191626 - SEDIMENTOLOGY

insegnamento

ID:

191626

Tipo Insegnamento:

Opzionale

Durata (ore):

60

CFU:

Url:

Dettaglio Insegnamento:

SCIENZE GEOLOGICHE, GEORISORSE E TERRITORIO/GEOSCIENZE E RISCHI GEOLOGICI 1 Anno: 1

Dettaglio Insegnamento:

SCIENZE GEOLOGICHE, GEORISORSE E TERRITORIO/GEOSCIENZE E RISCHI GEOLOGICI 2 Anno: 1

Anno:

2025

Periodo di attività

Primo Semestre (22/09/2025 - 22/12/2025)

Obiettivi Formativi

Lo scopo di questo corso è fornire le varie nozioni che permetteranno di comprendere: la formazione dei sedimenti di diversa composizione e provenienza, le principali trasformazioni diagenetiche con particolare riguardo alle rocce carbonatiche, i processi di trasporto e deposizione compresi i regimi di flusso, gli aspetti sedimentologici dei principali ambienti di sedimentazione attuali e la loro comparazione con quelli del passato; modelli di facies e architettura deposizionale delle successioni terrigene e carbonatiche. Uno dei principali obiettivi formativi è di fornire le conoscenze necessarie alla comprensione dei processi sedimentari e di sviluppare capacità di sintesi, elaborazione di dati stratigrafico-sedimentologici e relativa interpretazione e, infine, sviluppare le capacità critiche nell’analisi dei modelli di facies esistenti in letteratura. Le principali conoscenze acquisite saranno: • Definire l’origine e la costituzione dei sedimenti e delle rocce sedimentarie; • Comprendere i processi di trasporto e in quale regime di flusso si creano; • Definire e conoscere in dettaglio le strutture sedimentarie; • Comprendere i concetti di facies e loro gerarchia unitamente alla dinamica deposizionale; • Analizzare gli ambienti sedimentari sia dal punto di vista morfologico che deposizionale, con particolare attenzione ai processi sedimentari, fattori di controllo e all’interazione con gli organismi produttori; • Definire e comprendere i modelli di facies e l’architettura deposizionale dei principali ambienti deposizionali attuali e fossili; Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno: • riconoscere e classificare le strutture sedimentarie e capire i processi deposizionali, • identificare i processi di trasporto in base ai tipi di depositi; • essere in grado di sintetizzare dati utili per le ricostruzioni paleoambientali; • fornire interpretazioni da dati di affioramento o di sottosuolo sull’evoluzione sedimentaria delle successioni rocciose ed eventuale inquadramento stratigrapfico-sequenziale; • identificare i fattori di controllo dei processi sedimentari e la loro dinamica; • comprendere le successioni sedimentarie attraverso un’analisi basata sulla comprensione dei processi e dei loro prodotti; • ricostruire modelli di facies sulla base dei processi e prodotti identificati; • utilizzare tutte le conoscenze acquisite durante il corso per ricostruire, interpretare e valutare in modo critico gli eventuali dati originali disponibili e modelli di facies proposti.

Prerequisiti

Conoscenza di nozioni di geologia, geologia strutturale, paleontologia, chimica e fisica.

Metodi didattici

Il metodo didattico prevede lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso ed alcune esercitazioni pratiche, oltre che escursioni sul terreno. Le lezioni sono svolte tramite l’ausilio di presentazioni su schermo, preparate dal docente e costantemente aggiornate, con numerose immagini e schemi semplificativi. Le informazioni fornite nella presentazione provengono prevalentemente da articoli scientifici selezionati da riviste scientifiche di notevole impatto. La presentazione segue uno schema logico con nozioni generali e schemi che vengono approfonditi nel corso della lezione. Durante la lezione il docente interagisce frequentemente con gli studenti con domande specifiche, sollevando dubbi sulle conoscenze e interpretazioni fornite per spiegare un determinato processo. Lo scopo è di sviluppare il senso critico e di stimolare la curiosità sugli argomenti trattati.

Verifica Apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati. L’esame consiste in una prova orale nella quale non sarà valutata tanto l'abilità nel "ripetere" qualche argomento trattato a lezione, quanto la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso. Per superare la prova orale è necessario acquisire almeno 18 punti su 30.

