EVIDENZE DALLA TERMOCRONOLOGIA 

Entrando  nel  dettaglio  delle  relazioni  tra  attività  delle  faglie  e  distribuzione  dell'età,  l'osservazione dei dati termocronologici mostra che gli insiemi di età, registrano spesso variazioni  sostanziali  tra  età  contigue.  Tali  "salti"  di  età  sono  particolarmente  evidenti  per  i  campioni  di  superficie con età delle tracce di fissione, che variano tra ~14 Ma e ~7 Ma, ed età (U‐Th)/He, che  variano tra ~8 Ma e ~2 Ma, ma anche sui campioni del tunnel, relativamente alle età delle tracce di  fissione, che variano tra ~7 Ma a ~ 3 Ma. In particolare le principali differenze sono state registrate  tra  campioni  di  rocce  separati  da  zone  di  faglia  e,  pertanto,  seguono  la  distribuzione  spaziale  di  alcune faglie maggiori. Osservando i grafici di fig. 3.39 è possibile apprezzare tale corrispondenza e  riconoscere una relazione inversa tra il verso del movimento delle faglie e lo sfasamento tra le età.  Tale  relazione  soddisfa  le  aspettative  teoriche.  Infatti,  lungo  una  faglia  normale,  le  velocità  di  esumazione al letto differiscono da quelle al tetto, essendo maggiori le prime rispetto alle seconde  (Ehlers  et  al.,  2001;  Stockli,  2005).  Questo  perché,  anche  nel  caso  esemplificativo  di  erosione  e  assetto termico in stato stazionario, le rocce a letto subiscono un sollevamento relativo rispetto a  quelle di tetto.  Ciò determina età più giovani per le prime rispetto alle seconde. Tale differenza di  età risulta tanto più accentuata quanto maggiore è l'entità del rigetto verticale registrato durante  o dopo la chiusura del sistema termocronometrico utilizzato. Per le distribuzioni di età più antiche, 

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il  disturbo  prodotto  dalla  tettonica  è  diffuso  a  tutta  l'area,  poiché  esse  sono  influenzate  dall'attività  di  faglie  relative  sia  alla  fase  A  che  alla  fase  B.  In  base  a  tali  osservazioni  è  possibile  aggiungere dei vincoli temporali all'evoluzione di tali strutture per le quali è registrata un'attività 

iniziata  tra  15  e  10  Ma  e  perdurata  fino  a  circa  3  Ma.  

Fig.  3.39:  In  figura  sono  riportate  (a)  le  età  AFT  e  (b)  le  età  AHe,  misurate  su  campioni  di  galleria  (cerchi  neri)  e  di  superficie (triangoli grigi). Sono inserite anche le faglie principali, rappresentate con linee rosse continue e verso della  dislocazione,  quando  esercitano  influenza  sui  campioni  circostanti,  e  con  linee  rosse  tratteggiate  quando  non  esercitano alcun effetto.   

La  distribuzione  di  età  AHe  su  campioni  del  tunnel  sono  marcatamente  più  giovani,  variando tra ~3.5 Ma e ~0.8 Ma, con un valore medio di ~2 Ma. Queste sono piuttosto omogenee  lungo  tutto  il  transetto  e  non    registrano  effetti  significativi  prodotti  della  tettonica.  Solo  due  eccezioni sono evidenti, alle estremità del transetto. In particolare si è registrato un "salto" di età 

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tra  i  campioni  T1  e  T2  posti  all'estremità  settentrionale  della  galleria.  Questi  documentano  un'estensione  verso  NO  compatibile  con  il  movimento  lungo  la  faglia  con  direzione  ENE‐OSO  descritta  nel  paragrafo  3.3.6,  appartenente  alla  fase  B  di  deformazione  fragile.  Un'altro  salto  significativo  è  dato  dai  campioni  T21  e  T22  posti  all'estremità  meridionale,  che  evidenziano  un'estensione verso S, coerente con il verso del movimento lungo la faglia avente direzione ONO‐ ESE descritta nel paragrafo 3.3.1, attribuibile anch'essa alla fase B. Tali evidenze suggeriscono che  dopo  2  Ma  la  deformazione  fragile  agisce  unicamente  attraverso  strutture  di  fase  B  poste  all'estremità del rilievo.     

