I bacini sedimentari sono strutture geologiche di primo ordine in grado di ospitare abbondanti riserve di risorse non rinnovabili (p.e., petrolio, gas, carbone) e rinnovabili (p.e., energia geotermica). Il loro sfruttamento sostenibile è di vitale importanza per far fronte al crescente fabbisogno globale di energia nei prossimi decenni, nel rispetto dell’ambiente, con particolare riguardo all’impatto della produzione energetica sui cambiamenti climatici e per assicurare una transizione graduale ed equilibrata dalle fonti di energia fossile alle fonti rinnovabili. Obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti una base teorica e pratica (attraverso l’utilizzo di moderne tecniche di analisi quantitativa) per la ricostruzione della dinamica, dell’architettura interna e della termicità dei bacini sedimentari per l'esplorazione e la produzione “responsabili” di energia.
scheda docente materiale didattico
Modulo 1. INTRODUZIONE
La tettonica delle placche e i margini di placca. Il ciclo di Wilson. Composizione e struttura di crosta e litosfera: continentale e oceanica (suite ofiolitifera). Principali province che compongono le placche. Distribuzione delle rocce sulla superficie terrestre nel mondo e in Italia. Il ciclo delle rocce. Concetti generali e principi di stratigrafia. La scala dei tempi. Unità stratigrafiche. Litostratigrafia (unità e rapporti tra unità) e sue applicazioni (e.g., carte geologiche, ambienti sedimentari, correlazioni). Principali bacini sedimentari in contesti divergenti, convergenti e trascorrenti: classificazione e fattori di controllo. Principali meccanismi deformativi nella crosta.
Modulo 2. LITOGENESI E DEFORMAZIONE DEI MARGINI DIVERGENTI
Distribuzione dei margini divergenti nel puzzle delle placche. Tettonica estensionale fragile: faglie normali, sistemi di faglie normali (geometria, cinematica). Bacini sedimentari estensionali e loro evoluzione tettono-stratigrafica: dal rift continentale al rift oceanico, sviluppo dei margini passivi. Anatomia e classificazione dei margini passivi. Tettonica salina. Rift oceanico (morfologia, magmatismo, metamorfismo). Modelli di evoluzione di margini divergenti: pure-shear, simple shear.
Modulo 3. LITOGENESI E DEFORMAZIONE DEI MARGINI CONVERGENTI
Distribuzione dei margini convergenti nel puzzle delle placche. Evoluzione di margini convergenti: dalla subduzione alla collisione (magmatismo e metamorfismo). Tettonica compressiva fragile: faglie inverse, sovrascorrimenti, pieghe. Sistemi a pieghe e sovrascorrimenti (geometria, cinematica). Bacini sedimentari in contesti convergenti e loro evoluzione tettono-stratigrafica: bacini di fossa oceanica, di avanarco e retroarco, avanfosse e bacini di thrust-top. Anatomia e classificazione degli orogeni.
Modulo 4. LITOGENESI E DEFORMAZIONE DEI MARGINI TRASFORMI
Distribuzione dei margini trasformi nel puzzle delle placche. Tettonica trascorrente fragile: faglie trascorrenti e sistemi deformativi di strike-slip (geometria, cinematica). Bacini sedimentari in contesti trascorrenti.
ESERCITAZIONI IN AULA (Laboratorio)
Introduzione allo studio delle Rocce sedimentarie; rocce silicoclastiche; rocce carbonatiche e ambienti carbonatici marini; rocce evaporitiche; rocce di origine organica; rocce residuali. Introduzione alla Lettura delle Carte Geoleologiche. Lettura e interpretazione di Carta geologica del Grand Canyon a piccola scala, Foglio Sora scala 100.000, foglio Spoleto scala 50.000, uso di proiezioni stereografiche per rappresentazione di piani e linee geologiche, uso della bussola.
ESERCITAZIONI SUL TERRENO (Campo interdisciplinare)
Escursione a carattere geologico-regionale attraverso l’Italia centrale, dal margine peri-tirrenico estensionale tosco-laziale alla catena appenninica umbro-marchigiana a pieghe e sovrascorrimenti, con lo sviluppo di tre temi principali e cinque esercitazioni tematiche di raccolta ed elaborazione di dati di terreno.
Tema 1. Evoluzione tettono-stratigrafica del margine peri-tirrenico (Tarquinia, Civitavecchia)
Finalità e metodo: ricostruzione del sollevamento costiero attraverso il rilevamento morfologico e il campionamento micropaleontologico di terrazzi marini (sul terreno), l’analisi microscopica di microfaune significative per età e facies, analisi di foto aeree, integrazione dei risultati analitici (in aula), il calcolo del sollevamento e redazione di una relazione descrittiva dell’evoluzione recente del margine.
