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Analisi cartografica delle pieghe: Traccia del Piano assiale

Se le condizioni di affioramento sono abbastanza buone è possibile determinare la forma e la giacitura di una piega direttamente in campagna.(In Sardegna questo in genere però avviene solo alla scala decametrica, la massima osservabile su un affioramento. Casi particolarmente evidenti di pieghe a scala ettometricao più sono osservabili in aree montuose con grandi pareti non vegetate (ad es. Alpi) o in aree desertiche.)

In genere la ricostruzione delle caratteristiche delle pieghe avviene in carta dove le pieghe vengono rappresentate con la traccia del piano assiale, cioèl’intersezione del piano assiale con la superficie topografica e con l’asse della piega. In prima approssimazione il Piano Assiale può essere determinato in carta unendo i punti di massima curvatura (punti di cerniera).

N.B. In carta il piano assiale congiunge i punti di massima curvatura SOLO se la topografia è trascurabile (aree piatte fig. C), quando le differenze altimetriche sono significative, esiste una differenza apprezzabile (fig. D). L’entità della differenza può dipendere da: giacitura dell’asse, curvatura della cerniera e l’effetto è influenzato dal rilievo topografico

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Modulo di Cartografia geologica

Antiforme con piano assiale verticale ed asse orizzontale(A profilo; B carta)

Rappresentazione cartografica di una antiforme con piano assiale verticale ed asse inclinato di 30° affiorante su una superficie topografica pianeggiante (C) e accidentata (D)

DC

area con rilievi

A

B

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Come ricostruire la giacitura del piano assialeNon è sufficiente la direzione di una linea osservabile in carta, in quanto questa rappresenta solo un’intersezione. Per definire un piano ho bisogno almeno di un’altra linea, in questo caso l’asse della piega.

Nel caso di pieghe non cilindriche in aree polideformate, la ricostruzione può essere fatta suddividendo la piega in domini omogenei (1, 2 e 3).

Per capire se la piega che osservo in carta o sull’affioramento è una antiforme o una sinformedevo controllare la periclinale della piega (dove la superficie piegata intersecando la topgrafiaassume un andamento convesso e osservare l’immersione dell’asse. In una antiforme l’asse immerge verso la periclinale, in una sinformeverso il nucleo.antiforme sinforme

asse asse

Traccia del Piano assiale

Analisi cartografica delle pieghe2/3

Modulo di Cartografia geologica Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari

Analisi cartografica delle pieghe:

Traccia del Piano assiale


In una carta geologica separa due domini che rappresentano i due

fianchi di una piega. Sul terreno può essere riconosciuta come la

linea che:

‐ unisce tutti i punti in cui le pieghe sono simmetriche e hanno un

profilo a "M”;

‐ unisce tutti i punti in cui la stratificazione è ortogonale alla

foliazione di piano assiale della piega (oppure una S1 è ortogonale

alla S2 );

‐ separa domini in cui le pieghe a piccola scala hanno un'asimmetria

a "S" da quelli in cui le pieghe hanno un'asimmetria a "Z"

(attenzione: sempre guardando nella stessa direzione!),

‐ separa domini con diversi rapporti stratificazione/foliazione;

‐separa domini con diverse direzioni di ringiovanimento degli strati

(se è conosciuta la successione stratigrafica).

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Pieghe e strutture minoriEsistono numerose strutture legate alle pieghe e che ne permettono una migliore

definizione geometrica o ricostruzione cartografica

Pieghe minori

Per convenzione il senso di asimmetria èdeterminato guardando verso l’inclinazione della cerniera, se è orizzontale bisogna specificare l’orientazione.

Perciò il riconoscimento e la messa in carta di pieghe con asimmetria tipo "S" o "Z", riferito al profilo di pieghe asimmetriche, ci fornisce informazioni sulla posizione delle cerniere e quindi dei piani assiali delle pieghe ma non sulla direzione di trasporto associata a tale piegamento. Questo metodo risulta poi difficile da utilizzare in aree dove gli assi sono suborizzontali. La forma a "S" o "Z" delle pieghe in questo caso dipende solamente della direzione in cui si guarda la piega.


