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Analisi di Terreno
5.1 Analisi Mesostrutturale
Proiezioni stratigrafiche
La misura dell’orientazione del giacimento si effettua tramite una bussola da geologo ( Figura 32) che permette di stimare la direzione, l’inclinazione e l’immersione delle struttura geologica. Questo ha permesso la realizzazione delle proiezioni stereografiche.
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Figura 32 - Bussola da Geologo
Le proiezioni stereografiche rappresentano uno strumento per l’analisi strutturale perché permettono di rappresentare in 2D e 3D delle strutture geologiche osservate in campagna. La definizione dell’orientazione degli elementi lineari e planari nello spazio risulta fondamentale per ricostruire l’evoluzione delle tettonica dell’area indagata. Tutte le strutture geologiche possono essere ricondotte a strutture planari e lineari. L’orientamento delle strutture planari viene definito da.
o Direzione (Strike): angolo formato dall’intersezione di un piano orizzontale con la superfice misurata e la direzione Nord. Per convenzione, un modo comune di indicarla è da 0° a 180° in senso orario (verso Est). Viene indicata da un numero di 3 cifre (es.N030E).
o Inclinazione (Dip): l’angolo tra la linea di massima pendenza sulla superfice misurata e la linea orizzontale perpendicolare alla direzione della superficie. La misurazione viene effettuata da 0° a 90° rispetto al piano orizzontale. Viene indicata con un numero di 2 cifre (es 30).
In molti casi risulta preferibile l’utilizzo della nozione dip e dip direction. Si misura l’inclinazione del piano e l’angolo tra il Nord e il piano verticale che contiene la linea di massima pendenza.
L’orientamento delle strutture lineari viene definito da:
o Direzione (Trend o Plunge direction): angolo formato dalla traccia della linea su un piano orizzontale e la direzione del Nord.
• Convenzionalmente viene misurata in senso orario da 0° a 180°. Deve essere indicata con un numero di 3 cifre (es. N030E).
o Inclinazione (Plunge): angolo che la linea genera rispetto al piano orizzontale. Deve essere sempre indicata da un numero di 2 cifre (es. 30).
o Immersione: indica verso quale punto cardinale è inclinata la superficie. Anche per le strutture lineari è possibile l’utilizzo del dip e dip direction.
Un metodo alternativo per la stima dell’orientamento delle strutture lineari è la misura del suo pitch.
Il pitch è l’angolo che la lineazione misurata forma con la direzione del piano su cui giace. È necessario specificare il punto cardinale verso cui si immerge la lineazione. Per poter proiettare con precisione piani e linee, su un cerchio o una sfera, è necessario scegliere un reticolo di riferimento (stereografic net o stereonet). Dato che ogni proiezione comporta una distorsione, i reticoli comunemente usati in geologia strutturale sono:
o Reticolo di Wulff: reticolo equi-angolare, i piani passanti per il centro sono proiettati come archi di un cerchio. Dato che questo reticolo mantiene tutte le relazione angolari, viene impiegato per tutte le operazione con gli stereonets.
o Reticolo di Shmidt: reticolo equi-area, i piani passanti per il centro sono rappresentati da curve di ordine superiore. Questo vale sia per i grandi sia per i piccoli cerchi. Questo reticolo è comunemente usato per la rappresentazione statistica di dati perché le aree sulla sfera di proiezione sono uguali alle aree sul piano di proiezione nonostante mostrino forme distorte. (Frassi , Carosi e Montomoli 2009).
quali-quantitative sulla distribuzione spaziale delle strutture geologiche in esame. Il metodo prevede la misurazione, mediante un metro, di asse di lunghezza di 10 m ed il conteggio delle vene ricadenti al suo interno.
Per gli affioramenti non esposti, o esposti in minima parte, è stato prelevato solamente un campione significativo del litotipo.
5.2 Criteri di Campionamento
Per effettuare il campionamento sono stati individuati sette affioramenti, descritti nel precedente paragrafo, ricadenti all’interno dei confini amministrativi del comune di Casole d’Elsa (SI) (Figura 33). La maggior parte di essi ricadono nell’area circostante la frazione comunale di Pievescola.
