Ambienti sedimentari

(1)

Ambienti sedimentari

(2)

Ambienti sedimentari

Aree e condizioni ambientali in cui sedimenti vengono depositati ed accumulati, distinte da altre aree di sedimentazione sulla base di caratteristiche:

•

Fisiche (geomorfologia dell’area, tipologia del materiale

deposizionale, temperatura, attività energia e direzione degli agenti di trasporto ecc….)

•

Chimiche (parametri chimici come salinità, pH, O2, CO2 ecc…, reazioni chimiche come precipitazione, dissoluzione ecc…)

•

Biologiche (attività biologiche degli organismi, resti organici ecc…)

2

(3)

Ambienti sedimentari

•

Ambiente = insieme delle condizioni e dei processi dominanti nel tempo e nel luogo dove le rocce si formavano, un “paesaggio” del passato.

•

Utilizzo delle rocce sedimentarie per le ricostruzioni paleogeografiche, cioè degli ambienti e delle vicende geologiche del passato

•

I più importanti criteri per l’interpretazione

dell’ambiente di sedimentazione includono lo studio dei caratteri litologici, delle associazioni di facies e delle

strutture sedimentarie

3

(4)

4

Continentali Marini

Transizionali

• desertico/eolico

• ^glaciale

• ^fluviale

• ^lacustre

• ^palustre

• ^deltizio

• costiero/litorale/tidale

• ^lagunare

• subtidale

• ^batiale

• ^abissale

• ^adale

(5)

Ambiente desertico (eolico)

erosione eolica 5

(6)

Ambiente desertico

•

Coprono circa il 20-25% della superficie terrestre

•

Basse precipitazioni (<25 cm /anno), evaporazione maggiore delle precipitazioni

•

Aree aride, limitata vegetazione in cui l’azione del vento è il maggiore agente di erosione e trasporto

•

Localmente: fiumi e laghi periodici (sabkha: laghi salini)

•

Solitamente: campi di dune (erg), sabbie eoliche, aree montuose sottoposte ad erosione

6

(7)

Ambiente desertico (eolico)

7

(8)

Ambiente desertico (eolico)

8 Chapter 2 Continental Sediments

OLDER, STABILIZED EPHEMERAL

DRAA STREAM (SAND PREVAILING WIND

INTERDUNE SOURCE) DIRECTION

PLAYA LAKE SAND, CLAY, GYPSUM ETC ) SElF DUNES DUNES

DUNES REL ATlVE VELOCITIES OF SAND MOVEMENT ON FLAT SURFACE AND MIGRATION OF BARCHANS

GRAIN FALL AND

GRAIN FALL DOMINANT WIND

DIRECTION LAMINATION

OF EARLIER

DERCUTTING OF E-SIDE SLOPE

(CONTORTED BEDDING) LAMINATION

OF EARLIER

EROSION OF PROGRADING MAJOR PART NEW DUNE OF OLDER DUNE \

WATER OLDER

TABLE TRUNCATION

SURFACE

(9)

Ambiente eolico e desertico

9

(10)

Ambiente desertico: Valdarno superiore

10

(11)

Ambiente eolico costiero

11

Eolian Sediments 6 1

DOMINANT WIND ?HYPERSALINE BAY WITH IN WETTER PERIODS:

DIRECTION TIDAL AND SUPRA-TIDAL LAKES AND INTERDUNE

\ ^,SED. AND COASTAL SABKHAS FLUVIAL ACTIVITY

FORMER CLIFF IN SAND DUNE

EOLIAN SAND EDGE HIGHEST SEA LEVEL MARINE SANDS

Fig. 2.22. a Interaction between seaward migrating eolian on coasts with prevailing onshore winds. In arid regions, sands and marine processes including relative sea level the coastal sand may migrate far inland to feed interior ohanges. The development of lakes or fluvial systems in sand seas, while the sand is stabilized by vegetation in the interdune areas is also indicated. (Mainly based on Sarnt- more humid zones. During low sea level, shelf sand can hein and Diester-Haass 1977; Schwarz et al. 1975; Einsele contribute to the buildup of coastal dunes. See text for et al. 1977). b Various types of coastal dunes developing further explanation

(12)

Ambiente eolico costiero

12

(13)

Ambiente eolico costiero

13

Foce F. Arno, Pisa

(14)

Ambiente eolico costiero

14

Foce F. Ombrone, Grosseto

(15)

Ambiente glaciale

•

Ghiacciai oggi coprono solo il 10% della superficie terrestre (30% in passato)

