Presentazione Di Powerpoint
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Architecture and fault rocks of the seismogenic Monte Marine fault zone (Central Apennines, Italy) S. Cortinovis1, F. Balsamo1, F. Storti1, F. La Valle2, M. Fondriest2, G. Di Toro2,3 1) NEXT- Natural and EXperimental Tectonics research group, Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale, Università di Parma, Campus area delle Scienze-Plesso Geologico 157/a, 43124 Parma (Italy) 2) Dipartimento di Geoscienze, Università degli Studi di Padova, Via G. Gradenigo 6, 35131 Padova (Italy) 3) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Via di Vigna Murata 605, 00143 Roma (Italy) GNGTS 2018 Bologna: 19-21 Novembre 2018 Caso studio: faglia di Monte Marine (AQ) • segmento attivo di circa 8 km (Barete- Arischia) su faglia di 14 km, probabile sorgente del terremoto del 1703 Mw=6.7 (Galadini and Messina 2001, Galli et al., 2011, Falcucci et al., 2015, Moro et al., 2016). • architettura strutturale complessa: zona di step over a SE del segmento rettilineo di Barete; • centinaia di m3 di roccia polverizzata; Lago di Campotosto Gran Sasso Faglia di Monte Marine (AQ) Arischia Pizzoli Barete Morfologie calanchive c b a Barete a Pizzoli b Arischia c 1 m 1 m 1 m Ampi volumi di roccia polverizzata costituiti da brecce sciolte all’interno delle quali si osservano piani di faglia secondari su cui si localizza la deformazione (presenza di cataclasiti e ultracataclasiti). Questi piani corrispondono spesso a superfici a specchio. La distribuzione spaziale dei volumi di roccia polverizzata lungo la zona di faglia di Monte Marine e la loro genesi non sono mai state studiate. Analoghi e contesto geologico Foiana Vado di Corno Venere Volumi decametrici di roccia polverizzata in rocce di piattaforma carbonatica: faglie sismogenetiche sviluppatesi principalmente in successioni carbonatiche giurassiche (es. Calcare Massiccio, Corniola, etc.). Esempi analoghi studiati: Vado di Corno (Demurtas et al. 2016) e Venere Fault (Agosta et al. 2006) in Appenino Centrale, Foiana Fault (Fondriest et al., 2015) nel Sudalpino. Da Vezzani e Ghisetti (1998) 4 km Modified after Demurtas et al. (2016) Obiettivi e metodologie Obiettivi • Caratterizzazione delle rocce di faglia e ricostruzione dei meccanismi deformativi che portano alla loro formazione; • Ricostruzione dell’architettura strutturale della zona di faglia; • Studio delle relazioni tra la formazione delle rocce di faglia (variabilità degli spessori di roccia danneggiata lungo lo strike della faglia) e l’architettura strutturale della faglia. Metodologie 1) Mappatura della zona di faglia (rilevamento geologico-strutturale, a scala 1:500, analisi cinematica sul terreno, raccolta campioni); 2) Analisi di laboratorio (granulometro laser e granulometro ottico, analisi d’immagine su sezioni sottili lucidate, setacci, microscopio ottico, SEM, catodoluminescenza, …). Granulometro laser Granulometro ottico Mappatura, raccolta dati e campioni sul terreno Distribuzione del danneggiamento 1. Segmento di faglia rettilineo. 2. Zona di step over: aumento della complessità strutturale con intersezione tra sistema di faglie normali, trascorrenti e thrust ereditati. 1 Barete 1 2 2 3 4 6 7 5 8 9 Pizzoli Step over 10 3 km Arischia 1. Settore di Barete Legenda Facies 1: gouge con clasti <63 micron n. data: 12 Facies 2: cataclasite con clasti <2 mm Fault core Facies 3: breccia grossolana con clasti > 2mm fortemente microfratturati Roccia fratturata nella zona di danneggiamento n. data: 13 n. data: 10 n. data: 7 Facies 1 Legenda Facies 1: gouge di faglia con clasti <63 micron Facies 2: cataclasite con clasti <2 Facies 3: breccia grossolana con clasti > 2mm con clasti fortemente microfratturati Roccia fratturata ultracataclasite Facies 2 204/65 (dip dir, dip) concrezioni da fluidi meteorici Facies 3 a breccia grossolana coesiva