Analisi cartografica delle piegheDipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari


Analisi cartografica delle pieghe

Ricostruzione delle tracce dei piani assiali dalle asimmetrie delle pieghe minori


Analisi cartografica delle piegheModulo di Cartografia geologica

x = brecce di faglia

Esercizio 12



Determinare giacitura e ubicazione dei fianchi della piega, delle superfici assiali, delle tracce delle superfici assiali e degli assi. Quindi eseguire la sezione geologica

Esercizio 9

Analisi cartografica delle piege (da Powell, 1996)Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari


Analisi cartografica delle pieghe (da Rowland et al. )Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari


Analisi cartografica delle pieghe (da Rowland et al. )

Quando si hanno pieghe con fianchi rovesciati (o verticali) è possibile determinare la giacitura dell'asse della piega osservando le giaciture della superficie piegata: avrà direzione d'immersione uguale a quella delle misure verticali e inclinazione uguale all'inclinazione delle misure ortogonali alle misure verticali



Analisi cartografica delle pieghe (da Rowland et al. )Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari


Ricostruzione di una piega in sezione geologica(senza riferimenti topografici) (da Powell, 1996)

Determinare la giacitura degli assi delle pieghe e la loro geometria (cilindriche o no?) e ricostruire la sezione geologica

Esercizio 8 bis


Come cartografare le pieghe


Osservazioni sull'affioramento

1) Riportare sulla carta le giaciture dell'asse, del piano assiale,

della superficie piegata, del clivaggio, delle lineazioni e

l'asimmetria della piega.

2) Disegnare sul quaderno di campagna uno schizzo della piega con i

dati strutturali misurati e riportarli su uno stereonet

Quando si cartografa una zona con pieghe si pone il problema di quali pieghe rappresentare in carta e come.

Sulla carta

1) Cartografare un numero di affioramenti sufficienti cosicché la

piega sia evidenziata dalla stratificazione (o superficie piegata),

linee di forma, la distribuzione delle unità litologiche, la

superficie d'inviluppo delle pieghe minori.

2) Identificare la zona di cerniera

3) Cartografare le relazioni clivaggio/stratificazione in cerniera e

sui fianchi

4) Misurare e rappresentare l'asimmetria delle pieghe minori

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Come cartografare le piegheModulo di Cartografia geologica

Modificato da McClay, 1987, -The mapping of geological structures

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Ricostruzione di una piega in sezione geologica(senza riferimenti topografici)

(da Powell, 1996)Esercizio 8



Le pieghe possono assumere forme diverse a causa di diversi fattori, tra i quali:a)Proprietà fisiche della roccia piegata.b)La quantità di deformazione interna.c)Orientazione degli assi dello stress.

Perciò la ricostruzione corretta in sezione geologica diventa importante per interpretare il meccanismo deformativo che ha agito durante la deformazione.

Quando noi effettuiamo una sezione geologica in realtà eseguiamo una sezione verticale che taglia con un angolo qualsiasi la piega mentre se vogliamo ricostruire la geometria esatta dobbiamo eseguire un profilo esattamente ortogonale alla direzione assiale della struttura.

Sezione geologica: sezione

comunque orientata rispetto alla

struttura

Profilo geologico: sezione

geologica ortogonale alla

direzione assiale della struttura

modificato da Mackin, 1950 Journal of Geology

Modulo di Cartografia geologica Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari

Sezione geologica

Profilo geologico


Dalla sezione geologica al Profilo geologico



Costruzione grafica di un Profilo geologico di una piega cilindrica esposta su un terreno piatto

1. Sulla carta geologica costruire un reticolo a maglia quadrata didimensione k con un lato parallelo alla direzione d’immersione dell’asse.

2. Si costruisce un nuovo reticolo dove il lato ortogonale alla direzione dell’asse rimane invariato (k), mentre il lato parallelo viene ridotto di una quantità funzione dell’inclinazione dell’asse. Il nuovo reticolo avrà questo lato di distanza p dato dalla relazione p= k senP.

3. La piega viene perciò ridisegnata trasferendo l’andamento dei contatti da una maglia omologa all’altra.

(da Ragan, 1895)


Analisi cartografica delle piegheCostruzione grafica di un Profilo geologico di una piega cilindrica esposta su un

terreno piatto




Considerando che la morfologia è essenzialmente suborizzontale a q. 400m

s.l.m.:

1) disegnare i contatti che collegano i diversi affioramenti;

2) determinare la posizione delle diverse pieghe;

3) costruire una sezione geologica secondo la traccia a-b;

4) costruire un profilo geologico secondo la traccia a-b.

