

Piegamento per flexural slip

Piegamento per flexural flow

La deformazione è distribuita nei fianchi della piega


Piegamento per taglio semplice


Sinonimi: Piegamento per taglio passivo, flow folding, caso di un mazzo di carte

•Poiché la deformazione è per Taglio semplice lo strain è piano in ogni punto e i piani di taglio

coincidono in ogni punto con la sezione circolare dell’ellissoide dello strain.

•Poiché i piani di taglio sono superfici senza strain lo spessore misurato parallelamente alle superfici di

taglio (e quindi parallelamente al piano assiale) è costante (Pieghe simili, classe 2 di Ramsay).



07/11/2017

13

Piegamento per taglio semplice


•Per formare pieghe l’entità del taglio non deve

essere costante (taglio semplice disomogeneo).

•Tutte le superfici parallele al livello piegato sono

deformate (non c’è superficie neutra).


•L’orientazione della cerniera in una piega per

taglio semplice è determinata dall’intersezione

tra le superfici di taglio e la superficie originaria

che sarà piegata.


•Le pieghe si formano o vengono amplificate per una progressiva rimozione di materiale in aree diverse

della superficie piegata.

•Si originano quindi diverse geometrie a seconda delle zone dove avviene la rimozione di materiale

Piegamento per perdita di volume


Classe 1 B Classe 1C Classe 2



07/11/2017

14

Piegamento per perdita di volume Geologia Strutturale


Stratificazione in evidenza Foliazione di piano assiale in evidenza

Restaurazione parziale eliminando il processo di dissoluzione, la parte concava riassume una superficie meno frastagliata

Vuoti dovuti a dissoluzione



Modello cinematico e competenza media in un piegamento multistrato



presentazione di powerpoint - home - people.unica.it · sinonimi: piegamento con deformazione della...

Documents