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Sezione geologica in aree con strutture curve Anche la semplice analisi visiva permette immediatamente di riconoscere strutture fortemente curve (in pratica pieghe). Quando l’andamento curvo di un limite geologico non è giustificato dalla topografia vuol dire che quella superficie è piegata. Attenzione: in A e B è possibile avere delle orizzontali NE che però non sono compatibili con la forma dell’affioramento. Eseguire il profilo in scala la cui traccia coincida con il limite inferiore delle cartine. (da D. Powell, 1996) Modulo di Cartografia geologica 1) Per ogni cartina determinate i punti dove la curvatura è dovuta alla topografia e dove alla presenza di una cerniera. 2) Per le carte A e B costruire le linee orizzontali per il contatto siltstones/mudstones per determinare la forma della piega. 3) Nella cartina C disegnare le linee orizzontali dei due contatti e definire la forma della piega Esercizio 7 Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari

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Sezione geologica in aree con strutture curve

Anche la semplice analisi visiva permette immediatamente di riconoscere strutture fortemente curve (in pratica pieghe).

Quando l’andamento curvo di un limite geologico non è giustificato dalla topografia vuol dire che quella superficie è piegata.

Attenzione: in A e B è possibile avere delle orizzontali  NE che però non sono compatibili con la forma dell’affioramento.

Eseguire il profilo in scala la cui traccia coincida con il limite inferiore delle cartine.

(da D. Powell, 1996)

Modulo di Cartografia geologica

1) Per ogni cartina determinate i punti dove la curvatura è dovuta alla topografia e dove alla presenza di una cerniera.2) Per le carte A e B costruire le linee orizzontali per il contatto siltstones/mudstones per determinare la forma della piega.3) Nella cartina C disegnare le linee orizzontali dei due contatti e definire la forma della piega

Esercizio 7

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Sezione geologica in aree con strutture curve

Modulo di Cartografia geologica

Esercizio

Utilizzando le intersezioni tra curve altimetriche e linee di forma, ricostruire la geometria del contatto in sezione.

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Analisi cartografica delle pieghe(da Powell, 1996)

Utilizzando i rapporti tra superfici geologiche e topografia e ricostruendo con le linee di forma la geometria delle superfici è possibile descrivere la geometria e 

la forma delle pieghe

A) La semplice osservazione in carta dei rapporti tra limiti geologici e topografia permette di individuare l’immersione dei contatti (frecce) e i punti in cui sono piegati (f), e distinguere perciò fianchi e cerniere.

B) Costruendo le linee di forma èpossibile determinare con precisione l’inclinazione dei fianchi se la piega è cilindrica e qual è la direzione dell’asse.

C) Costruendo le linee di forma per tutti i contatti è piùsemplice costruire una sezione geologica e individuare i punti di cerniera (in rosso).

D) I punti di cerniera sono individuabili anche in carta. La linea che li unisce (sulla stessa superficie) è ovviamente la linea di cerniera o asse della piega.

E) Ugualmente possiamo determinare il Piano assiale e la sua traccia sulla carta 

F) e in sezione.

QUESTO E’ IL CASO DI UNA PIEGA CILINDRICA

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L’interpretazione cartografica di una piega può essere difficoltosa 

quando la topografia ècomplicata.

Nella figura a fianco il contatto tra mudstone e siltstone può essere interpretato in maniera diversa. In particolare le ricostruzioni x e z il siltstone giace sopra il mudstonementre in y avviene il contrario. Da quanto osservabile nella valle principale il sistema z sembra il piùprobabile. 

Utilizzando l’interpretazione x (A) per la ricostruzione delle linee di forma risulterebbe un’antiforme a duomo e una sinforme immergente verso est.In (B) utilizzando le linee di forma riconosciute in y la struttura sarebbe simile, ma senza che l’antiforme origini un duomo

In (C) utilizzando le linee di forma come in z si ha una struttura molto più semplice: un’antiforme debolmente immergente verso sud, quasi cilindrica. Questa soluzione è la migliore non solo perché è la piùsemplice (come frequente in geologia), ma anche perché i dati in questo modo concordano con quanto visibile sull’affioramento.

Analisi cartografica delle pieghe(da Powell, 1996)

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Interpretazione “geometrica” di una carta geologica(priva di curve altimetriche)

(da D. Powell, 1996)

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Analisi cartografica delle pieghe(da Powell, 1996)

Modulo di Cartografia geologica

Esercizio

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Costruzione di pieghe in una sezione geologica secondo il “metodo di Busk” o degli “archi concentrici”

Modificato da http://www.uwgb.edu/dutchs/STRUCTGE/LABMAN.HTM

Questo metodo proposto da H.G. Busk (1929),  permette di ricostruire in sezione la geometria delle pieghe assimilandole a pieghe parallele (quindi con strati a spessore costante). 