Testi

ALLEN P.A. (1997). Earth surface processes. Blackwell Science London BOSELLINI A. (1991). Introduzione allo studio delle rocce carbonatiche. Italo Bovolenta editore. BOSELLINI A., RICCI LUCCHI F., MUTTI E. (1989). Rocce e successioni sedimentarie. UTET. NICHOLS (2009). Sedimentology and Stratigraphy. Blackwell Science London. REINECK H.E., SINGH I.B. (1980) - Depositional Sedimentary Environments. Springer-Verlag, Berlin. READING H.G. (1996). Sedimentary environments. 688 p. Blackwell Science London. RICCI LUCCHI F. (1972-1980)- Sedimentologia, parte I, II, III. CLUEB, Bologna. RICCI LUCCHI F. (1992). Sedimentografia. Atlante fotografici delle strutture e dei sedimenti. Zanichelli, Bologna. TUCKER M.E, WRIGHT P. (1990). Carbonate sedimentology. Blackwell Science London TUCKER M.E. (2000). Sedimentary petrography. Blackwell Science London. LEEDER M. (1999), Sedimentology and sedimentary basin. Blackwell Science London

Contenuti

Il corso prevede lezioni frontali in aula per un numero di 6 crediti formativi (CFU), corrispondenti a 60 h. Approfondimenti su analisi in sezione sottile e su modelli di facies saranno svolti durante il corso secondo necessità. A corredo del corso saranno svolte delle escursioni su successioni silicoclastiche e carbonatiche. 1- Origine e costituzione dei sedimenti e delle rocce sedimentarie • I componenti dei sedimenti e delle rocce sedimentarie. • Caratteri tessiturali dei sedimenti (scala granulometrica, metodi di rappresentazione e distribuzione, significato geologico, forma dei clasti, tessiture, fabric). • Classificazione delle rocce sedimentarie (conglomerati, arenarie, arenarie ibride, depositi argillosi, il concetto di maturità composizionale e tessiturale, rocce carbonatiche, differenze tra sedimenti terrigeni e carbonatici) • Cenni su altri tipi di sedimenti (evaporiti, depositi ferrosi, depositi fosfatici, selce, depositi organici). • Cenni sulla diagenesi (modifiche dopo la deposizione, litificazione, compattazione, cementazione, porosità e permeabilità). 2- Principi di idrodinamica • Introduzione alla dinamica dei fluidi (proprietà dei fluidi: densità, viscosità; comportamento dei materiali: newtoniani, non-newtoniani, corpo di Bingham). • Flussi uniformi e non uniformi (visualizzazione del flusso, Equazione di Bernoulli). • Comportamento laminare e turbolento (Numero di Reynolds, profilo di velocità in un flusso viscoso (strato limite), flussi turbolenti, potenza e velocità di taglio, concetto di ruvidità, profilo di velocità, separazione di flusso). • Il trasporto di sedimento in un fluido (comportamento idraulico: legge di Stokes, l’inizio del movimento di particelle, Diagramma di Hjulstrom e di Shields, tipi di movimento dei grani, selezione idraulica dei sedimenti, carico di fondo e carico sospeso, Numero di Froude e forme di fondo). • Processi trattivi ed esempi di strutture sedimentarie. • Flussi iperconcentrati e massivi • Moto ondoso e maree. • Onde interne (internal waves) e loro impatto sui sedimenti e le comunità bentoniche 3- Strutture sedimentarie • Introduzione alle strutture sedimentarie (concetto di scala: ripples, megaripples, dune, foreset-clinoformi, barre). • Definizione di strato e lamina e classificazione geometrica; lamine piano-parallele e oblique, tabulari, concave, convesse o sigmoidali, a basso angolo o alto angolo, superfici di riattivazione. • Strutture di fondo da corrente unidirezionale (ripples asimmetrici), da onda (ripples simmetrici e drappeggio), bidirezionali (herringbone), trazione + decantazione (ripples rampicanti, flaser), barre di meandro -stratificazione tipo epsilon. • Strutture e depositi da flussi iperconcetrati e massivi (gradazioni dirette ed inverse, depositi caotici): frane, debris flows e grain flows, correnti di torbida, tempestiti, internaliti. • Strutture sedimentarie erosive (canali, flute cast, groove, tool mark, rill mark ecc.), deformative (mudcracks, slumpings, dish, load cast, filoni, diapiri, clay chips, sismiti, vulcani di fango), chimiche (noduli e concrezioni) e biogene (impronte, bioturbazione e bioerosione, associazioni di tracce fossili). • Sequenze positive e negative (fining upward e thickening upward e granulometria). • Riconoscimento di strutture sedimentarie e organizzazione tridimensionale. • Rappresentazione grafiche delle strutture sedimentarie. 