Utente:Geoares/Struttura sedimentaria

Le strutture sedimentarie sono particolari caratteristiche sedimentologiche in grado di evidenziare i meccanismi di formazione degli strati. Lo studio delle stesse, in gran parte competenza della sedimentologia, ha lo scopo di approfondire lo studio dell'ambiente sedimentario da cui deriva lo strato nonchè ottenere dati sulla polarità stratigrafica.

Strutture da trazione

Il trasporto dei sedimenti può avvenire essenzialmente secondo due modalità differenti: può esso essere selettivo oppure massivo.

Trasporto selettivo

Nel caso del trasporto selettivo si può semplicemente assumere che i singoli grani di sedimento vengano trasportati in modo indipendente da tutti gli altri. Un clasto dunque potrà essere mosso secondo quattro principali meccanismi: sospensione (silt e argilla), saltazione (sabbia), scivolamento e rotolamento (ghiaie). Il risultato che ne deriva è l'organizzazione dei sedimenti in strutture ordinate e temporaneamente presenti sull'interfaccia deposizionale, dette forme di fondo, che migrano in direzione sottocorrente.

Da qui segue un breve elenco di forme di fondo che si possono o meno trovare fossilizzate all'interno o sulla superficie di uno strato.

• ripple mark
• duna
• fondo piano
• antiduna
• embriciatura da corrente

Trasporto in massa

Nel caso di trasporti in massa il sedimento trasporta l’acqua, mentre l’acqua trasporta il sedimento negli altri casi Middleton and Hampton (1973).

Nell'analizzare il trasporto in massa si deve procedere con lo studio dell'idrodinamica del fluido composto dal sedimento con l'acqua, secondo una disciplina detta reologia.

A questo punto devono essere considerate due dimensioni fondamentali del fluido: la densità ρ e la viscosità μ. La densità influisce sullo sforzo operato dal fluido sulla superficie, sul modo di propagazione delle onde e sulla spinta di Archimede. La viscosità influisce sulla possibilità di avere moti turbolenti nel fluido da cui conseguono le basi erosive delle mie strutture.

Per le prime due strutture di questo elenco si osserva una non perfetta mistura tra acqua e sedimenti.

• slide (frana)
• slump
• debris flow
• corrente di torbida e flusso iperconcentrato

Strutture da decantazione

Queste strutture riguardano un sedimento molto fine (argilla o limo), che è trasportato in sospensione in aree caratterizzate dalla presenza di acqua stagnante. A questo punto esso si muoverà lentamente verso il fondo per moto gravitativo. Il deposito sarà caratterizzato da una fitta laminazione che indicherà eventi e pulsazioni nella fase di decantazione ma solo se non si ha l'intervento di organismi che obliterano tale struttura.

Strutture erosive

Si generano con lo scorrimento di acqua o di un fluido sull'interfaccia deposizionale. Interessante è considerare come queste possano indicare direttamente o meno la direzione e\o il verso della paleocorrente che le ha generate. Alcune tra le più note strutture erosive sono ubicate sulla superficie basale di uno strato e sono dette sole marks. Tra i vari tipi di sole mark riconosciamo più importanti:

• I flute mark sono sicuramente il tipo di sole mark più utilizzato come indicatore di paleocorrente e polarità degli strati, infatti essendo posti alla base degli stessi si può facilmente intuire l'alto stratigrafico, ossia la parte del corpo roccioso in cui si hanno gli strati più giovani. Queste forme i originano in associazione a flussi turbolenti per impatto di vortici sul fondo.

• I tool mark sono forme erosive generate dall'impatto di sedimenti di dimensioni maggiori rispetto a quelli depositati sul fondo. Il risultato sono una serie di striature disposte parallelamente alla direzione di flusso, mentre generalmente il verso della paleocorrente non è intuibile.

Strutture deformative

Spesso nel sedimento avviene immediatamente dopo la deposizione o durante la stessa una serie di modifiche del proprio fabric prima dell’istaurarsi di processi diagenetici. Queste deformazioni sono dovute spesso a fenomeni di espulsione del fluido presente nel sedimento (liquefazione-fluidificazione), al contrasto di densità tra sedimenti liquefatti, al disseccamento, a gravità o tettonica.

• La liquefazione si verifica in un sedimento ad elevata porosità in conseguenza di uno shock (e.g. carico improvviso, terremoto, tempesta) che causa la riorganizzazione della tessitura primaria del sedimento. Il risultato dello shock è un movimento verso l'alto dei fluidi interstiziali che determina poi una diminuzione di porosità del sedimento. Nonostante i fluidi non siano in grado di trasportare i sedimenti per distanze importanti, è possibile che vengano scatenati in questo modo altri fenomeni di trasporto in massa.

• I load cast sono strutture da carico generate per sprofondamento di un fluido più denso all'interno di uno di minor densità. La caratteristica fondamentale è che le parti in discesa più dense sono circondate da parti in risalita che costituiscono delle fiamme (flames), una sorta di cuspidi con l'apice verso l'alto. Vi sono anche, a volte, bolle isolate del fluido meno denso all'interno del volume di quello più denso. Il caso estremo è rappresentato dai vulcani di fango, che si hanno quando il fluido più denso viene a giorno in superficie.

• I mud crack sono strutture da disseccamento che si rinvengono spesso anche allo stato non fossile in zone in cui su terreni argillosi si hanno specchi d'acqua effimeri. Allo steto fossile questi si possono conservare solo se il seppellimento è rapido e si ha poca bioturbazione.

• Non è raro che siano presenti faglie attive durante la sedimentazione. Questo fatto può localmente creare rilievi o depressioni che possono influire sul processo stesso di sedimentazione. L’identificazione di una attività tettonica sinsedimentaria su di un affioramento non è sempre facile, esclusi i casi in cui si può osservare un pacco di strati indeformati che sutura il piano di faglia.

A tali situazioni si possono associare:

• cunei (wedge) di crescita (faglie normali)
• domi (faglie inverse)

Strutture di bioturbazione

Nell'ambito della sedimentologia la bioturbazione è importante perchè essa può totalmente obliterare le strutture sedimentarie, determinando una omogenizzazione dei sedimenti. Questa azione omogenizzante può simulare per esempio un trasporto in massa, mentre è possibile che in origine il sedimento presentasse una serie di forme di fondo. La disciplina dell'icnologia attraverso lo studio di queste tracce fossili può dare informazioni circa la batimetria, l'ambiente deposizionale e la velocità di sedimentazine utili per poi comprendere a fondo gli strati.

Le rocce che derivano, anche se in modo non esclusivo dall'azione bioturbante di organismi sono:

• Le grovacche
• I calcari nodulari

Bibliografia

• Bosellini, Mutti, Ricci Lucchi, Rocce e successioni sedimentarie, Utet, Torino, 1989.