La costruzione si basa sulla proprietà per cui i centri di due cerchi concentrici giacciono su una stessa linea retta passante attraverso il punto di contatto perpendicolare alla tangente comune. 

Il problema è trovare cerchi tangenti alle giaciture conosciute (1) che siano concentrici (2). I raggi sono sempre perpendicolari alla tangente dove il raggio attraversa la circonferenza (3). Perciò costruendo la linea perpendicolare a ogni giacitura, l’intersezione delle due perpendicolari sarà il centro dell’arco desiderato (4), inoltre la linea perpendicolare ad uno strato lo sarà anche allo strato inferiore o superiore. 

1. Può accadere che, per giaciture poco inclinate, le perpendicolari si intersechino  fuori dal foglio utilizzato per la sezione geologica.

2. Per ovviare a ciò si individua la bisettricedell’angolo tra le perpendicolari, tracciando linee parallele alle perpendicolari alla stessa distanza d.3. Da ogni giacitura riportata sul profilo topografico si traccia una linea perpendicolare alla bisettrice fino a riportarla sulla linea nel lato opposto, che individua dove l’arco deve essere interrotto.4. Si costruisce la giacitura sul lato opposto, le giaciture lungo una stessa perpendicolaresono parallele.

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Costruzione di pieghe in una sezione geologica secondo il “metodo di Busk”(Modificato da http://www.uwgb.edu/dutchs/STRUCTGE/LABMAN.HTM)

5. e 6.  Proseguendo la linea che rappresenta 

l’immersione fino alla bisettrice individueremo 

un triangolo al cui interno deve giacere l’arco. 

7. L’arco disegnato dovrebbe all’incirca 

bisecare la linea centrale di ogni triangolo.

8. I dati dai settori adiacenti possono essere 

trasportati (tratti rossi spessi)  misurando la 

distanza relativa con gli archi già riportati.

Per prima cosa dopo aver 

tracciato il profilo topografico si 

riportano i limiti stratigrafici e 

le faglie, e le inclinazioni 

apparenti delle giaciture che si 

incontrano lungo la traccia 

della sezione geologica.

Tutti i cerchi tangenti alla 

misura 1 avranno i loro centri 

su una linea perpendicolare alla 

misura 1

Ugualmente per la misura 2. 

Perciò l’intersezione C12 è il 

centro di archi concentrici 

tangenti sia alla misura 1 che 

alla misura 2.

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CASO PRATICO

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Gli archi di un settore (in blu) si interrompono sulla linea perpendicolare alle misure di immersione

Quando il centro del cerchio èfuori dal foglio si usa il metodo della bisettrice

Ogni arco può essere riportato anche nel settore adiacente (linee rosse)

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Quando il centro del cerchio 

non è sopra il profilo 

topografico, ma sotto  si  sta 

ricostruendo una piega 

antiforme.

Contrasto tra situazione 

reale e ricostruzione 

geometricaSpesso la sezione geologica così

costruita non è esattamente 

coincidente con i limiti geologici 

individuati in carta. Ciò avviene 

perché:

•Lo spessore non è costante;

•Ci sono errori nella 

ricostruzione geometrica

•L’immersione non è costante

•La misura fatta in campagna 

non è esatta

•Le pieghe non hanno una 

geometrica costante come nella 

teoria.

In questo caso (frequentissimo) 

è necessario riaggiustare i 

contatti determinati per via 

geometrica (in blu) rispettando 

le giaciture e i limiti geologici (in 

nero).

Talvolta può essere necessario 

aggiustare il profilo topografico, 

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Si usa questo metodo considerando che spesso le pieghe hanno una direzione d‘immersione costante per considerevoli distanze e poi cambiano in maniera 

improvvisa, mostrando quindi cerniere con geometria non concentrica.Il metodo consiste nell’individuare le zone in cui l’immersione (nel nostro caso in 2D l’inclinazione apparente) rimane costante. Il passaggio da un’immersione all’altra è dato dalla linea bisettrice dell’angolo tra due misure d’immersione adiacenti. Esistono diversi metodi per trovare la bisettrice. In realtà non necessariamente la cerniera coincide con la bisettrice in quanto tra le due giaciture la variazione d’immersione può avvenire ovunque e non a metà strada. Anche questo come tutti i metodi per la costruzione delle pieghe produce un risultato approssimato.

