Le rocce duttili si comportano plasticamente e si piegano in risposta alle sollecitazioni. Anche nella crosta poco profonda dove le rocce sono fredde e relativamente fragili, la piegatura può avvenire se la sollecitazione è lenta e costante e dà alla roccia abbastanza tempo per piegarsi gradualmente. Se la sollecitazione è applicata troppo rapidamente, le rocce nella crosta poco profonda si comporteranno come solidi fragili e si romperanno. Più in profondità nella crosta, dove le rocce sono più duttili, il ripiegamento avviene più facilmente, anche quando la sollecitazione e lo sforzo avvengono rapidamente.
Anticline e sincline
I tipi più basilari di pieghe sono le anticline e le sincline. Immaginate un tappeto, i cui lati sono stati spinti l’uno verso l’altro formando creste e valli – le creste sono pieghe “in alto” e le valli sono pieghe “in basso”. In termini di strutture geologiche, le pieghe verso l’alto sono chiamate anticlinali e le pieghe verso il basso sono chiamate sinclinali.
Nei diagrammi a blocchi come quelli mostrati sotto, la parte superiore del blocco è la superficie orizzontale della terra, la vista della mappa. Gli altri due lati visibili della scatola sono sezioni trasversali, fette verticali attraverso la crosta. Gli strati colorati rappresentano formazioni geologiche stratificate che erano originariamente orizzontali, come i letti sedimentari o le colate di lava. Usa i diagrammi a blocchi per visualizzare le forme tridimensionali delle strutture geologiche. Tieni presente che l’erosione ha rimosso le parti superiori di queste strutture in modo che la vista della mappa riveli l’interno di queste strutture.
Nella vista della mappa, un’anticlinale appare come letti paralleli dello stesso tipo di roccia che si allontanano dal centro della piega. In un’anticlinale, i letti più vecchi, quelli che erano originariamente sotto gli altri letti, sono al centro, lungo l’asse della piega. L’asse è una linea immaginaria che segna il centro della piega sulla mappa.
Nella vista della mappa, una sinclinale appare come un insieme di letti paralleli che si immergono verso il centro. In una sinclinale i letti più giovani, quelli che erano originariamente in cima al resto dei letti, sono al centro, lungo l’asse della piega.
Anticline e sinclinali si formano in sezioni della crosta che stanno subendo una compressione, luoghi dove la crosta viene spinta insieme.
Anticlinali e sinclinali sprofondanti
Un’anticlinale sprofondante o una sinclinale sprofondante è quella che ha il suo asse inclinato rispetto all’orizzontale in modo che la piega sprofondi nella terra lungo la sua lunghezza. La direzione di immersione è la direzione in cui l’asse della piega si inclina verso il basso nella terra.
Nella vista della mappa, un’anticlinale sprofondata forma un modello a U o a V che punta, o si chiude, nella direzione di immersione. Una sezione trasversale ad angolo retto rispetto all’asse di un’anticlinale sprofondata ha lo stesso aspetto di un’anticlinale.
Nella vista della mappa, una sinclinale sprofondata forma un modello a U o a V che si apre nella direzione della sprofondata.
Anticline
Figura 1. Diagramma di un’anticlinale.
In geologia strutturale, un’anticlinale è una piega che è convessa verso l’alto e ha i suoi letti più vecchi al suo centro. Il termine non deve essere confuso con antiforme, che è un termine puramente descrittivo per qualsiasi piega che sia convessa verso l’alto. Pertanto, se le relazioni di età tra i vari strati sono sconosciute, dovrebbe essere usato il termine antiforme.
Su una mappa geologica, le anticlinali sono solitamente riconosciute da una sequenza di strati di roccia che sono progressivamente più vecchi verso il centro della piega perché il nucleo sollevato della piega è preferibilmente eroso ad un livello stratigrafico più profondo rispetto ai fianchi topograficamente più bassi. Gli strati si allontanano dal centro, o cresta, della piega.
Figura 2. Anticlinale con sinclinale visibile all’estrema destra. Nota l’uomo in piedi davanti alla formazione, per la scala.
Se un’anticlinale si immerge (cioè, è inclinata rispetto alla superficie terrestre), gli strati superficiali formeranno delle V che puntano nella direzione dell’immersione. Le anticlinali sono spesso affiancate da sinclinali, anche se le faglie possono complicare e oscurare la relazione tra le due. Le pieghe si formano spesso durante la deformazione crostale come risultato dell’accorciamento che accompagna la costruzione orogenica delle montagne. In molti casi le anticlinali sono formate dal movimento su faglie non piane durante l’accorciamento e l’estensione, come le anticlinali a rampa e le anticlinali di rollover.
Terminologia
Ogni piega la cui forma è convessa verso l’alto è un’antiforma. Le antiforme che contengono rocce progressivamente più giovani dal loro nucleo verso l’esterno sono anticline.
Un’anticlinale o un’antiforma ha una cresta, che è il punto più alto su un dato strato lungo la parte superiore della piega. Una cerniera in un’anticlinale è il luogo di massima curvatura o flessione in un dato strato della piega. Un asse è una linea immaginaria che collega le cerniere nei diversi strati in una sezione trasversale bidimensionale attraverso l’anticlinale. Il collegamento delle cerniere o dei punti di massima curvatura nei diversi strati in tre dimensioni produce un piano assiale o una superficie assiale. In un’anticlinale simmetrica, una traccia superficiale del piano assiale coincide con la cresta. Con un’anticlinale asimmetrica, la traccia superficiale del piano assiale o dell’asse sarà spostata dalla cresta verso il fianco più ripido della piega. Un’anticlinale rovesciata è un’anticlinale asimmetrica con un fianco o un lembo che è stato inclinato oltre la perpendicolare in modo che i letti in quel lembo siano capovolti.
