30/10/14 CORSO: GEOLOGIA I Michele Morsilli! LE ROCCE! ü ROCCE • Sedimentarie 1 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 80% della superficie terrestre occupata da R. sedimentarie 5% 60% 15% EVAPORITI ARENITI 20% CARBONATI PELITI Dati da Tucker, 2001 2 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Bryce 3 30/10/14 Michele Morsilli – Università di Ferrara Creazione di sedimento (weathering) Fisici – chimici - biologici FISICO • Esfoliazione • Insolazione Michele Morsilli – Università di Ferrara • Gelo-disgelo • Precipitazioni di sali 4 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 ESFOLIAZIONE 5 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 GELO-DISGELO TIPI DI WEATHERING CHIMICO • Dissoluzione • Ossidazione-riduzione • Idratazione • Idrolisi acida 6 30/10/14 STABILITA’ DEI MINERALI Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara SERIE DI GOLDICH SEGUE LA SERIE INVERSA DI CRISTALLIZZAZIONE (BOWEN) WEATHERING BIOLOGICO • Attività di organismi perforanti • Variazioni chimismo soluzioni Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara • Azioni meccaniche delle radici • Licheni 7 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 8 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Ciclo dei sedimenti Formazione - Provenienza Trasporto Deposizione Litificazione 9 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 10 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 11 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 LE ZONE DI TRANSITO 12 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 TESSITURA attributo dei sedimenti granulari che tiene conto della dimensione, forma dei granuli, morfologia superficiale, orientamento, fabric o organizzazione dei granuli 13 30/10/14 GRANULOMETRIA E’ uno degli attributi principali delle rocce sedimentarie clastiche Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Suddivisione in classi granulometriche SCALA DI UDDEN-‐WENTWORTH SCALA DI UDDEN-‐WENTWORTH Udden, 1898 Classi in progressione geometrica di ragione 2 1,2,4,8,16 ecc. Wentworth, 1922 Aggiunta dei termini Michele Morsilli – Università di Ferrara Krumbein, 1934 Scala logaritmica φ φ = -‐ log diam (mm) 14 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Metodi di misura Arenarie comparatori 15 30/10/14 CERNITA o CLASSAZIONE Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara La cernita esprime il grado di variabilità delle classi granulometriche MORFOLOGIA E ORGANIZZAZIONE DEI GRANULI 1. Forma Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 2. Sfericità 3. Arrotondamento 4. Morfologia superficiale 5. Orientamento (fabric) 16 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 FORMA DEI GRANULI Bosellini et al., 1989 STIMA ARROTONDAMENTO E SFERICITA’ DEI GRANULI Bosellini et al., 1989 17 Michele Morsilli – Università di Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 MORFOLOGIA SUPERFICIALE DEI GRANULI GLACIALE SPIAGGIA DUNA EOLICA Da Tucker, 1986 18 30/10/14 DISPOSIZIONE-‐ORIENTAMENTO (FABRIC) Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Orientamento e disposizione nello spazio degli elementi che costituiscono il sedimento o la roccia Tucker, 2000 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara TESSITURA FANGOSOSTENUTA GRANOSOSTENUTA 19 30/10/14 NOMENCLATURA Sedimento sciolto Sedimento litificato Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Argilla+Silt Argillite+Siltite Pelite Lutite Sabbia Arenaria Ghiaia Conglomerato Psefite Psammite Arenite Rudite Dal Greco Dal Latino ROCCE SEDIMENTARIE TERRIGENE • Conglomerati Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara • Arenarie • Peliti CARBONATICHE • Calcari • Dolomie ALTRE • Evaporiti • Ferrifere • Silicee • Fosfatiche • Organiche • Vulcanoclastiche 20 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Prof. MMichele – Università di Ferrara Michele orsilli M – orsilli Università di Ferrara 30/10/14 ROCCE SEDIMENTARIE TERRIGENE Tessitura Matricesostenuta Clastosostenuta Silicoclastiche • Conglomerati • Arenarie • Peliti ROCCE TERRIGENE CONGLOMERATI BRECCE Composizione Oligomittici Polimittici Paraconglomerati Ortoconglomerati 21 Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 CONGLOMERATI -‐ BRECCE Aree di formazione Modo di formazione Falesie e spiagge Tettoniche Torrenti Sedimentarie Conoidi alluvionali Con trasporto MEGABRECCE BRECCE VULCANICHE 22 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 ORTOCONGLOMERATO (BRECCIA) PARACONGLOMERATO (BRECCIA) Apricena - Gargano ROCCE TERRIGENE ARENARIE Composizione Quarzareniti Arcose Litareniti Grovacche Arenarie ibride Provenienza Intrabacinale