- Area di Scienze
- Corso di Laurea Magistrale
- Scienze e Tecnologie Geologiche [F7401Q]
- Insegnamenti
- A.A. 2020-2021
- 2° anno
- Metodi di Analisi Geologico Strutturale
- Introduzione
Syllabus del corso
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. Nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno in modalità mista: parziale presenza con lezioni ed esercitazioni sincrone videoregistrate. Le attività di campo si svolgeranno regolarmente, monitorando con attenzione la situazione sanitaria. E' possibile, a questo proposito, che si ritenga più sicuro svolgere le escursioni prima dell'inizio del semestre, o nella prima settimana. Seguiranno comunicazioni su questo punto.
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.
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. In the Covid-19 emergency period, lectures and practicals will be carried out in mixed form, with both classroom and online activities. Fieldwork will be regularly carried out, monitoring the Covid-19 epidemic evolution. We are considering the possibility to carry out the field trips before the beginning of the semester, or in the first week. We will send further communications on this topic.
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.
Scheda del corso
Staff
-
Andrea Luigi Paolo Bistacchi