Una struttura che si immerge in tutte le direzioni per formare una struttura circolare o allungata è una cupola. Le cupole sono generalmente formate da un evento deformativo principale, o tramite diapirismo da intrusioni magmatiche sottostanti o movimento di materiale meccanicamente duttile e mobile verso l’alto come il salgemma (cupola di sale) e lo scisto (diapir di scisto). La struttura Richat del Sahara è considerata una cupola che è stata messa a nudo dall’erosione.
Un’anticlinale che si immerge ad entrambe le estremità è definita un’anticlinale a doppia immersione, e può essere formata da deformazioni multiple, o dalla sovrapposizione di due serie di pieghe, o essere legata alla geometria della faglia di distacco sottostante e alla quantità variabile di spostamento lungo la superficie di quella faglia di distacco. Il punto più alto di un anticlinale a doppia immersione (o di qualsiasi struttura geologica) è chiamato “culmine”.
Una cupola allungata che si è sviluppata mentre i sedimenti si depositavano è chiamata periclite.
Un anticlinale è una serie di pieghe anticlinali su un anticlinale a scala regionale. Gli esempi includono l’anticlinale di Purcell del tardo Giurassico e del primo Cretaceo nella Columbia Britannica e l’anticlinale Blue Ridge della Virginia settentrionale e del Maryland negli Appalachi, o la Nittany Valley nella Pennsylvania centrale.
Rilevanza economica
Figura 3. Trappola strutturale: piega anticlinale
Le anticlinali, le culminazioni e le cupole strutturali doppiamente immerse o fagliate sono luoghi privilegiati per la perforazione di petrolio e gas naturale; la bassa densità del petrolio lo fa migrare in modo galleggiante verso l’alto fino alle parti più alte della piega, finché non viene fermato da una barriera a bassa permeabilità come uno strato impermeabile o una zona di faglia. Esempi di guarnizioni a bassa permeabilità che contengono gli idrocarburi, petrolio e gas, nel terreno includono scisti, calcare, arenaria e persino cupole saline. Il tipo effettivo di strato non ha importanza, purché abbia una bassa permeabilità.
I periclini sono importanti punti focali per il raggruppamento di salamoie calde, cariche di metalli, che possono formare depositi di minerale di manto, depositi di piombo e zinco di tipo irlandese e depositi di uranio, tra gli altri.
Culminazioni in strati piegati che sono tagliati da cesoie e faglie sono luoghi privilegiati per la deposizione di depositi di oro lode stile saddle-reef.
Sinclinali
Il sinclinale di Sideling Hill esposto nel taglio stradale della Interstate 68 a ovest di Hancock, Maryland, USA
In geologia strutturale, una sinclinale è una piega con strati più giovani più vicini al centro della struttura. Un sinclinorio (plurale synclinorium o synclinoria) è una grande sinclinale con pieghe più piccole sovrapposte. Le sinclinali sono tipicamente una piega verso il basso, definita sinclinale (cioè una depressione); ma le sinclinali che puntano verso l’alto, o appollaiate, possono essere trovate quando gli strati sono stati rovesciati e piegati (una sinclinale antiformale).
Caratteristiche
Su una mappa geologica, le sinclinali sono riconoscibili da una sequenza di strati di roccia che crescono progressivamente più giovani, seguiti dallo strato più giovane al centro della piega o cerniera, e da una sequenza inversa degli stessi strati di roccia sul lato opposto della cerniera. Se il modello di piega è circolare o circolare allungato, la struttura è un bacino. Le pieghe si formano tipicamente durante la deformazione crostale come risultato della compressione che accompagna la costruzione orogenica delle montagne.
Esempi notevoli
- Bacino del fiume Polvere, Wyoming, USA.
- Taglio stradale di Sideling Hill lungo la Interstate 68 nel Maryland occidentale, USA, dove la Formazione Rockwell e la sovrastante Arenaria Purslane sono esposte.
- Lago Superiore occidentale, che occupa un bacino creato dal Midcontinent Rift System
- Saou, un comune nel dipartimento della Drôme nel sud-est della Francia
- Le Catlins, un’area nell’angolo sud-est dell’Isola del Sud della Nuova Zelanda
Basini e cupole
Un bacino è una depressione a forma di ciotola negli strati (strati di roccia). Un bacino è simile a una sinclinale, ma invece di un asse ha un singolo punto al centro. Gli strati si immergono tutti verso il punto centrale e la roccia più giovane è al centro. Nella vista della mappa, gli strati formano cerchi concentrici – un modello ad occhio di bue – intorno al punto centrale.
Una cupola è un rigonfiamento negli strati. Una cupola è simile a un’anticlinale, ma invece di un asse ha un singolo punto al centro. Gli strati si immergono tutti dal punto centrale e la roccia più vecchia si trova al centro. Nella vista della mappa, gli strati formano cerchi concentrici – un modello ad occhio di bue – intorno al punto centrale.
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