Extrabacinale Contesto geotettonico Arco Basamento Cratone 23 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Morsilli, 2007 Morsilli, 2007 24 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 COMPOSIZIONE • Quarzo • Feldspati • Frammenti di roccia • Minerali pesanti • Minerali argillosi 25 30/10/14 QUARZO minerale + comune nelle rocce terrigene • 65% dei minerali delle arenarie • 30% nelle peliti Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara • <5% nei carbonati FELDSPATI • 10-15% dei minerali delle arenarie • <5% nelle peliti Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara • <1% nei carbonati 26 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 FELDSPATI FRAMMENTI LITICI • Grani vulcanici • Grani metamorfici • Grani di rocce sedimentarie (calcari, selce, arenarie ecc.) 27 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 MINERALI PESANTI 1. Rutilo 2. Apatite 4. Epidoto 5. Staurolite Rocce ignee 3. Tormalina Rocce metamorfiche CLASSIFICAZIONE ARENARIE Diagramma di Folk Bosellini et al., 1989 28 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 CLASSIFICAZIONE ARENARIE Pettijohn et al., 1987 29 30/10/14 ROCCE TERRIGENE Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara PELITI Silt + argilla = fango Composizione Illite Montmorillonite Caolinite Clorite Tessitura Siltiti Argilliti Shales Ardesia Fillade Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Meccanismi di formazione del fango Erosione di rocce preesistenti Weathering area sorgente Sabbia silt Decomposizione Abrasione glaciale Soluzione Organismi FANGO Acqua di mare Flocculazione Cenere vulcanica Deflazione eolica Sospensioni turbolente Mod. da Potter et al., 1984 30 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 NOMENCLATURA ROCCE PELITICHE DIAGENESI SILT ARGILLA Sedimento sciolto consolidato CONGLOMERATI METAMORFISMO SILTITE FANGO ARGILLITE PELITE SHALE fissile clivaggio ARENARIE ARDESIA FILLADE rixx epizonale Rid. da Bosellini et al., 1989 ROCCE TERRIGENE PELITI 31 30/10/14 ROCCE TERRIGENE Composizione Oligomittici Polimittici Tessitura Matricesostenuta Clastosostenuta ARENARIE Composizione Quarzareniti Arcose Litareniti Grovacche Arenarie ibride PELITI Composizione Illite Montmorillonite Caolinite Clorite Tessitura Siltiti Argilliti Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara CONGLOMERATI 32 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 ROCCE CARBONATICHE James 33 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 COMPOSIZIONE ROCCE CARBONATICHE • CALCITE -‐ (CaCO3) -‐ trigonale • Low Mg-‐CALCITE -‐ < di 4 moli % di MgCO3 • High Mg-‐CALCITE -‐ > di 4 moli % di MgCO3 • ARAGONITE -‐ (CaCO3) -‐ ortorombico • DOLOMITE -‐ CaMg(CO3)2 Da Bosellini, 1991 34 Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 • connessione con il mondo biologico • produzione e deposizione in situ • labilità diagenetica • chimismo degli oceani Drafted by Waite 99, after James 1984) 35 30/10/14 Carbonate Factory Decreases Basin Platform Margin Slope Carbonate production Tidal Flats Modified by Loucks from Handford and Loucks (1993)and Bosscher and Schlager (1992) Euphotic Zone Prof. Michele – Università Michele Morsilli – Morsilli Università di Ferrara di Ferrara Patch Reef Platform Interior Direction of sediment transport 25 Km Kendall Corso di Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Laboratorio Morsilli – Università di Ferrara Carbonate Factory Biological Decreases Carbonate production Euphotic Zone 25 Km Basin Slope Platform Margin Platform Interior Patch Reef Tidal Flats Modified by Loucks from Handford and Loucks (1993)and Bosscher and Schlager (1992) Direction of sediment transport 36 30/10/14 Corso di Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Laboratorio Morsilli – Università di Ferrara Carbonate Factory Decreases Basin Slope Platform Margin Patch Reef Platform Interior Carbonate production Tidal Flats Modified by Loucks from Handford and Loucks (1993)and Bosscher and Schlager (1992) Euphotic Zone Direction of sediment transport 25 Km Chemical precipitates: ooids Corso di Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Laboratorio Morsilli – Università di Ferrara Carbonate Factory Decreases Carbonate production Euphotic Zone 25 Km Basin Slope Platform Margin Platform Interior Patch Reef Tidal Flats Modified by Loucks from Handford and Loucks (1993)and Bosscher and Schlager (1992) Direction of sediment transport Planktonic foramnifera Coccospheres Coccoliths 37 30/10/14 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara ELEMENTI DELLE ROCCE CARBONATICHE grani matrice cemento pori CATEGORIE E TIPI DI GRANI CARBONATICI • Skeletal grains GRANI DETRITICI Bioclasti Biosomi Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara • Non-skeletal grains PELOIDI fecal pellets – pellets (es. micritizzazione – intraclasti fangosi arrotondati) GRANI RIVESTITI Tucker & Wright, 1990 Intraclasti Extraclasti GRANI AGGREGATI (Lumps) Ooidi Pisoidi Oncoidi - rodoliti Grapestone Botryoidal lumps 38 30/10/14 GRANI SCHELETRICI derivano da numerosi organismi in grado di produrre parti carbonatiche Gusci interi (biosomi) Bioclasti Variano con l’età del deposito Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara (molluschi, alghe, coralli, briozoi, foraminiferi, echinodermi, spugne ecc.) 39 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 40 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 : Eocene limestone, Zakinthos, Ionian Islands, Greece Scholle, 2002 0.48 mm 41 30/10/14 Grani non-‐scheletrici -‐ detritici derivano dalla frammentazione di Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara preesistenti carbonati rottura di parti di un sedimento penecontemporaneo Disgregazione di rocce più antiche già consolidate Intraclasti Extraclasti intraclasti 42 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Kendall, 2006 43 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Peloidi granuli di carbonato microcristallino arrotondati privi di struttura interna Fecal pellets Micritizzazione Dimensioni: da pochi micron a qualche millimetro 44 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Bahamas Bahamas Gargano 45 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Initial boring Micrite fill 0.1 mm 0.1 mm 0.1 mm 0.1 mm Complete micritization 46 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Fecal pellets Ooidi Micritized Micritized calcareous skeletal algae grain Mud clast Sholle, 2002 Grani rivestiti – Coated grains grani di carbonato di forma e natura varia legati da cemento o da organismi incrostanti Oncoidi Pisoidi Dimensioni: da 0,5 a circa 3 mm 47 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 Tucker, 1990 Abu Dhabi Andros Sabbie oolitiche 1 mm 48 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Ooliti Scholle, 2002 49 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 ONCOIDI Oncoidi 50 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Curacao Foster, 2001 Morsilli, 2013 ONCOIDI -‐ RODOLITI Morsilli, 2010 Marsa Alam, Egitto 51 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Morsilli, 2010 Matsuda, 2011 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 Marsa Alam, Egitto 52 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 Morsilli, 2005 Miocene sup. (Menorca) PISOIDI 53 30/10/14 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Kendall, 2005 • Skeletal grains GRANI DETRITICI Bioclasti Biosomi Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara • Non-skeletal grains PELOIDI fecal pellets – pellets (es. micritizzazione – intraclasti fangosi arrotondati) GRANI RIVESTITI Tucker & Wright, 1990 Intraclasti Extraclasti GRANI AGGREGATI (Lumps) Ooidi Pisoidi Oncoidi - rodoliti Grapestone Botryoidal lumps 54 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 COMPONENTI ROCCE CARBONATICHE grani matrice cemento pori MATRIX Pomar lecture 55 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 cristalli di carbonato di calcio con dimensioni molto piccole inferiori a 62 micron. Penicillus 56 30/10/14 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Marine teleosts fish (bony fish) may contribute 3 to 15% of total oceanic carbonate production (> 30 gr /m2 yr) inorganic crystals of CaCO3 (Mg:Ca ratio: 10 to 33 mol %) excreted, either within mucus-‐coated pellets, or with feces (when fish are feeding) Wilson et al. (2009): doi: 10.1126/science.1157972 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara grani cemento matrice pori 57 Michele Morsilli – Università di Ferrara Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 CEMENT Pomar lecture Kendall, 2005 58 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Pomar lecture 59 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Classificazione CARBONATI Dunham, 1962 Classificazione CARBONATI Dunham, 1962 60 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Giurassico - Portogallo 10 mm 61 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 ostracodi Giurassico - Francia Florida Keys – Morsilli, 2002 62 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Shark Bay, Australia 63 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Gargano, Stromatoliti (Barremiano) – Morsilli, 2003 MICROBIALITE Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara Microbialites