•

Antartide + Groenlandia, >95% di tutti i ghiacciai

•

Per la stratigrafia e sedimentologia importante il movimento dei ghiacciai e le aree di scioglimento

•

Alla base: erosione e trasporto

15

(16)

Ambiente glaciale

•

Sedimentazione nella zona di fusione (morene frontali)

16

Chapter 2 Continental Sediments

a ESKER RETREATING GLACIER

RETREATING KAME

GLACIER TERRACE ICE-CONTACT LAKE END MORAINE _/

END MORAINE OUTWASH PLAIN LOESS TUNNEL VALLEY

b c e

TILL SUCCESSION INTERNAL STRUCTURE

OF PUSH RIDGE OSCILLATING ICE-MARGIN FLOWED TlLL

(partially Inversed

. ^-^*---o - grading, Irregular

base)

-

WASHOUT

p + c H A N N E L ^-.-P-b-c' FILL LODGEMENT

" ^-= ^P---

&S-0-4-- TlLL

:4$- shear planes

gravel

fine graind till sand

till

d f ^I

till last

KAME DEPOSITS GLACIOFLUVIAL

block

g

PATTERNED GROUND

I L- ^loam

bed- rock

(deformed) VERTICAL SUCCESSION ike wedge

Fig. 2.1. a Landforms and deposits of continental ice only partially preserved. b Typical sections in continental sheets. 1, 2, 3, succession of three glacial periods alter- glacial deposits including periglacial patterned ground and nating with warmer interglacial or interstadial times allo- ice wedges. c-g see text. (Based on several sources, e.g., wing the growth of vegetation and the formation of soil. Wagenbreth and Steiner 1982; Eyles 1984; Edwards 1986) Note that older glacial deposits and interglacial soils are

(17)

Ambiente glaciale

17

morena glaciale

(18)

Ambiente glaciale

18

varve glaciali

(19)

Ambiente fluviale

19

Suddiviso in:

•

conoidi alluvionali

•

pianure alluvionali

•

fiumi intrecciati (braided)

•

fiumi meandriformi (meandering)

(20)

Ambiente fluviale

I sistemi alluvionali sono molto sensibili a fattori di controllo esterni:

•

tettonica

•

variazioni del livello marino

!

Importanti e strategici perché tra i principali giacimenti di:

•

^acqua

•

^petrolio

•

^carbone

•

minerali preziosi

•

insediamenti attuali ed antichi

20

(21)

Ambiente fluviale

•

i sedimenti dovuti a fiumi o torrenti sono le alluvioni o depositi alluvionali (alluvium)

•

Depositi essenzialmente clastici

•

range granulometrico completo (conglomerati, brecce, sabbie/arenarie, silt/limi/peliti argille)

!

minori depositi di:

•

evaporiti

•

carbonati

•

^paleosuoli

21

(22)

Ambiente fluviale

I sedimenti sono trasportati grazie a

•

correnti trattive:

•

carico di fondo

•

carico sospeso

•

flussi sedimentari gravitativi (frane, debris flows, ecc.) (prevalentemente subacquei, ma anche subaerei)

22

(23)

Conoidi alluvionali

23

(24)

Conoidi alluvionali

•

La conoide alluvionale si forma laddove cambia il gradiente topografico

•

la corrente prima incanalata si espande

•

diminuzione di velocità

•

diminuzione di capacità di trasporto

•

Deposizione di materiali più grossolani e male selezionati

24

(25)

Conoidi alluvionali

•

caratteristiche dell’ambiente di conoide alluvionale

•

alta energia cinetica del trasporto sedimentario

•

deposizione in prossimità dell’area sorgente (strette relazioni composizionali)

•

i sedimenti sono tessituralmente diversi da quelli fluviali e simili a quelli glaciali

25

(26)

Conoidi alluvionali

26

(27)

Stratigrafia conoidi alluvionali

27

(28)

Esempio conoide “attuale”

28

(29)

Esempi conoidi “fossili”

29

Valdarno

(30)

Esempi conoidi “fossili”

30

Alpi Apuane, Pleistocene

(31)

Esempi conoidi “fossili”

31

Valle del Fiora, Grosseto, Miocene

(32)

Piana alluvionale

In un ambiente fluviale si riconoscono più sottoambienti:

•

Canale (channel): depressione che contiene il flusso in condizioni ordinarie

•

Piana esondazione (floodplain): area esterna al canale, che riceve il flusso in condizioni di piena

32

(33)

Piana alluvionale

33

(34)

Piana alluvionale

I fiumi possono essere di tipo:

•

Meandriforme

•

Intrecciato (braided)

•

^Diritto

•

Anastomizzato

!

