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Stratificazione e laminazione

stratificazione e laminazione (schema)

Schema che illustra le alternanze litologiche di prim’ordine (stratificazione) in una sequenza sedimentarie e le lamine a piccola scala che si ritrovano dentro gli strati. Grafica: Samuele Papeschi/GW.

La caratteristica più comune delle rocce sedimentarie è che sono spesso organizzate in strati di composizione differente impilati gli uni sugli altri. Ogni livello di roccia in una sequenza sedimentaria che può essere distinto da quello che gli sta sopra e sotto è un piano di stratificazione. Gli strati sono le strutture sedimentarie più semplici e l’unità litostratigrafica più piccola usata dai geologi per descrivere le formazioni sedimentarie. Ciò che distingue uno strato da quelli circostanti sono differenze di litologia (es: alternanze di argilliti e calcari) e/o di granulometria (es: alternanze conglomerati/arenarie). In geologia ogni strato rappresenta un evento, ovvero un periodo di tempo in cui i processi fisici agenti in un bacino sedimentario hanno permesso la deposizione di un sedimento ben definito. ‘Evento’ in tempi geologi può essere anche un periodo lungo di tempo, per esempio la deposizione lenta di particelle di argilla sul fondale marino in migliaia di anni, ma anche un processo molto veloce, come la deposizione rapida di un flusso torbiditico sottomarino. I piani di stratificazione si depositano per gravità sul fondo di un bacino e sono influenzati da processi, come correnti, che distribuiscono il sedimento. L’effetto combinato di questi fenomeni distribuisce i sedimenti orizzontalmente, in molti casi per centinaia di chilometri quadrati, fino ai bordi del bacino sedimentario e, producendo strati orizzontali con spessore limitato ed estensione laterale molto grande.

L’ordine degli strati in una sequenza sedimentaria non disturbata (non deformata/piegata da processi tettonici) segue l’ordine di deposizione, con gli strati più giovani al tetto e quelli più vecchi alla base (Principio di Sovrapposizione). Ogni strato è unico e riflette un momento della storia di un bacino sedimentario in cui l’apporto sedimentario, l’enrgia, ed eventualmente le forme di vita presenti (fossili) sono rimaste costanti. Una sequenza di strati può essere vista come la sequenza degli eventi che si sono verificati in un bacino in tempi geologici.

Laminazioni
In una sequenza di rocce sedimentarie, la stratificazione rappresenta le alternanze litologiche di prim’ordine che si hanno ad una scala maggiore del cm (centimetri fino a metri). Alternanze litologiche planari sottili e meno pronunciate all’interno di strati, per convenzione a scala minore del centimetro, sono dette laminazioni o lamine. Le laminazioni sono le unità più piccole in cui si può dividere una sequenza sedimentaria. Le laminazioni sono importanti perchè le loro geometrie forniscono informazioni sui processi (es: correnti) attivi durante la deposizione degli strati.

Superfici di stratificazione nel Grand Canyon

Nessun posto sulla Terra evidenzia l’orizzontalità degli strati quanto il Grand Canyon! Le sue gole profondamente incise mostrano (perlopiù) strati orizzontali di arenaria, calcare, e peliti che si estendono in tutte le direzioni.  Foto Samuele Papeschi/GW.

Alternanze di strati nel Grand Canyon

Dettaglio degli strati esposti lungo il Bright Angel Trail (Grand Canyon). Gli strati rossastri sono alternanze di arenarie e argilliti (Supai Group ed Hermit Shale; Carbonifero – Permiano). Gli strati bianchi al tetto sono arenarie (Coconino Sandstone – Permiano) e calcari del Kaibab limestone (alla sommità, di età Permiana). Foto Samuele Papeschi/GW.

Stratificazione nel Kaibab Limestone

Strati definiti da alternanze di rocce carbonatiche e silicoclastiche nel Kaibab Limestone (Permiano). Grand Canyon, Arizona. Foto Samuele Papeschi/GW.

Strati di arenaria

Strati di torbiditi (arenaria, in aggetto) e peliti (erose) dall’Arenaria Macigno (Oligocene). Riuscite a vedere le sottili laminazioni nello strato centrale? Cala del Leone, Quercianella, Italia. Foto Samuele Papeschi/GW.

Laminazione in arenaria

Le laminazioni sono strutture sottili all’interno degli strati. In questo esempio sono definite da sottili lamine di sabbia con granulometria leggermente differente in uno strato di torbidite. Cala del Leone, Quercianella, Italia. Foto Samuele Papeschi/GW.

Laminazione convoluta in arenaria

Le laminazioni, come le stratificazioni, possono mostrare geometrie molto complesse. Qui, laminazioni piano parallele (in basso) passano a laminazioni curve, convolute (in alto) all’interno di uno strato di arenaria. Cala del Leone, Quercianella, Italia. Foto Samuele Papeschi/GW.

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Riferimenti bibliografici
Campbell, C. V. (1967). Lamina, laminaset, bed and bedset. Sedimentology8(1), 7-26.
Ingram, R. L. (1954). Terminology for the thickness of stratification and parting units in sedimentary rocks. Geological Society of America Bulletin65(9), 937-938.
Lyell, C., & Deshayes, G. P. (1830). Principles of geology: being an attempt to explain the former changes of the earth’s surface, by reference to causes now in operation (Vol. 1). J. Murray.
Mackenzie, F. T., & Garrels, R. M. (1971). Evolution of sedimentary rocks. New York: Norton.
McKee, E. D., & Weir, G. W. (1953). Terminology for stratification and cross-stratification in sedimentary rocks. Geological Society of America Bulletin64(4), 381-390.
Pettijohn, F. J. (1975). Sedimentary rocks (Vol. 3). New York: Harper & Row.
Schlager, W. (2004). Fractal nature of stratigraphic sequences. Geology32(3), 185-188.
Steno, N. (1669). De Solido Intra Solidium Naturaliter Contento Dissertationis Prodromus: Florence, Italy, Library of Grand Duke Ferdinand II, – V. iv, 131 p. English version: Stensen, Niels 1671, The prodromus to a dissertation concerning solids naturally contained within solids. J. Winter, London, 112 p.

        

Vedi anche
Features from the Field – bedding/stratification – EGU Tectonics & Structural Geology Blog.
SEPM Strata – Bed.
SEPM Strata – Bedding plane

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

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