Figura 33 - Punti di campionamento
Gli affioramenti ben esposti sono riconducibile ad ex cave dismesse. Per ognuno è stato raccolto un campione significativo del litotipo che caratterizza il giacimento. Il prelievo del campione viene effettuato, o direttamente se il materiale è libero e già staccato dalla roccia in posto, altrimenti, viene asporta una parte significativa della roccia con l’ausilio di martello e scalpello. Questa è una fase indispensabile perché permette di compiere tutte le analisi geologiche di laboratorio descritte nel successivo Capitolo 0, che non potrebbero essere effettuate in campagna.
5.3 Descrizione degli affioramenti
Nella parte sottostante saranno descritte le caratteristiche di tutti gli affioramenti individuati.
Per ogni area sarà fatta una minuziosa descrizione e verranno illustrati gli stereonets rappresentanti l’orientazione delle strutture geologiche.
Affioramento di Cava del Nero
Si tratta di un affioramento situato in prossimità di una piccola cava inattiva (Figura 34; Tabella 2). L’affioramento è costituito da peridotiti mediamente serpentinizzate, rappresentate in gran parte da lherzoliti e, in minore misura da hazburgiti. Le peridotiti sono caratterizzate da una struttura tettonitica, riconoscibile alla mesoscala, da una foliazione evidenziata dall’allineamento preferenziale dei pirosseni, che si trovano immersi in una pasta di fondo di colore verde scuro derivata dall’alterazione delle olivine. Presenti anche piccoli cristalli di spinello. Sono stati inoltre identificati livelli paralleli alla foliazione tettonitica costituiti da pirosseniti che tuttavia non superano in volume il 3% dell’intero affioramento. Risultano assenti livelli di duniti e filoni di gabbro. Le peridotiti sono interessate da un fitto reticolo di vene di serpentino. Le vene presentano riempimenti che variano da 1 a 4 mm ed hanno una buona continuità laterale mantenendo lo spessore su distanza superiore ai 10 metri. Le vene presentano due diversi tipi di riempimento: 1) fibroso con fibre color grigio argento sviluppate sia parallelamente sia ortogonalmente alle pareti della vena e 2) non fibroso con riempimento verde chiaro.
Sono state riconosciute vene che presentano riempimento sia fibroso sia non fibroso, con il primo precedente al secondo. Queste vene si distribuiscono secondo tre direzioni preferenziali (Tabella 3), una all’incirca N-S con inclinazioni prossimi alla verticale, una all’incirca da NE-SW a ENE-WSW con inclinazioni prossime alla verticale e una all’incirca orizzontale con inclinazione che variano da 0 a 30°.
Sono presenti poi vene con riempimento fibroso con fibre color grigio argento sviluppate sia parallelamente sia ortogonalmente alle pareti della vena, che si differenziano dalle precedenti per il loro spessore che varia da 3 a 8 cm. Queste vene non hanno una buona continuità laterale passando rapidamente a vene con spessore millimetrico. Queste vene si distribuiscono secondo direzioni preferenziali analoghe a quelle delle vene millimetriche.
Sono state riconosciute alcune fasce cataclastiche con spessore da 10 a 60-70 cm caratterizzate da frammenti angolari di peridotiti immersi in una matrice a grana fine, ricca in fibre di serpentino. Queste fasce cataclastiche, che rappresentano l’elemento strutturale più recente, presentano direzioni che variano da N-S a NW-SE con inclinazioni prossime alla verticale (Figura 36).
Lungo una distanza di 10 metri, l’affioramento è caratterizzato da 28 vene con direzione da N-S, 16 vene con direzioni all’incirca da NE-SW a ENE-WSW e 15 vene suborizzontali (Tabella 7, Figura 37, Figura 38).
Figura 34 – Screen-Shot che identifica il posizionamento di Cava del Nero all'interno del comune di Casole d'Elsa. Nell’immagine è visibile anche la tabella che riporta alcuni degli attributi che sono stati assegnati
allo shapefile col software ArcGIS impiegato per la redazione della cartografia.