Distribuzione granulometrica 250 10000 Facies 1 Facies 1 200 Facies 3 Facies 2 Facies 2 1000 Facies 3 150 100 100 10 Numero di di particelle Numero 50 0 particelle di cumulativo Numero Log. 1 1 10 100 1000 10000 10 100 1000 10000 Log. Classi granulometriche (µm) Log. Classi granulometriche (µm) Facies 1: D=1.815 (R² = 0.953) Il valore di dimensione frattale (D) aumenta dalla Facies 3 alla Facies 2: D=1.61 (R² = 0.9555) Facies 1. Questo significa che la dimensione media dei clasti Facies 3: D=0.982 (R² =0.9013) nelle cataclasiti diminuisce progressivamente avvicinandosi al piano di faglia principale. 2. Settore di Pizzoli-Arischia f. normali f. inverse Legenda Facies 1: gouge con clasti <63 micron Facies 2: cataclasite con clasti <2 mm 7 dati Facies 3: breccia grossolana con clasti > 2mm fortemente microfratturati Roccia fratturata nella zona di 312 dati danneggiamento f. trascorrenti destre 6 dati f. trascorrenti sinistre 20 dati Pizzoli Stratificazione preservata nei litoni della Trascorrenza sinistra Evidenze di tettonica compressiva zona di transizione e fuori dal fault core S0 S0 S0 Interferenza tra strutture estensionali quaternarie e thrust ereditati dalla fase compressiva appenninica. I lineamenti trascorrenti EW evidenziano la complessità strutturale della zona di step over; questa sembra essere in relazione con l’incremento dell’ampiezza della zona di danneggiamento. 30 m Ruolo delle faglie ereditate Loc. S. Antonio, Comune di Pizzoli Pizzoli Superficie a specchio lungo thrust 2 m L’analisi degli indicatori cinematici presenti sui piani di faglia a basso angolo testimonia una direzione di trasporto tettonico top to NNE, in accordo con la direzione di massima compressione appenninica (10°-20°N). I volumi delle cataclasiti e delle breccie sciolte aumenta significativamente in corrispondenza delle intersezioni tra le faglie estensionali secondarie e i piani a basso angolo ereditati dalla fase di compressione appenninica. Conclusioni • Classificazione delle rocce di faglia in Facies 1 (ultracataclasite fine), Facies 2 (cataclasite medio-fine) nel fault core della faglia principale e Facies 3 (breccia grossolana) nella zona di danneggiamento, che si osservano lungo tutto il segmento di faglia attivo; • Ricostruzione dell’architettura strutturale della faglia, con riconoscimento e mappatura del segmento di faglia principale che aumenta di complessità in corrispondenza della zona di step over (settore Pizzoli-Arischia); • Studio delle intersezioni tra i segmenti di faglia estensionali e i thrust ereditati dalla fase di compressione appenninica; • Analisi della distribuzione spaziale dei volumi di roccia danneggiata che incrementano alle intersezioni tra strutture a diversa cinematica (faglie estensionali, trascorrenti e thrust ereditati). importanza delle eredità strutturali nel controllo della tettonica attiva quaternaria (es. Buttinelli et al., 2018, Falcucci et al., 2018). • Agosta F., and Aydin A.; 2006: Architecture and deformation mechanism of a basin-bounding normal fault in Mesozoic platform carbonates, central Italy. Journal of Structural Geology., 28, 1445-1467, DOI:10.1016/j.jsg.2006.04.006. • Buttinelli M., Pezzo G., Valoroso L., De Gori P., Chiarabba C.; 2018: Tectonics Inversions, fault segmentation, and triggering mechanisms in the Central Apennines normal fault system: Insights from high-resolution velocity models., Tectonics., 37, DOI: 10.1029/2018TC005053. • Collettini C., Viti C., Tesei T., Mollo S.; 2013: Thermal decomposition along natural carbonate faults during earthquakes. Geology., 41, 927- 930, DOI 10.1130/G34421.1. • Demurtas M., Fondriest M., Balsamo F., Clemenzi L., Storti F., Bistacchi A., Di Toro G.; 2016: Structure of a normal seismogenic fault zone in carbonates: The Vado di Corno Fault, Campo Imperatore, Central Apennines (Italy). 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