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Formazione

Le formazioni sono l’unità fondamentale della stratigrafia, la disciplina della geologia che studia le successioni sedimentarie. Una formazione è un volume o corpo di roccia che internamente mostra un insieme caratteristico ed omogeneo di litologie che permettono di distinguerlo dalle rocce sedimentarie circostanti e che può essere mappato nelle carte geologiche. Una formazione occupa una posizione specifica nella stratigrafia di una regione e l’insieme delle sue litologie riflettono l’ambiente deposizionale dove si è formata. Le formazioni possono essere datate tramite i fossili che contengono o grazie a datazione radiometrica di minerali contenenti elementi radioattivi (per esempio, livelli di tefra). La differenziazione di una sequenza sedimentaria in formazioni è, quindi, la base per individuare la sequenza di eventi che sono avvenuti in tempi geologici in una regione.

Perché definire le formazioni?
Le rocce sedimentarie sono sequenze di strati di rocce differenti che si alternano a scale variabili da alcuni centimetri a diversi metri. Distinguere e definire ogni strato in sequenze che tipicamente mostrano migliaia di strati è poco pratico e rende impossibile la rappresentazione delle rocce sedimentarie in una carta geologica. Definire una formazione risolve questo problema, dal momento che le formazioni suddividono le sequenze sedimentarie in insieme di strati che possono essere considerati internamente omogenei alla scala di una successione sedimentaria (decine di metri a chilometri). In questo senso, le formazioni sono suddivisioni di prim’ordine di sequenze sedimentarie spesse centinaia di metri o chilometri che possono essere rappresentate in carte geologiche.

Definire una formazione
Le formazioni si definiscono su base litologica (tipi di roccia presenti, strutture sedimentarie, fossili), dal momento che si riconoscono sul terreno con nessun altro equipaggiamento se non un martello o una lente. Una formazione può essere distinta grazie al riconoscimento di un volume di roccia che internamente mostra caratteristiche specifiche che lo differenziano dalle rocce circostanti. Ecco un esempio:

Lo slider qui sopra mostra una sequenza di rocce sedimentarie esposte a Walnut Canyon, in Arizona. I geologi hanno suddiviso la sequenza in tre formazioni. Dall’alto al basso: il Kaibab Limestone, la Toroweap Formation e la Coconino Sandstone. Si può notare come, a questa scala, la sequenza venga così distinta in insiemi internamente omogenei, ciascuno con caratteristiche e strutture che lo contraddistinguono. Per esempio, la Coconino Sandstone mostra arenarie con stratificazione incrociata, ben diverse dalla sovrastante Toroweap Formation, costituita da argilliti con gesso e strati di arenaria [BLOG POST]. A ciascuna di queste formazioni corrisponde una specifica età stratigrafica (l’età geologica di deposizione) e un ambiente sedimentario ben definito, ricostruiti sulla base delle loro strutture sedimentarie e contenuto fossilifero. La definizione formale di una formazione richiede anche l’identificazione di una sezione tipo, ovvero di un affioramento che espone una sequenza completa attraverso la formazione. In caso non si abbia una buona esposizione, si possono usare diverse sezioni di riferimento.

Dare il nome a una formazione
Le formazioni geologiche hanno nomi caratteristici e unici che denotano alcune dei loro aspetti più evidenti e/o l’area dove sono state definite. Restando sull’esempio di sopra, il nome del Kaibab Limestone deriva dal Kaibab Plateau, in Arizona, e da ‘Limestone’ in riferimento al fatto che contiene spessi strati di calcare. Tuttavia, questo non significa che i calcari siano le uniche rocce presenti nel Kaibab Limestone, che contiene anche dolomie, argilliti e arenarie. Significa semplicemente che questo è il litotipo più caratteristico. In questo senso, il nome formazionale rappresenta una sorta di ‘nickname’ per identificare una sequenza di rocce. Similmente, la Toroweap Formation deriva dal Toroweap Overlook e la Coconino Sandstone dalla Contea di Coconino, in Arizona.

Formazioni di rocce non sedimentarie (litodemi)
La definizione di formazione si basa sui principi della stratigrafia ed è quindi relativa alle rocce sedimentarie o, al massimo, a rocce metamorfiche di basso grado che ben preservano le caratteristiche sedimentarie originarie. Altri tipi di rocce, come le rocce ignee, le rocce metamorfiche di medio-alto grado, o rocce intensamente deformate, non rispettano i principi della stratigrafia (in particolare il principio di sovrapposizione) e non possono essere considerate formazioni, ma sono comunque mappabili a scala cartografica. In questo caso si parla di litodemi, corpi rocciosi mappabili non sedimentari.

Riferimenti bibliografici
Mackenzie, F. T., & Garrels, R. M. (1971). Evolution of sedimentary rocks. New York: Norton.
Pettijohn, F. J. (1975). Sedimentary rocks (Vol. 3). New York: Harper & Row.
Brookfield, M. E. (2008). Principles of stratigraphy. John Wiley & Sons.

        

Risorse in Italiano
Geologia del Sedimentario. Tucker, 1953.
Rocce Sedimentarie. Tucker, 2010.
Lezioni di Geologia Stratigrafica. Bruno Accordi, 1984.

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