Figura 36 – A: Stereonet delle cataclasiti di Cava del Nero. B e C: Stereonet delle vene di Cava del Nero con vario spessore
Figura 37 - Diagramma polare rappresentante l'orientamento, misurato su uno stendimento di 10 metri, delle vene nell'affioramento Cava del Nero
Figura 38 - Grafico a torta rappresentate le suddivisione, su base percentuale, delle vene su uno stendimento di 10 metri presso l'affioramento di Cava del Nero
Affioramento di Colloriotto
Si tratta di un affioramento (Figura 39; Figura 40; Tabella 2) costituito da due area tra di loro in continuità fisica situate lungo la SP delle gallerie che collega la SS 541 con la SS 441. L’affioramento è costituito da peridotiti interessate da una serpentinizzazione da medie ad intensa, rappresentate in gran parte da lherzoliti e, in minore misura da hazburgiti. Le peridotiti sono caratterizzate da una struttura tettonitica, raramente riconoscibile alla mesoscala. Dove osservabile, risulta costituita da una foliazione evidenziata dall’allineamento preferenziale dei pirosseni, che si trovano immersi in una
pasta di fondo di colore verde scuro derivata dall’alterazione delle olivine. Sono stati inoltre identificati rari livelli paralleli alla foliazione tettonitica costituiti da pirosseniti. Risultano assenti livelli di duniti e filoni di gabbro.
Le peridotiti sono interessate da un fitto reticolo di vene di serpentino. Le vene presentano riempimenti che variano da 1 a 3 mm ed hanno una buona continuità laterale mantenendo lo spessore su distanza superiore ai 10 metri. Le vene presentano due diversi tipi di riempimento: 1) fibroso con fibre color grigio argento sviluppate sia parallelamente sia ortogonalmente alle pareti della vena e 2) non fibroso con riempimento verde chiaro.
Queste vene si distribuiscono secondo quattro direzioni preferenziali che risultano essere NNW-SSE, NE-SW, E-W e NW-SE (Tabella 4), tutte con inclinazioni prossime alla verticale. La quinta direzione preferenziale è all’incirca orizzontale con inclinazione che variano da 0 a 15°.
Sono state riconosciute due fasce cataclastiche con spessore da 10 a 30 cm caratterizzate da frammenti angolari di peridotiti immersi in una matrice a grana fine, prevalente composizione carbonatiche e ricca in fibre di serpentino. Queste fasce cataclastiche, che rappresentano l’elemento strutturale più recente, presentano direzioni NE-SW (Figura 41) con inclinazioni prossime alla verticale.
Lungo una distanza di 10 metri, l’affioramento è caratterizzato da 14 vene con direzione da NNW-SSE a NW-SE, 11 vene con direzione da NE-SW a E-W e 6 vene suborizzontali (Tabella 9, Figura 42, Figura 43).
Figura 39 - Screen-Shot che identifica il posizionamento dei due punti di campionamento di Colloriotto all'interno del comune di Casole d'Elsa. Nell’immagine è visibile anche la tabella che riporta alcuni degli
attributi che sono stati assegnati allo shapefile col software ArcGIS impiegato per la redazione della cartografia.
Figura 40 A e B Formazioni presenti nell’affioramento di colloriotto
Figura 42 - Diagramma polare rappresentante l'orientamento, misurato su uno stendimento di 10 metri, delle vene nell'affioramento Colloriotto
Figura 43 - Grafico a torta rappresentate le suddivisione, su base percentuale, delle vene su uno stendimento di 10 metri presso l'affioramento di Colloriotto
Affioramento di Le Ville
Si tratta di un affioramento (Figura 44; Figura 45; Tabella 2) situato in prossimità di una piccola cava inattiva attraversata da una strada che si dirama dalla SS 541 nel punto di coordinate UTM-WGS84 670125.23 E, 4799190.36 N. L’affioramento è costituito da peridotiti mediamente serpentinizzate, rappresentate in gran parte da lherzoliti e, in minore misura da hazburgiti. Le peridotiti sono caratterizzate da una struttura tettonitica, riconoscibile alla mesoscala, da una foliazione evidenziata dall’allineamento
scuro derivata dall’alterazione delle olivine. Presenti anche piccoli cristalli di spinello. Sono stati inoltre identificati livelli paralleli alla foliazione tettonitica costituiti da pirosseniti che tuttavia non superano in volume il 3% dell’intero affioramento. L’affioramento si caratterizza per la presenza di numerosi filoni di gabbro con spessori che variano 3-4 a 30-40 cm. Assenti livelli dunitici.