Come trovare la bisettrice tra le 

misure 1 e 2.Metodo 1

Un modo è costruire le linee 

perpendicolari alle immersioni 

1 e 2 che si intersecano nel 

punto C12  e  determinare la 

bisettrice dell’angolo da loro 

formato.

Proseguendo le immersioni 1 e 

2 quando si incontra la 

bisettrice si cambia immersione 

usando quella del lato opposto. 

Perciò partendo dal punto 1 si 

traccia il limite  e quando si 

incontra la bisettrice il contatto 

assumerà l’immersione del 

punto 2 fino alla 

perpendicolare

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Come trovare la bisettrice tra le misure 2 e 3.Metodo 2A metà tra i punti 2 e 3 tracciare le linee parallele alle immersioni 2 e 3. Bisecare l’angolo per trovare la bisettrice L23.Proseguire l’immersione 2 fino alla bisettrice e poi nella parte opposta continuare con l’inclinazione della misura 3 e viceversa. Si può proseguire anchela linea dell’immersione 1, tra la bisettrice L12 e la L23 avrà immersione uguale a 2, a destra della L23 avrà immersione come 3.

Metodo 3Altro modo è trovare l’angolo medio tra due misure adiacenti (ad es. 3 e 4). La linea cercata passa attraverso il punto medio tra i due punti dati. Si disegni una linea verticale attraverso tale punto e si misuri l’angolo medio dalla linea verticale. 

Quando la ricostruzione geometrica (in blu) non torna adeguatamente con i limiti geologici riportati sul profilo topografico dalla carta, i limiti nella sezione geologica vanno aggiustati (in nero).

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Costruzione di pieghe in una sezione geologica secondo il “metodo della proiezione dei piani assiali”

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Le pieghe simili sono quelle dove la geometria della piega rimane costante per tutti gli strati (classe 2 della classificazione di Ramsay [1967]: isogone parallele al piano 

assiale, cerniera ispessita, spessore lungo il piano assiale costante). Possono essere disegnate ricostruendo la geometria di uno strato e “spostandola”parallelamente al piano assiale della piega. Per poter fare questo bisogna essere in grado di stimare l’immersione del Piano assiale. E’ raro trovare pieghe simili per distanze significative, in genere quando al deformazione è così spinta da originare pieghe simili è anche disomogenea e la ricostruzione della geometria delle pieghe molto più difficoltosa.

Per stimare la giacitura del piano assiale abbiamo diverse possibilità:•Attraverso la foliazione di piano assiale misurata•Usando il metodo di Busk o quello delle bisettrici per stimare la geometria della piega•Osservando in carta le giaciture delle superfici piegate e degli assi della piega.

Si costruiscono linee a metà tra le misure dell’immersione e parallele al piano assiale. Si assume che l’immersione sia costante nella zona compresa tra due linee considerate. Si estrapola l’immersione per le linee adiacenti (in fig.3 è stata estrapolata l’immersione 2 nella zona dell’immersione 1 e viceversa).

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Quando si considera un’immersione che sembra essere quella geometricamente più bassa, si possono estrapolarne idati anche a tutte le altre zone già analizzate. In questo caso quella riguardo il punto 7.Una volta finita la ricostruzione geometrica si considerano i limiti geologici riportati dalla carta.

Spesso usando le ricostruzioni geometriche si osservano discrepanze con i dati stratigrafici riportati in carta; ad es. il contatto attraverso il punto 1 è troppo basso nei punti 5 e 10, suggerendoci che un piano assiale più inclinato (vedi sotto a destra) permetterebbe una migliore risoluzione. Nella figura a destra in nero i contatti aggiustati.

Con una superficie verticale i limiti geologici coincidono abbastanza bene per i punti fino a 5, ma non per i punti da 5 a 10. Inoltre lo spessore degli strati (o delle formazioni) aumenta e la piega si estende maggiormente verso il basso. Quale sia la scelta migliore dipende anche dagli altri dati cartografici disponibili.

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Esercizio:eseguire una sezione geologica utilizzando uno dei metodi geometrici che permettono la ricostruzione di pieghe (metodi degli archi concentrici, delle 

bisettrici o proiezione dei piani assiali)

Modulo di Cartografia geologica

Proiettare le giaciture raccolte lungo un corso d'acqua (in grigio) sulla sezione A‐B, considerando l'inclinazione apparente ed eseguire la sezione geologica. (La superficie topografica è piatta.) 

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