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  3. Scienze e Tecnologie Geologiche [F7401Q]
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  1. Advanced Methods in Structural Geology
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Course summary syllabus
Insegnamento Course full name
Advanced Methods in Structural Geology
Course ID number
1920-2-F7401Q096

Course Syllabus

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Obiettivi

Essere in grado di raccogliere, analizzare e modellizzare in modo integrato e quantitativo dati strutturali a diverse scale.

Contenuti sintetici

Il corso riguarda tecniche avanzate per l’acquisizione, l’analisi, e la modellizzazione quantitative di dati geologico-strutturali a scale diverse, sul terreno ed in laboratorio.

Programma esteso

Nel corso di due/tre moduli, in cui saranno affrontati casi di studio relativi a sistemi di pieghe e a zone di faglia in ambiente fragile e duttile, si svolgeranno le seguenti attività, simulando tutte le fasi di un progetto di caratterizzazione strutturale secondo gli standard più aggiornati:

(1) inquadramento geologico, strutturale e tettonico, basato su dati bibliografici (articoli scientifici, carte geologiche, ecc.);

(2) reperimento dei dati utili al rilievo (basi topografiche, immagini aeree e satellitari, DTM, ecc.) ed impostazione di una banca dati adeguata alle finalità del progetto;

(3) rilievo di terreno, svolto a diverse scale in funzione delle finalità del progetto e delle scale proprie delle strutture analizzate; nel corso di questa fase del lavoro saranno raccolti dati geologici (carta geologica), dati strutturali (misure di orientazione degli elementi del fabric, faglie e fratture, analisi cinematica/microtettonica, ecc.), campioni orientati, ecc.; saranno svolti, sempre in funzione del progetto, anche rilievi di estremo dettaglio, quali scanlines e scanareas, form surface maps, eventuali rilievi 3D con metodi fotogrammetrici, eventualmente tramite droni (UAV), ecc.

(4) implementazione della base dati e restituzione dei dati raccolti;

(5) analisi microstrutturale al microscopio ottico ed, eventualmente, al microscopio elettronico a scansione, supportate da tecniche quantitative di analisi di immagine, volta a definire, secondo il caso studiato, le condizioni meccaniche e ambientali della deformazione (fragili oppure duttili, sismogeniche oppure creep, ecc.), i meccanismi di deformazione a scala inter- e infra-granulare, la cronologia delle fasi deformative, la cinematica, le relazioni metamorfismo-deformazione, le relazioni con sistemi di vene ed altre evidenze di circolazione di fluidi, le caratteristiche tessiturali ed idrauliche delle rocce di faglia, ecc.

(6) analisi dei dati tramite proiezioni stereografiche e statistica direzionale, analisi statistica dei network di faglie e fratture, costruzione di sezioni geologiche (eventualmente bilanciate, secondo il progetto), ricostruzione di sequenze di fasi deformative (percorsi tempo-deformazione) e caratterizzazione delle stesse in termini di condizioni meccaniche, idrauliche e di pressione e temperatura;

(7) modellizzazione quantitativa geomeccanica con metodi analitici o numerici selezionati in funzione dei processi deformativi risultanti dalle analisi;

(8) discussione dei risultati e conclusioni, in funzione delle finalità del progetto.

Prerequisiti

Tettonica e Geologia Strutturale

Modalità didattica

Lezione frontale, esercitazioni in laboratorio e sul terreno.

Materiale didattico

Slide, articoli scientifici, riferimenti a capitoli selezionati da libri di testo, organizzati su e-LEARNING.

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Primo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

ANALISI DI CASO: Relazione tematica su un caso di studio a scelta tra quelli trattati.

COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE: Esame orale comprendente una discussione su tutti gli argomenti trattati e sul progetto personale.


Orario di ricevimento

Tutti i giorni in orario di ufficio.

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Aims

To be able to collect, analyse and model, in an integrated and quantitative way, structural geology datasets at different scales.

Contents

The course covers advanced techniques for the collection, analysis and modelling of quantitative structural geology data at different scales in the field and in the lab.

Detailed program

During two/three modules, dealing with case studies on fold and fault systems in the brittle and ductile deformation regime, the following tasks will be carried out, simulating all the phases of a state-of-the-art structural geology project:

(1) geological, structural and tectonic setting, based on published data (scientific papers, geological maps, etc.);

(2) collection of base data (topographic maps, digital satellite and aerial images, DM, etc.);

(3) fieldwork, carried out at different scales according to the goals of the case study and the scale of the investigated structures; results of this phase will include a geological map, structural data (orientation data on metamorphic fabrics and/or faults and fractures, kinematic data, etc.), oriented samples, etc.; according to the project goals, also very detailed surveys will be carried out, such as scanlines, scanareas, forma surface maps, 3D surveys with photogrammetric methods, possibly with drones (UAVs), etc.

(4) implementation of a database and restitution of all collected data;

(5) microstructural analysis with optical microscopy and possibly SEM, aided by quantitative image analysis techniques, aimed at defining, according to the case study, mechanical and environmental conditions of deformation (brittle vs. ductile, seismogenic vs. creep, etc.), deformation mechanisms at the inter- and intra-granular scale, deformation phases chronology, kinematics, deformation-metamorphism relationships, relationships with veins and fluid flow, textural and hydraulic properties of fault rocks, etc.

(6) data analysis with stereoplots and directional statistics, statistical analysis of fault and fracture networks, geological cross-sections (possibly balanced), reconstruction of deformation phases (time-deformation paths) and definition of the associated mechanical, hydraulic, pressure and temperature conditions;

(7) quantitative geomechanical modelling with analytical or numerical methods selected based on the deformative processes detected thanks to the previous analyses;

(8) discussion of results and conclusion of the case studies, according to the project goals.

Prerequisites

Tectonics and Structural Geology

Teaching form

Lessons, laboratory experiences, and fieldwork.

Textbook and teaching resource

Slides, scientific papers, references to selected chapters from textbook, presented in a logical order on e-LEARNING.

Semester

First semester

Assessment method

Report on one of the case studies.

Oral examination regarding all the topics and particularly the report.

Office hours

All days in office hours.

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Key information

Field of research
GEO/03
CFU
4
Term
Primo Semestre
Activity type
Obbligatorio a scelta
Course Length (Hours)
44
Degree Course Type
Corso di Laurea Magistrale

Students' evaluation

View previous A.Y. evaluation

Enrolment methods

  • Manual enrolments

Staff

    Teacher

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    Andrea Luigi Paolo Bistacchi

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