Le peridotiti sono interessate da un fitto reticolo di vene di serpentino. Le vene presentano riempimenti che variano da 1 a 4 mm ed hanno una buona continuità laterale mantenendo lo spessore su distanza superiore ai 10 metri. Le vene presentano due diversi tipi di riempimento: 1) fibroso con fibre color grigio argento sviluppate sia parallelamente sia ortogonalmente alle pareti della vena e 2) non fibroso con riempimento verde chiaro.
Sono state riconosciute vene che presentano riempimento sia fibroso sia non fibroso, con il primo precedente al secondo. Queste vene si distribuiscono secondo tre direzioni preferenziali, una all’incirca NE-SW con inclinazioni prossimi alla verticale, una all’incirca da NW-SE (Tabella 5) con inclinazioni prossime alla verticale e una all’incirca orizzontale con inclinazione che variano da 0 a 40°.
I filoni di gabbro si presentano caratterizzati da una grana grossa, fino a pegmatoide e con una buona continuità laterale, anche se spesso sono interrotti da faglie a rigetto ridotto. Risultano interessati da fenomeni di rodingitizzazione, che non sembrano però aver modificato completamente la tessitura e la mineralogia primaria. I filoni di gabbro presentano una giacitura subverticale con due direzioni preferenziali all’incirca NE-SW e NW-SE, ma sono presenti anche filoni suborizzontali.
Sono state riconosciute alcune fasce cataclastiche con spessore da 10 a 50-60 cm caratterizzate da frammenti angolari di peridotiti e/o di gabbri immersi in una matrice a grana fine, ricca in fibre di serpentino. Queste fasce cataclastiche spesso si sovraimpongono sui filoni di gabbro con giacitura suborizzontale. Le fasce cataclastiche, che rappresentano l’elemento strutturale più recente, presentano anche direzioni N-S (Figura 46) con inclinazioni prossime alla verticale.
Lungo una distanza di 10 metri, l’affioramento è caratterizzato da 22 vene con direzione da NE-SW, 10 vene con direzioni all’incirca da NW-SE, 7 vene suborizzontali (Tabella 8, Figura 47, Figura 48).
Figura 44 - Screen-Shot che identifica il posizionamento del campionamento di Le Ville all'interno del comune di Casole d'Elsa. Nell’immagine è visibile anche la tabella che riporta alcuni degli attributi che
sono stati assegnati allo shapefile col software ArcGIS impiegato per la redazione della cartografia
Figura 46 – A: Stereonet cataclasiti di Le Ville, B: Stereonet filoni di Gabbro, C e D: Stereonet delle vene
Figura 47 - Diagramma polare rappresentante l'orientamento, misurato su uno stendimento di 10 metri, delle vene nell'affioramento di Le Ville
Figura 48 - Grafico a torta rappresentate le suddivisione, su base percentuale, delle vene su uno stendimento di 10 metri presso l'affioramento di Le Ville
Affioramenti di Gabbro Sud
Si tratta di un affioramento situato in prossimità (Figura 49) della strada che porta al castello di Casole partendo dalla Strada Provinciale 3 delle Galleraie. L’affioramento è mal esposto e le condizioni complessive non permettono di fare osservazioni dettagliate.
E’ stato però possibile prelevare un campione rappresentativo. Assenti filoni di gabbro.
Figura 49 – Screen-Shot che identifica il posizionamento del campionamento di Gabbro Sud all'interno del comune di Casole d'Elsa. Nell’immagine è visibile anche la tabella che riporta alcuni degli attributi che
sono stati assegnati allo shapefile col software ArcGIS impiegato per la redazione della cartografia
Figura 51) il bosco di Poggio Pela. La strada sterrata parte dalla strada provinciale 541 e prosegue in direzione est. L’affioramento è mal esposto. Tuttavia è possibile riconoscere che i gabbri costituiscono dei frammenti angolari fino dimensioni di 50-60 cm immersi in una matrica derivata dal disfacimento dei gabbri. Assenti filoni di basalto.
E’ stato però possibile prelevare un campione rappresentativo.