Tema 2. Evoluzione tettonica, magmatica e sedimentaria del margine peri-tirrenico e relazioni con l’evoluzione compressiva della catena appenninica (Boccheggiano, Massa Marittima)
Finalità e metodo: ricostruzione di stralci di rilevamento e inquadramento dello stile deformativo e della cinematica estensionali e dei processi litogenetici associati (rocce ignee, sedimentarie, metamorfiche) attraverso ricognizioni di terreno per la raccolta di dati di rilevamento, misura di giaciture di piani e linee, riconoscimento rocce, elaborazione dei dati raccolti per la ricostruzione delle principali strutture rilevate.
Tema 3. Evoluzione tettonico-stratigrafica della catena appenninica nel dominio umbro-marchigiano (Valnerina)
Finalità e metodo: ricostruzione di stralci di rilevamento e profili a vista regionali per l’inquadramento dello stile deformativo e della cinematica della tettonica compressiva miocenica e della tettonica estensionale quaternaria. Raccolta dati strutturali alla mesoscala. Ricostruzione della successione stratigrafica meso-cenozoica. Evoluzione pleistocenica tetto-stratigrafica (travertini) della Valle del F. Nera alla confluenza con F. Corno. Lettura e interpretazione di documenti cartografici geologici e topografici a varia scala.
Mottana M., Crespi R. Minerali e rocce. ISBN 9788837029562
PRESS Frank , SIEVER Raymond , GROTZINGER John , JORDAN Thomas H 2006. CAPIRE LA TERRA. ISBN 978-8808-07991-6 Trad. di P. Fredi, revisione di E. Lupia Palmieri e M. Parotto. Zanichelli ed. pp. 672
Tucker ME 2010. Geologia del sedimentario 2010. Rocce, strutture sedimentarie, ambienti deposizionali. ISBN 9788857900414. 384 pp.
Venturini c. 2012. Realizzare e leggere carte e sezioni geologiche Un approccio alla geologia di terreno e alla sua rappresentazione cartografica. dario flaccovio ed.ISBN 9788857901534. pp.224.
Programma
LEZIONI FRONTALIModulo 1. INTRODUZIONE
La tettonica delle placche e i margini di placca. Il ciclo di Wilson. Composizione e struttura di crosta e litosfera: continentale e oceanica (suite ofiolitifera). Principali province che compongono le placche. Distribuzione delle rocce sulla superficie terrestre nel mondo e in Italia. Il ciclo delle rocce. Concetti generali e principi di stratigrafia. La scala dei tempi. Unità stratigrafiche. Litostratigrafia (unità e rapporti tra unità) e sue applicazioni (e.g., carte geologiche, ambienti sedimentari, correlazioni). Principali bacini sedimentari in contesti divergenti, convergenti e trascorrenti: classificazione e fattori di controllo. Principali meccanismi deformativi nella crosta.
Modulo 2. LITOGENESI E DEFORMAZIONE DEI MARGINI DIVERGENTI
Distribuzione dei margini divergenti nel puzzle delle placche. Tettonica estensionale fragile: faglie normali, sistemi di faglie normali (geometria, cinematica). Bacini sedimentari estensionali e loro evoluzione tettono-stratigrafica: dal rift continentale al rift oceanico, sviluppo dei margini passivi. Anatomia e classificazione dei margini passivi. Tettonica salina. Rift oceanico (morfologia, magmatismo, metamorfismo). Modelli di evoluzione di margini divergenti: pure-shear, simple shear.
Modulo 3. LITOGENESI E DEFORMAZIONE DEI MARGINI CONVERGENTI
Distribuzione dei margini convergenti nel puzzle delle placche. Evoluzione di margini convergenti: dalla subduzione alla collisione (magmatismo e metamorfismo). Tettonica compressiva fragile: faglie inverse, sovrascorrimenti, pieghe. Sistemi a pieghe e sovrascorrimenti (geometria, cinematica). Bacini sedimentari in contesti convergenti e loro evoluzione tettono-stratigrafica: bacini di fossa oceanica, di avanarco e retroarco, avanfosse e bacini di thrust-top. Anatomia e classificazione degli orogeni.
Modulo 4. LITOGENESI E DEFORMAZIONE DEI MARGINI TRASFORMI
Distribuzione dei margini trasformi nel puzzle delle placche. Tettonica trascorrente fragile: faglie trascorrenti e sistemi deformativi di strike-slip (geometria, cinematica). Bacini sedimentari in contesti trascorrenti.