Ricostruzione di un’area piegata utilizzando tutte le informazioni disponibili

(da Powell, 1996)

Esercizio 10


Rapporti tra pieghe e foliazioni

Rapporti tra Stratificazione e Foliazione: lo sviluppo di una scistosità è molto spesso contemporaneo con la formazione di pieghe. Se questo è il caso si parla di scistosità di piano assiale della piega. Il criterio per dimostrare se piegamento e scistosità sono contemporanei è osservare i rapporti tra superficie piegata e scistosità su entrambi i fianchi e in cerniera.

Vergenza: Nel suo senso originario (Stille, 1930), il termine vergenza si riferisce ad una superficie piegata in modo asimmetrico e indica sia la direzione in cui si dovrebbe incontrareun'antiforme, sia ladirezione verso cui si ha movimento. Non considerando congiuntamenteil senso di ringiovanimento degli strati, la direzione in cui si incontra un'antiforme e la direzione generale di trasporto non coincidono nel caso di piegamenti polifasici e nel caso di pieghe parassite nei fianchi rovesciati delle pieghe maggiori.

Pieghe e strutture minoriModulo di Cartografia geologica

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Rapporti tra pieghe e foliazioniPieghe e strutture minori


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Rapporti tra pieghe, pieghe minori e foliazioni


Analisi cartografica delle piegheDipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari




Ricostruzione di pieghe utilizzando tutte le relazioni tra superfici piegate, foliazione di piano assiale, asimmetria delle pieghe minori lungo una sezione geologica "naturale"





L’analisi delle relazioni geometriche tra le pieghe alla meso-scala,

quelle minori (parassite) e le superfici planari (stratificazione e

clivaggi) permette di ricostruire, sia in carta che in campagna durante

il rilevamento, la geometria delle pieghe maggiori (a scala

cartografica)

Esercizio 11



Analisi cartografica delle piegheRapporti tra pieghe, pieghe minori e foliazioni

Esercizio 11 bis

Sulla base delle relazioni tra clivaggio e stratificazione determinare: i fianchi (diritti e/o rovesci) e le zone di cerniera della piega. Considerando la giacitura della stratificazione, i contatti affioranti e la regola della "v" disegna: i limiti formazionali, le tracce dei piani assiali e le linee di cerniera. Esegui una sezione geologica lungo la traccia "a-b" riportando oltre al contatto geologico anche la traccia del piano assiale ed il clivaggio di piano assiale.


Pieghe dislocate da faglieModulo di Cartografia geologica

(da D. Powell, 1996)

L'analisi anche solo qualitativa di una piega dislocata da una faglia può dare utili indicazioni sul tipo di rigetto.

Pieghe asimmetriche con in A rigetto verticale mentre in B rigetto orizzontale

B e C- Rigetto verticale: l'erosione della stessa piega, dislocata, a livelli strutturali differenti comporta una differente larghezza W, con Anticlinali più ampie sul blocco a nord e sinclinali più ampie sul blocco a sud. Rigetto orizzontale apparente della traccia dei piani assiali (rigwtto .D e F- Rigetto orizzontale: larghezza dell'affioramento identica sui due blocchi, dislocazione orizzontale reale.



La dislocazione delle pieghe comporta il rigetto della linea di cerniera, e questo ci permette di determinare il rigetto reale.

A: sinforme dislocata da una faglia; B: determinazione della giacitura della faglia usando le line di forma (direzione d'immersione N023/52) e individuazione dell'intersezione della linea di cerniera con il piano della faglia; C: vettore di spostamento della faglia; D: Sezione costruita lungo il piano della faglia, h=100m, v=130m; Il blocco a nord si è sollevato verso SE, o il blocco a sud si èabbassato verso NW.

Linea di cerniera orizzontale




Analizzando il rigetto della piega in carta determinare direzione e verso del rigetto. Quindi calcolare, se ci sono, le componenti del rigetto verticale e/o orizzontale.

Esercizio 13




Esercizio 14

Le due faglie dislocano la successione indicata in legenda. Quale rigetto sui può dedurre dallo spostamento in carta dei contatti? Quale invece dall’analisi degli assi delle pieghe nei diversi blocchi separati dalle faglie?


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