Figura 50 - Screen-Shot che identifica il posizionamento del campionamento di Poggio Pela all'interno del comune di Casole d'Elsa. Nell’immagine è visibile anche la tabella che riporta alcuni degli attributi che
sono stati assegnati allo shapefile col software ArcGIS impiegato per la redazione della cartografia
Figura 51 – Strutture caratterizzanti l’affioramento di gabbro di Poggio Pela
Affioramento di Gineprone
Si tratta di un affioramento situato in prossimità di una piccola cava inattiva (Figura 52; Tabella 2). L’affioramento è costituito da peridotiti mediamente serpentinizzate, rappresentate in gran parte da lherzoliti e, in minore misura da hazburgiti. Le peridotiti sono caratterizzate da una struttura tettonitica, riconoscibile alla mesoscala, da una foliazione evidenziata dall’allineamento preferenziale dei pirosseni, che si trovano immersi in una pasta di fondo di colore verde scuro derivata dall’alterazione delle olivine. Presenti anche piccoli cristalli di spinello. Sono stati inoltre identificati rari livelli
paralleli alla foliazione tettonitica costituiti da pirosseniti. Risultano assenti livelli di duniti. L’affioramento è tagliato da filoni di gabbro.
Le peridotiti sono interessate da un fitto reticolo di vene di serpentino. Le vene presentano riempimenti che variano da 1 a 5 mm ed hanno una buona continuità laterale mantenendo lo spessore su distanza superiore ai 10 metri. Le vene presentano due diversi tipi di riempimento: 1) fibroso con fibre color grigio argento sviluppate sia parallelamente sia ortogonalmente alle pareti della vena e 2) non fibroso con riempimento verde chiaro.
Queste vene si distribuiscono secondo tre direzioni preferenziali, una all’incirca N-S con inclinazioni prossimi alla verticale, una all’incirca NNE-SSW con inclinazioni prossime alla verticale e una all’incirca ESE-WSW con orizzontale con inclinazione che variano da 0 a 40° (Figura 53).
I filoni di gabbro si presentano caratterizzati da una grana grossa, fino a pegmatoide e con una buona continuità laterale, anche se spesso sono interrotti da faglie a rigetto ridotto. Risultano interessati da fenomeni di rodingitizzazione, che non sembrano però aver modificato completamente la tessitura e la mineralogia primaria. I filoni di gabbro presentano una giacitura subverticale con una direzioni preferenziali all’incirca NE-SW, ma sono presenti anche filoni.
Sono state riconosciute alcune fasce cataclastiche con spessore da 10 a 60-70 cm caratterizzate da frammenti angolari di peridotiti immersi in una matrice a grana fine, ricca in fibre di serpentino. Queste fasce cataclastiche, che rappresentano l’elemento strutturale più recente, presentano direzioni che variano da N-S a NW-SE con inclinazioni prossime alla verticale.
Lungo una distanza di 10 metri, l’affioramento è caratterizzato da 22 vene con direzione N-S, 42 vene con direzioni all’incirca E-W e 13 filoni di gabbro (Tabella 10, Figura 54, Figura 55).
Figura 52 - Screen-Shot che identifica il posizionamento dell’affioramento di Gineprone all'interno del comune di Casole d'Elsa. Nell’immagine è visibile anche la tabella che riporta alcuni degli attributi che
sono stati assegnati allo shapefile col software ArcGIS impiegato per la redazione della cartografia
Figura 53 – A: Stereonet delle cataclasiti di Gineprone, B: Stereonet dei filoni di gabbro e C: Stereonet delle vene di Gineprone
Figura 54 - Diagramma polare rappresentante l'orientamento, misurato su uno stendimento di 10 metri, delle vene nell'affioramento di Le Ville
Figura 55 - Grafico a torta rappresentate le suddivisione, su base percentuale, delle vene su uno stendimento di 10 metri presso l'affioramento di Gineprone
Affioramento di Poggione
Si tratta di un affioramento situato in prossimità della strada sterrata che attraversa il bosco di Poggione (Figura 56). L’affioramento è mal esposto e le condizioni complessive non permettono di fare osservazioni dettagliate. Tuttavia lungo la strada affiorano dei basalti massivi, senza apparenti strutture magmatiche.
Figura 56 - Screen-Shot che identifica il posizionamento dell’affioramento di Poggione all'interno del comune di Casole d'Elsa. Nell’immagine è visibile anche la tabella che riporta alcuni degli attributi che