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3.5. CONCLUSIONI 

Nell'area  del  massiccio  del  Sempione  è  stato  possibile  documentare  e  caratterizzare  l'evoluzione  della  deformazione  fragile,  attiva  al  letto  della  faglia  del  Sempione,  mediante  l'applicazione  di tecniche  di telerilevamento e  di  analisi  strutturale e  cinematica,  condotta  su 16  stazioni  di  misura.  Inoltre,  la  datazione  di  rocce  raccolte  in  profondità,  lungo  il  traforo  del  Sempione, e in superficie, lungo la sua traccia, ha permesso di aggiungere vincoli cronologici a tali  fasi, attraverso la correlazione tra dati strutturali con la distribuzione delle età. L'analisi condotta  ha  evidenziato  l'esistenza  di  due  fasi  di  deformazione  fragile  (fase  A  e  fase  B),  che  agiscono  principalmente attraverso la dislocazione lungo faglie ad alto angolo.  

La  prima  di  queste,  la  fase  A,  è  legata  principalmente  all'attività  di  faglie  normali  immergenti a SO e NE e di faglie trascorrenti subverticali e dirette ENE. Queste sono responsabili  dell'estensione in direzione NE‐SO, coerente e relazionabile con l'estensione parallela all'orogene  attiva anche lungo la Linea del Sempione. 

Diversamente,  la  fase  B  è  legata  all'attività  di  faglie  normali  immergenti  principalmente  verso NE e SO e di faglie trascorrenti sub‐verticali e dirette da NNO a ONO. A queste si aggiungono  alcune strutture con direzione ENE‐OSO riattivate con cinematica distensiva sinistra. Tali strutture,  nel  loro  insieme,  sono  responsabili  dell'estensione  in  direzione  NO‐SE,  coerente  e  relazionabile  con la fase estensione perpendicolare all'orogene. 

Dal  confronto  tra  rigetti  e  cinematica delle  strutture  osservate  con  la  distribuzione di età  misurate  lungo  il  transetto  è  emerso  che  le  strutture  appartenenti  alla  fase  A  esercitano  un'influenza  significativa  sugli  insiemi  di  età  più  antiche,  giustificando  le  variazioni  di  età  tra  i  campioni  raccolti  attraverso  le  zone  di  faglia.  Questo  dimostra  che,  in  quest'area,  l'estensione  parallela all'orogene è stata attiva dapprima attraverso meccanismi di deformazione duttile lungo  la  zona di  shear  del  Sempione  e  successivamente  attraverso  meccanismi  di  deformazione fragile  lungo la linea del Sempione e lungo faglie fragili poste a letto di quest'ultima. Nella sua evoluzione  tale  fase  di  deformazione  ha  avuto  un'attività  pressochè  continua  negli  ultimi  20‐25  Ma  che  è  perdurata fino a circa 3 Ma. Al contrario, le strutture responsabili dell'estensione perpendicolare  all'orogene  (Fase  B),  oltre  ad  influenzare  gli  insiemi  di  età  più  antiche,  producono  effetti  sulle  distribuzioni di età più giovani misurate nel tunnel (2 Ma di media), in particolar modo attraverso il 

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movimento lungo faglie poste all'estremità del transetto. Ciò indica che tale fase di deformazione  si  è  protratta  oltre  2  Ma  attraverso  l'attività  di  strutture  che  delimitano  il  massiccio,  e  risulta,  pertanto, successiva alla fase A. Tali evidenze documentano un significativo cambio nei campi di  stress  agenti  in  quest'area  con  il  passaggio,  negli  ultimi  3  Ma  da  una  tettonica  di  estensione  parallela all'orogene, agente attraverso faglie a basso angolo (zona di faglia del Sempione) e faglie  ad alto angolo, ad una tettonica di estensione perpendicolare all'orogene, agente esclusivamente  attaverso la dislocazione di faglie ad alto angolo. 

CAPITOLO 4 

DISCUSSIONI E CONCLUSIONI 

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