4- Dinamica dei processi sedimentari • Cenni sui bacini sedimentari (definizione, subsidenza, classificazione dei bacini ed esempi principali. • Cenni sui corpi sedimentari e loro rapporti geometrici (relazioni stratigrafiche, tipi di stratal pattern, aggradazione, progradazione, retrogradazione). • Cenni sulle variazioni eustatiche e relative del livello marino (cause e modelli, la ciclicità delle variazioni). (Mutti+Emery & Myers+Walker) • Cenni sull’interazione tra apporto sedimentario, spazio disponibile per la sedimentazione e variazioni del livello marino (accomodation, sediment supply). • Concetto di trasgressione e regressione (gerachia dei cicli sedimentari). • Introduzione alla stratigrafia sequenziale e analisi critica dei modelli esistenti. 5 – Introduzione agli ambienti di sedimentazione Gli ambienti sedimentari e l’analisi di facies: definizione di ambiente sedimentario e loro suddivisione , definizioni di facies, biofacies, associazione di facies, Legge di Walther; analisi di facies metodi per la diagnosi ambientale, rappresentazioni grafiche (paleocorrenti, log stratigrafico), sistemi deposizionali e modelli di facies. 1- AMBIENTI CONTINENTALI • Ambiente alluvionale - I processi di trasporto e deposizione. Classificazione e controllo sui canali fluviali. Fiumi con trasporto di ghiaia e/o sabbia e misti. Fiumi intrecciati, meandriformi, anastomizzati. Le variazioni lungo il profilo longitudinale. Modelli di facies dei depositi di diversa origine: il modello di barra di meandro, ventagli di rotta e argini. Implicazioni della variazione del livello di base sulla dinamica deposizionale. Le pianure alluvionali: divagazione ed accumulo di sedimento. Il sistema torrentizio e le conoidi alluvionali: processi e prodotti. Conoidi dominate da debris flow e da flussi. Esempi di architettura deposizionale di sistemi alluvionali fossili. 2- AMBIENTI DI TRANSIZIONE • Delta ed estuari – I delta: classificazione morfologico/dinamica e classificazione basata sui processi fisici dominanti. Elementi del sistema deltizio (piana, fronte, barre, prodelta). Sequenze di progradazione deltizia. Risedimentazione lungo il fronte. Delta di tipo Gilbert. Esempi di architettura deposizionale di sistemi deltizi fossili. Gli estuari: definizione e classificazione. Canali tidali, piana fangosa, palude salata. Distribuzione delle facies in sistemi estuarini dominati da maree o da moto ondoso. • Ambiente costiero – Definizioni tipi di coste. Le spiagge: la classificazione della costa in base alla granulometria e ai processi fisici dominanti (maree, onde). Il profilo idrodinamico delle spiagge: livello di base delle onde normali e di tempesta. Correnti di lungocosta e rip current: loro influenza sull'erosione, sul trasporto e sulla deposizione del sedimento. Caratteristiche sedimentologiche dei depositi di spiaggia. I sistemi isola barriera-laguna. Elementi morfologici e loro caratteristiche sedimentarie. Meccanismi di migrazione del sistema barriera-laguna e sequenze deposizionali associate. Esempi di sistemi isola barriera-laguna. 3- AMBIENTI MARINI • Ambiente di piattaforma (shallow clastic sea): Piattaforme a sedimentazione terrigena. Processi fisici dominanti. Tipi di margini in relazione all'energia dell'ambiente e pendenza del substrato. Sistemi dominati dalle tempeste, dalle maree, dalle onde e dalle correnti oceaniche. Strutture sedimentarie. Modelli di sedimentazione attuale e fossili. • Ambiente marino profondo –Suddivisione dei bacini oceanici: scarpata continentale, rialzo continentale, escarpment, canyons e conoidi sottomarine. I processi fisici dominanti. Tipi di prodotti delle varie zone. Depositi torbiditici e loro architettura deposizionale (vari modelli). Associazioni di facies e relativi ambienti di sedimentazione. La sedimentazione pelagica. • Gli ambienti a sedimentazione carbonatica. I principi della produzione carbonatica e le interazioni con i parametri climatici e biologici. Gli ambienti attuali a deposizione carbonatica. Distribuzione dei vari tipi di sedimenti. Zonazione di una piattaforma carbonatica: piattaforma interna, margine, scarpata, bacino. Associazioni di facies ed organizzazione interna nei vari ambienti: esempi attuali e fossili. Modelli di architettura deposizionale. Interazioni fattori interni ed esterni ed organizzazione sedimentaria delle piattaforme carbonatiche.