Course Syllabus
Obiettivi
L’obiettivo del corso è fornire agli studenti un approccio multidisciplinare e multiscala, volto a integrare le informazioni derivanti dalla geologia strutturale, petrologia metamorfica e geodinamica per investigare i processi geologici che avvengono in profondità nelle zone di subduzione e i processi che controllano nella fase pre-collisionale e sin-collisionale l’esumazione di unità tettono-metamorfiche che preservano memoria della fase subduttiva.
Contenuti sintetici
Il corso approfondirà i principali processi tettono-metamorfici che interessano l’evoluzione policiclica di orogeni collisionali maturi (e.g. Alpi) e le analogie con margini convergenti attualmente attivi in situazioni pre-(subduzione attiva) e sin-collisionali come corrispondente delle subduzioni attuali.
14 Lezioni da 2 ore di DIDATTICA EROGATIVA (4 CFU)
Ruolo delle associazioni mineralogiche presenti nella litosfera oceanica e continentale in subduzione nella ricostruzione di percorsi Pressione-Temperatura-fasi deformative-tempo (P-T-d-t paths). Ruolo dei fluidi e della stabilità di fasi idrate nella reologia dello slab in subduzione e generazione di terremoti profondi. Analisi multiscala dei processi deformativi e metamorfici. Analisi microstrutturale e rapporti blastesi/deformazione per la ricostruzione dell’evoluzione di unità tettonometamorfiche in catene collisionali.
4 moduli da 6 ore di uscita sul campo (Campus Abroad), DIDATTICA INTERATTIVA (2 CFU)
Osservazioni in affioramento dei processi deformativi e metamorfici. Ricostruzione della cronologia relativa di fasi deformative. Utilizzo e contestualizzazione delle osservazioni fatte nella ricostruzione dell’evoluzione tettonica e modellizzazione geodinamica di un orogene
Programma esteso
DIDATTICA EROGATIVA (4 CFU)
Evoluzione della litosfera oceanica dallo stadio oceanico alla subduzione e relazioni di fase in sistemi peridotitici, basaltici e sedimentari.
Processi di serpentinizzazione di un mantello oceanico e alterazione della crosta. Evoluzione della litosfera dallo stadio oceanico a quello di alta pressione durante la subduzione. Diagrammi di fase del sistema ultramafico idrato, reazioni di deserpentinizzazione e cenni di petrologia sperimentale. Destabilizzazione dell'antigorite e ruolo nella genesi della doppia zona sismica. Stabilità delle fasi idrate ad alta pressione in sistemi mafici e ultramafici, processi di devolatilizzazione durante la subduzione di crosta e mantello oceanici e implicazioni nella reologia della crosta subdotta per la genesi di terremoti profondi e pseudotachiliti.
Dalle microstrutture all’orogene.
Utilizzo integrato dell’analisi delle strutture alla meso- e micro-scala, dei rapporti blastesi-deformazione e dei diagrammi di fase accoppiati all’utilizzo di moderni strumenti di modellazione petrologica, per ricostruire l’evoluzione tettono-metamorfica e i relativi P-T-d-t paths. Modelli termici, di viscosità e stabilità delle fasi durante la subduzione di litosfera oceanica e continentale. Natura dell'interfaccia slab-mantello e processi di esumazione di rocce profonde. Processi tettono-metamorfici e modelli geodinamici di margini convergenti.
DIDATTICA INTERATTIVA (Campus Abroad) (2 CFU)
Tecniche avanzate per l’analisi strutturale sul terreno. Riconoscimento di strutture deformative duttili e fragili e ricostruzione della loro cronologia relativa in affioramento. Riconoscimento dei principali caratteri petrografici di rocce metamorfiche di diverso chimismo (sistemi ultramafico, mafico e sedimentario). Correlazione della variazione delle associazioni mineralogiche d’equilibrio con le fasi e strutture deformative (variazione del comportamento reologico). Integrazione delle osservazioni alla scala dell’affioramento con osservazioni a scala delle singole unità tettonometamorfiche e di settori più ampi della catena collisionale.
Prerequisiti
Conoscenze di base di Geologia Strutturale, Petrografia Metamorfica e Geodinamica. Corso di Sicurezza sul Terreno per le attività Campus Abroad.
Modalità didattica
Il corso è articolato in 28 ore di Lezioni frontali e 20 ore di Attività di Campo (2-3 giorni di escursione). Le lezioni frontali si svolgono da Marzo alla fine di Maggio, mentre l’attività di campo presumibilmente nel mese di Giugno. La frequenza alle lezioni non è obbligatoria, ma consigliata. Per svolgere al meglio l’attività è consigliabile frequentare almeno 2/3 delle lezioni frontali.
Se dovessero perdurare le condizioni di emergenza Covid-19 le lezioni verranno svolte in modalità da remoto asincrono con eventi in videoconferenza sincrona.
Materiale didattico
Tutte le slides presentate a lezione e il materiale didattico utilizzato durante l’attività di campo saranno disponibili alla pagina del corso su e-LEARNING (. In caso di lezioni in modalità a distanza saranno rese disponibili anche le videolezioni.
- Bucher and Grapes (2011) - Petrogenesis of metamorphic rocks. 8th ed. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Fossen, H. (2010) - Structural Geology. Cambridge University Press.