ESERCITAZIONI IN AULA (Laboratorio)
Introduzione allo studio delle Rocce sedimentarie; rocce silicoclastiche; rocce carbonatiche e ambienti carbonatici marini; rocce evaporitiche; rocce di origine organica; rocce residuali. Introduzione alla Lettura delle Carte Geoleologiche. Lettura e interpretazione di Carta geologica del Grand Canyon a piccola scala, Foglio Sora scala 100.000, foglio Spoleto scala 50.000, uso di proiezioni stereografiche per rappresentazione di piani e linee geologiche, uso della bussola.
ESERCITAZIONI SUL TERRENO (Campo interdisciplinare)
Escursione a carattere geologico-regionale attraverso l’Italia centrale, dal margine peri-tirrenico estensionale tosco-laziale alla catena appenninica umbro-marchigiana a pieghe e sovrascorrimenti, con lo sviluppo di tre temi principali e cinque esercitazioni tematiche di raccolta ed elaborazione di dati di terreno.
Tema 1. Evoluzione tettono-stratigrafica del margine peri-tirrenico (Tarquinia, Civitavecchia)
Finalità e metodo: ricostruzione del sollevamento costiero attraverso il rilevamento morfologico e il campionamento micropaleontologico di terrazzi marini (sul terreno), l’analisi microscopica di microfaune significative per età e facies, analisi di foto aeree, integrazione dei risultati analitici (in aula), il calcolo del sollevamento e redazione di una relazione descrittiva dell’evoluzione recente del margine.
Tema 2. Evoluzione tettonica, magmatica e sedimentaria del margine peri-tirrenico e relazioni con l’evoluzione compressiva della catena appenninica (Boccheggiano, Massa Marittima)
Finalità e metodo: ricostruzione di stralci di rilevamento e inquadramento dello stile deformativo e della cinematica estensionali e dei processi litogenetici associati (rocce ignee, sedimentarie, metamorfiche) attraverso ricognizioni di terreno per la raccolta di dati di rilevamento, misura di giaciture di piani e linee, riconoscimento rocce, elaborazione dei dati raccolti per la ricostruzione delle principali strutture rilevate.
Tema 3. Evoluzione tettonico-stratigrafica della catena appenninica nel dominio umbro-marchigiano (Valnerina)
Finalità e metodo: ricostruzione di stralci di rilevamento e profili a vista regionali per l’inquadramento dello stile deformativo e della cinematica della tettonica compressiva miocenica e della tettonica estensionale quaternaria. Raccolta dati strutturali alla mesoscala. Ricostruzione della successione stratigrafica meso-cenozoica. Evoluzione pleistocenica tetto-stratigrafica (travertini) della Valle del F. Nera alla confluenza con F. Corno. Lettura e interpretazione di documenti cartografici geologici e topografici a varia scala.
Testi Adottati
Dispense e articoli scientifici distribuiti dal docenteMottana M., Crespi R. Minerali e rocce. ISBN 9788837029562
PRESS Frank , SIEVER Raymond , GROTZINGER John , JORDAN Thomas H 2006. CAPIRE LA TERRA. ISBN 978-8808-07991-6 Trad. di P. Fredi, revisione di E. Lupia Palmieri e M. Parotto. Zanichelli ed. pp. 672
Tucker ME 2010. Geologia del sedimentario 2010. Rocce, strutture sedimentarie, ambienti deposizionali. ISBN 9788857900414. 384 pp.
Venturini c. 2012. Realizzare e leggere carte e sezioni geologiche Un approccio alla geologia di terreno e alla sua rappresentazione cartografica. dario flaccovio ed.ISBN 9788857901534. pp.224.
Modalità Erogazione
Per le lezioni frontali e il laboratorio in aula si prevede l'utilizzo di slide-show, brevi video, rocce e minerali e carte geologiche delle collezioni didattiche. Per il campo si prevede di utilizzare dispense e materiale cartografico tematico che verrà distribuito a ciascuno studente prima dell'escursione. Gli studenti dovranno essere forniti di kit per realizzazione di carte e sezioni geologiche, lente e martello da geologo, bussola, libretto di campagna, tavoletta rigida. Tutti i materiali delle lezioni sarranno caricati sulla piattaforma di Ateneo o disponibili nelle aule di lezione e laboratorio.Modalità Frequenza
Alemo 75% lezioni frontali Almeno 75% esercitazioni Partecipazione alla eventuale escursione extracurricolareModalità Valutazione
Prova in itinere sulla litogenesi (2 ore) Verifica di terreno attraverso una breve prova pratica e presentazioni orali a fine campo Prova scritta nel primo giorno di ciascun appello Prova orale nei giorni successivi allo scritto di ciascun appello (calendario dettagliato definito dopo la prova scritta)