•

Tra le strutture sedimentarie principali dei fiumi meandriformi, sono le barre di meandro

•

Tra le strutture sedimentarie principali dei fiumi braided, sono le barre longitudinali e trasversali

34

(35)

Piana alluvionale

• Nelle regioni montane la piana

alluvionale è caratterizzata da alta energia; i depositi sono

quindi ancora abbastanza

grossolani (arenarie grossolane, conglomerati) e poco

“selezionati", cioè immaturi. I fiumi ad alta e variabile energia

tipici delle regioni montane hanno spesso una morfologia intrecciata (fiumi braided).

• Man mano che il fiume scorre nella piana alluvionale verso il

mare, diventa via via più "maturo"

e sviluppa la tipica morfologia a

meandri. La corrente (energia) va via via diminuendo e così la

granulometria dei depositi.

35

braided

meandriforme

(36)

Ambiente fluviale

In un sistema fluviale si ha:

•

Nel canale depositi grossolani (ciottoli e sabbie)

•

Nella piana alluvionale depositi perlopiù pelitici (overbank

deposits) e talora grossolani, dovuti a tracimazione

!

•

Le barre di meandro sono formate da sabbie

•

Le barre braided sono formate da sabbie e ghiaie con

stratificazione incrociata

!

•

Strati a geometria lenticolare

•

Paleosuoli ₃₆

(37)

Ambiente fluviale

37

I principali elementi di un sistema fluviale sono (macroforme)

•

^canali

•

^barre

(38)

Stili fluviali

Lo stile fluviale è controllato da:

•

^clima

•

quantità e variabilità di materiale disponibile

•

granulometria dei sedimenti

•

pendenza regionale

•

tettonica e tasso di subsidenza

!

•

braided (intrecciato)

•

barre e isole, alta capacità del fiume

•

forti fluttuazioni nell’energia fluviale

•

meandriforme

•

morfologia meno acclive

•

carico sedimentario fine

38

(39)

Stili fluviali

39

(40)

Ambiente fluviale

40

(41)

Ambiente fluviale

41

(42)

Ambiente fluviale

42

Po (Piacenza)

(43)

Ambiente fluviale

•

Morfologia erosiva

•

Condotto per acqua e sedimenti

43

attuale fossile

(44)

Piana alluvionale

•

Corpi sedimentari tabulari

•

Formazione di suoli attiva e alluvioni sporadiche

44

(45)

Terrazzi fluviali

45

(46)

Terrazzi fluviali

•

i terrazzi fluviali sono determinati dall’azione deposizionale ed erosiva, da aggradazione e degradazione

•

alta concentrazione di manufatti sia in situ, sia rimaneggiati

•

legati alla tettonica ed a variazioni climatiche

•

terrazzi più alti = più antichi

46

(47)

Ambiente lacustre

•

bassa energia dell’ambiente in generale

•

sedimenti clastici e pochi carbonatici

•

elevato tenore in materiale organico (animale e vegetale)

47

(48)

Ambiente lacustre

•

bassa energia dell’ambiente in generale

•

sedimenti clastici e pochi carbonatici

•

elevato tenore in materiale organico (animale e vegetale)

48

(49)

Ambiente lacustre

49

(50)

Ambiente lacustre

•

Presenza di fossili di acqua dolce (gasteropodi, oncoliti algali, ostracodi, diatomee)

•

I sedimenti lacustri sono generalmente meglio classati di quelli fluviali

•

I sedimenti lacustri sono prevalentemente a grana fine, sia silicoclastici che carbonatici

•

la tipica sequenza di riempimento lacustre è data dal basso da argille laminate, marne e calcari, ad arenarie a

stratificazione incrociata e conglomerati

•

I sedimenti lacustri mostrano spesso alternanze cicliche di lamine

•

le varve sono prodotte da variazioni stagionali

nell’alimentazione clastica e nella circolazione lacustre, che portano a variazioni nel chimismo delle acque lacustri

50

(51)

Ambiente palustre

•

Specchi d’acqua stagnanti

•

bassa profondità dell’acqua

•

abbondante vegetazione

•

importante attività biochimica

51

(52)

Ambiente palustre

•

sedimenti argillosi

•

^torba

52

(53)

Ambiente palustre

•

Progressivo isolamento topografico

53

(54)

Ambiente palustre

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Valdarno superiore (Pliocene)

(55)

Ambiente palustre

55

Valdarno superiore (Pliocene)