are “organosedimentary deposits that have accreted as a result of a benthic microbial community trapping and binding detrital sediment and/or forming the locus of mineral precipitation” (Burne and Moore, 1987, pp. 241–242). Microbialites are in place benthic sediments produced by microbial processes. Riding, 2011 64 30/10/14 MICROBIALITE Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara microbialite have commonly been distinguished by their dominant internal macrofabric: ü stromatolite (laminated), ü thrombolite (clotted), ü dendrolite (dendritric), ü leiolite (aphanitic) (Riding, 2000, pp. 189–195) Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara MICROBIALITE Riding, 2011 65 Mallorca 1m Michele Morsilli – Università di Ferrara Morsilli, 2009 Prof. M Michele di Ferrara Michele orsilli – UMorsilli niversità –di Università Ferrara 30/10/14 Gargano, Stromatoliti (Barremiano) – Morsilli, 2003 Mik, 2009 66 Morsilli, 2009 30/10/14 stromatolite thrombolite dendrolite leiolite (a) Irregular to domal stromatolite, Cambrian Series 2, Laiwu region, Shandong, China. (b) Thrombolite with irregular, dark-‐gray microbial clots, Cambrian Series 3, Jinan region, Shandong, China. (c) Dendrolite with bush-‐like structures, Cambrian Series 3, Jining region, Shandong, China. (d) Leiolite with aphanitic texure, Cambrian Series 3, Laiwu region, Shandong, China, which was firstly recognized by Woo (2009). (e) Microbial laminites with desiccation crack, Cambrian Series 3, Linyi region, Shandong, China. (f) Oncoid with spheroidal shapes and crudely-‐laminated cortex, Cambrian Series 3, Shandong, China. Michele Morsilli – Università di Ferrara Travertine 67 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Turkey 68 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Saturnia, Toscana Frank K. -‐ originally posted to Flickr as Tomb submerged in a travertine pool in Pamukkale 69 Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 70 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Dolomie 71 Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Ph A. Riva Scholle, 2002 0.4 mm 72 Michele Morsilli – Università di Ferrara Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Scholle, 2002 1.04 mm Dolomie primarie e secondarie 73 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Classificazione Dolomie 74 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 75 Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 76 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Modelli di dolomitizzazione Modello di riflusso 77 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Bosellini et al. 1989 Modello mixing 78 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Dolomitizzazione idrotermale Davies 2006 79 Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 A. Riva lecture 80 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Importanza per l’esplorazione petrolifera ALTRE ROCCE SEDIMENTARIE 1. Evaporiti 2. Depositi ferrosi 3. Depositi fosfatici 4. Depositi siliceii 5. Depositi organici 81 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 DEPOSITI EVAPORITICI Precipitazione chimica da salamoie (brine) • CLORURI Minerali evaporitici • SOLFATI Salgemma – NaCl Anidrite – CaSO4 Gesso – CaSO4 – 2H2O • CARBONATI • NITRATI • BORATI Xx di gesso 82 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Anidriti Depositi annuali di salgemma 83 30/10/14 DEPOSITI FERRIFERI Corso Laboratorio di Stratigrafia Michele Morsilli – Università di Ferrara e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara SEDIMENTI CON Fe >15% Ematite – Fe2O2 Magnetite – Fe3O4 • OSSIDI Goethite – FeO. OH Limonite – FeO. OH. nH2O Minerali di ferro • CARBONATI • SILICATI • SOLFURI Siderite – FeCO3 Chamosite – Fe3Al2Si2O10. 3H2O Glauconite – KMg (FeAl) (SiO3 )6. 3H2O Marcasite – FeS2 Pirite – FeS2 DEPOSITI SILICEI Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara SELCE (SiO2) • Microquarzo (xx pochi micron) SELCE • Megaquarzo (xx fino a 50 micron) • Calcedonio • Spugne (spicole) ORGANISMI • Radiolari • Diatomee AMBIENTI • Fondi oceanici (a profondità > 4- 5 km) • Laghi (melme a diatomee – Diatomiti) 84 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara Morsilli, 2004 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 SELCE • STRATI accumulo post-mortem organismi – CCD o scarsa produzione carbonato SELCE • STRATI accumulo post-mortem organismi – CCD o scarsa produzione carbonato 85 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 SELCE NODULI Materia organica Origine diagenetica – sostituzione di rocce carbonatiche – zone di nucleazione DEPOSITI ORGANICI Diagenesi Metamorfismo • HUMUS Zona di formazione suolo • TORBA Accumuli in stagni e paludi - Carbone • SAPROPEL Materia organica in bacini (mare, laghi, lagune) Condizioni anossiche o anaerobiche per preservazione CARBONE (Vari tipi) DEPOSITI ARGILLOSI PETROLIO 86 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 OIL PROVINCES OIL PROVINCES 87 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Montagna della Maiella Rudstone a Rudiste con pori riempiti da bitume Morsilli, 2004 Montagna della Maiella Morsilli, 2004 88 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Montagna della Maiella Morsilli, 2004 Tipi di porosità mouldic shelter framework vugs shrinkage Modificato da Coquette & Pray, 1970 89 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Porosità dipendente dalla tessitura Intergranulare Porosità dipendente dalla tessitura Intragranulare 90 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 : Eocene limestone, Zakinthos, Ionian Islands, Greece Scholle, 2002 0.48 mm 91 Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Porosità dipendente dalla tessitura Intercristallina Scholle, 2002 0.4 mm 92 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Porosità dipendente dalla tessitura Da impronte (mouldic) Porosità dipendente dalla tessitura Da dissoluzione (oomouldic) 93 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 0.48 mm Porosità dipendente dalla tessitura Da finestre (fenestral) 94 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Pomar lecture Scholle, 2002 3.0 mm 95 Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Porosità dipendente dalla tessitura Da vacui riparati (shelter) Scholle, 2002 96 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Porosità dipendente o meno dalla tessitura Da fossatori (burrows) Porosità indipendente dalla tessitura Da fratture 97 Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – Università di Ferrara 30/10/14 Porosità indipendente dalla tessitura Scholle, 2006 Mallorca (Messinian) – Morsilli, 2008 98 30/10/14 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Tipi di porosità mouldic shelter framework vugs shrinkage Modificato da Coquette & Pray, 1970 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Insieme di processi fisici e chimici che portano alla trasformazione del sedimento in roccia PROCESSI FISICI Compattazione PRECOCE Pressure solution DIAGENESI TARDIVA • Ambiente deposizionale • Clima • Composizione e tessitura Cementazione PROCESSI CHIMICI Dissoluzione Sostituzione Eh Ph Movimento fluidi • Permeabilità • Profondità seppellimento 99 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 0 0 100 200 300 400 500 600 5 DIAGENESIS 10 15 METAMORPHISM 20 25 Not in nature 30 35 PROCESSI DOMINANTI Sfuggita di acqua Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 1. COMPATTAZIONE Cambio packing – riduzione spessore Rottura – deformazione granuli 2. PRESSIONE-SOLUZIONE 3. CEMENTAZIONE 4. AUTIGENESI Dissoluzione bordi - Stiloliti Silice Crescita di quarzo – vari tipi di cemento Calcite Cementi a drusa o poikilitici Feldspati Ceneri vulcaniche (k-feldspati) Minerali argillosi Illite – riduce la porosità 5. EMATITE Incrostazioni Caolinite – riduce la permeabilità Impregnazione 100 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Sfuggita di acqua 1. COMPATTAZIONE Cambio packing – riduzione spessore Rottura – deformazione granuli Costipamento fisico James & Choquette, 1990 101 Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 PRESSIONE-SOLUZIONE Dissoluzione bordi - Stiloliti Contatti suturati in un’arenaria Scholle, 2002 1.0 mm 102 Michele Morsilli – Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Diagenesi di seppellimento Pressione-dissoluzione lungo i bordi CEMENTAZIONE Silice Crescita di quarzo – vari tipi di cemento Calcite 103 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 AMBIENTI DIAGENETICI 1. Le aree emerse (meteorico) 2. La spiaggia 3. Fondo marino e zona freatica 4. Sottosuolo profondo 104 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Ambienti diagenetici Da Bosellini, 1991 meteoric cements Da James & Choquette, 1990 105 Prof. MM ichele – Università di Ferrara Michele orsilli M–orsilli Università di Ferrara Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Cementi a menisco vadoso xx di calcite low-Mg Cemento isopaco (a dente di cane) Fresh-water phreatic zone xx di calcite low-Mg 106 Corso Laboratorio dniversità i Stratigrafia e Sedimentologia – Prof. Michele Morsilli – Università di Ferrara Michele Morsilli – U di Ferrara 30/10/14 Diagenesi di seppellimento Pressione-dissoluzione lungo i bordi 107
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