- Passchier and Trouw (2005) - Microtectonics. Springer.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
II Semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
PROVA ORALE: COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE. L’esame consentirà ai docenti di verificare il grado di apprendimento degli argomenti sviluppati a lezione. In particolare si valuterà la capacità dello studente di integrare le conoscenze acquisite di petrologia metamorfica, geologia strutturale e tettonica per l’interpretazione dell’evoluzione tettonometamorfica di singole unità e il loro significato nel più ampio contesto geodinamico di un margine convergente.
Sono previsti 5 appelli d’esame le cui date verranno comunicate ad inizio Anno Accademico.
Orario di ricevimento
Tutti i giorni previo appuntamento. Contattare i Docenti (nadia.malaspina@unimib.it – stefano.zanchetta@unimib.it)) utilizzando la posta elettronica ……@campus.unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide a multidisciplinary and multiscale approach in the study of the structural geology, metamorphic petrology and geodynamics to investigate the deep processes occurring at subduction zones and the pre- and syn-collisional mechanisms controlling the exhumation of the subducted tectonometamorphic units.
Contents
The course will deepen the study of the main tectonometamorphic processes responsible of the polyciclic evolution of mature collisional orogens (e.g. Italian Alps) and of the analogies with contemporary active convergent margins (subducting and syn-collisional) as proxy of the current subduction zones.
14 two-hours lessons, in person, DELIVERED DIDACTICS (4 CFU)
Role of the mineral assemblages in the subducting oceanic and continental lithosphere to reconstruct Pressure-Temperature-deformation-time paths (P-T-d-t paths). Role of fluid phases and stability of hydrous phases in the slab rheology during subduction and generation of deep earthquakes. Multiscale analysis of deformation and metamorphic processes. Microstructural analysis and blastesis/deformation relations to reconstruct the evolution of tectonometamorphic units in collisional belts.
4 six-hours of field activity (Campus Abroad), INTERACTIVE TEACHING (2 CFU)
Study of the deformation and metamorphic processes at the outcrop scale. Reconstruction of the relative chronology of deformation phases. Use and contextualisation of the field analyses in the tectonic evolution reconstruction and geodynamic modelling of an orogen.
Detailed program
DELIVERED DIDACTICS (4 CFU)
Evolution of the oceanic lithosphere from the oceanic stage to subduction and phase relations in peridotitic, basaltic and sedimentary systems.
Serpentinisation processes of oceanic mantle and alteration of the crust. Evolution of the lithosphere from the oceanic stage to subduction high pressure conditions. Phase diagrams of hydrous ultramafic system, deserpentinisation reactions and introduction to experimental petrology. Breakdown of antigorite and role in the genesis of the double seismic zone. Stability of hydrous phases at high pressures in mafic systems, devolatilisation processes during the oceanic crust subduction and their implication in the rheology of the subducted crust for the genesis of deep earthquakes and pseudotachylytes.
From microstructures to the orogen.
Integrated use of analyses of the structures at the meso- and microscale, of the blastesis/deformation relations and of the phase diagrams coupled with the use of cutting-edge petrologic modelling in the reconstruction of the tectonic evolution and the relative P-T-d-t paths. Thermal, viscous models and phase stability during the subduction of oceanic and continental lithosphere. Nature of the slab-mantle interface and exhumation processes of deep rock units. Tectonometamorphic processes and geodynamic modelling of convergent margins.
FIELDWORK, INTERACTIVE TEACHING (2 CFU)
Advanced techniques for the field structural analysis. Recognition of brittle and ductile deformation structures and reconstruction of their relative chronology at the outcrop scale. Study of the main petrographic characteristics of metamorphic rocks in different chemical systems (ultramafic, mafic and sedimentary). Correlation between the variation of equilibrium mineral assemblages and deformation structures (variation of the rheological behaviour of the rock). Integration of the observations at the outcrop scale with those of the single tectonometamorphic units and of wider sectors of the collisional belt.
Prerequisites
Fundamentals of Structural Geology, Metamorphic Petrology and Geodynamics. Safety in the Field Course
Teaching form
The course consists of 28 hours of lessons and 20 hours of fieldwork (2-3 days of field excursion). Lessons will be held from March to May, while fieldwork in June. Attendance to lessons is not mandatory but highly recommended. For the best results is also recommended to attend at least 2/3 of the room lessons.
Textbook and teaching resource
Lecture notes and fieldwork didactic material will be available on e-LEARNING webpage (. Recorded video-lessons will be available if, due the Covid-19 emergency, teaching activity at the University campus will be stopped.
Books:
- Bucher and Grapes (2011) - Petrogenesis of metamorphic rocks. 8th ed. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Fossen, H. (2010) - Structural Geology. Cambridge University Press.
- Passchier and Trouw (2005) - Microtectonics. Springer.
Semester
II Semester
Assessment method
ORAL EXAMINATION ON THE LECTURES TOPICS. The examination will enable the teachers to verify the degree of learning of the topics addressed during room teaching. teachers will evaluate the student ability to integrate the acquired knowledge on metamorphic petrology, structural geology and tectonics to interpret the tectonometamorphic evolution of tectonic units and their role in the geodynamic context of convergent margins.
5 exam dates are programmed and communicated at the beginning of the academic year.
Office hours
Every day by appointment contacting the teachers (nadia.malaspina@unimib.it – stefano.zanchetta@unimib.it)) using e-mail ……@campus.unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
-
Nadia Malaspina
-
Stefano Zanchetta
