GEOLOGIA STRATIGRAFICA CON LABORATORIOModule GEOLOGIA STRATIGRAFICA
Academic Year 2022/2023 - Teacher: Agata DI STEFANOExpected Learning Outcomes
The main goal of course is to provide students with the basic principles of Stratigraphic Geology, which aims to describe, order and classify rock sequences and correlate them in time and space.
Therefore, at the end of the course the student will:
a) acquire the fundamental Principles of Stratigraphic Geology, including the mechanisms to define the original setting in which a rock body has formed;
b) know how to describe and classify rock sequences according on the basic stratigraphic units;
c) understand the meaning and apply the methodologies of the stratigraphic correlation;
d) know the main methods of dating a rocky succession and the principles which they are based on;
e) know how to reconstruct the geological history of an area, also in relation to the sea level variations, defining the relative chronology for sedimentary events and tectonic phases;
f) be able to reconstruct stratigraphic columns from schematic geological profiles (also on a different scale) and perform correlations among them;
g) know how to produce an "age-depht" diagram, including the meaning of "sedimentation rate" and "sedimentation gap";
h) recognize stratigraphic units and major structures in geological maps;
i) read the trend of stratigraphic boundaries in maps;
l) make simple geological profiles.
REQUIRED PRACTICES
• Acquired the concepts of the Course of “Physical Geology” (Geologia Fisica) (first semester, first year of L-34 degree in Geological Sciences);
• Being familiar with the reading of topographic maps and knowing how to perfectly perform a topographical profile.
FREQUENCY LESSONS: OBLIGATORY
Course Structure
The course is organized as follows:
-traditional lectures, carried out using a participative approach in order to obtain the maximum involvement of the students;
- practical exercises. Such exercises are supervised in order to be sure that all the students will learn during the class-time how to apply the most important concepts and methods to be used in the field of Stratigraphic Geology;
- periodic tests, aimed to verify the level of understanding of the topic of the course and the problem-solving capacity of the students;
-excursion in the field with practical application of methodologies learnt during lectures.
If the teaching is given in mixed or remote modalities, the necessary changes may be introduced with respect to what previously stated, in order to respect the program envisaged and reported in the syllabus.
Exams can also be carried out in remote modality, should the conditions require it.
Detailed Course Content
Stratigraphic Geology, frontal lessons: 6CFU (42 hours)
PART I: Introduction
Definition and Purposes of Stratigraphic Geology. Rocky successions and stratigraphic record. History of Geology.
PART II: The Basics of Stratigraphic Geology.
Steno’s Principles and exceptions. Concept of "normal" and "overturned", "high" and "low" in geology. Concept of "Stratum" and "Strata orientation". Polarity of strata. Relationship between strata orientation and morphology of the slopes.
PART III: Successions and Stratigraphic Classification
Basic Stratigraphic Units: Lithostratigraphic, Biostratigraphic, Cronostratigraphic. Stratigraphic Codes and the International Stratigraphy Commission. The concept of "stratotype". Definition of "stratigraphic limit". Vertical and horizontal passages. Temporal meaning of stratigraphic limits. The concept of "Stratigraphic Correlation". Condensed and comprehensive sequences: concept of sedimentation rate. Continuous and discontinuous successions: types of unconformities. Stratigraphic lacune and temporal hiatus. Concept of "transgression" and "regression". Sea level variations.
PART IV: The facies
Definition of facies. Horizontal and vertical facies variations. Unconformity Bounded Stratigraphic units” and relationships with sea level variations. The principle of Walther. Main depositional geometries.
PART V: Methods of dating a rocky succession
Unstable isotopes, radioactive decay and radiometric dating. Concept of "half live". Relative dating methods: Smith's principle, "index" fossils, and the concept of "homotaxy". Geological Time. Age of Earth and first subdivisions of the Geological Time. The Geological Time Scale. Paleomagnetism and Magnetostratigraphic Units. Concept of Global Stratotype Section and Point (GSSP)".
Stratigraphic Geology, Laboratory: 3CFU (36 hours)
Realization of stratigraphic logs at different scales. Symbols of the main lithologies. Calculation of thickness and orientation of the strata. Stratigraphic correlations. Curve of relative sea level variation. Calculation of sedimentation rates. Identification of stratigraphic gaps. Construction of "age-depth" diagrams. Reconstruction of the geological history of an area and relative chronology of geological events.
Textbook Information
Testi:
- P. Doyle, M. Bennett, A. Baxter: The key to Earth History – an introduction to Stratigraphy, Ed. Wiley
- G. Nichols: Sedimentology & Stratigraphy, Ed. Blackwell Science
- A. Ferrari: Unità stratigrafiche e correlazioni, Pitagora Editrice Bologna.
- S. Raffi-E. Serpagli: Introduzione alla Paleontologia, Utet Torino (pagg. 3-20; 419-505).
- B. Simpson: Lettura delle Carte Geologiche. Edizione italiana a cura di G. Cusimano e P. Di Stefano. Dario Flaccovio Editore.
- Lecture notes provided by the teacher during the course
Websites:.
- http://www.ucmp.berkeley.edu/exhibit/geology.html
- http://www.msnucleus.org/membership/html/jh/earth/stratigraphy/index.html
Course Planning
| Subjects | Text References | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione al corso. | 1); 6) |
| 2 | Geologia Stratigrafica: definizione e scopi; il Record Stratigrafico | 1); 3); 6) |
| 3 | Stenone e i Principi di Stratigrafia. | 1); 3); 6) |
| 4 | Definizione di Strato e Giacitura di uno strato. Principio di Sovrapposizione ed eccezioni. Concetto di “dritto” e “rovesciato”, “alto” e “basso” in Geologia. Metodi di determinazione della Polarità degli strati. Successioni piegate e fagliate. Relazione tra giacitura degli strati e morfologia dei versanti. | 1); 3); 5); 6) |
| 5 | Principio di Continuità Laterale. Principio di Orizzontalità degli strati: eccezioni. | 1); 3); 6 |
| 6 | Principi delle relazioni di “inclusione” e “intrusione; principio delle relazioni di “cross-cutting”. | 1); 3); 6 |
| 7 | Concetto di Classificazione Stratigrafica. Codici Internazionali di Stratigrafia. Concetto di “Stratotipo”. | 1); 3); 6 |
| 8 | Unita’ Stratigrafiche. Correlazione Litologica e litostratigrafica. Unità litostratigrafiche: definizioni. | 3); 4); 6) |
| 9 | Concetto di Tasso di Sedimentazione. Serie Condensate e Comprensive. Successioni continue e discontinue. Lacuna Stratigrafica. I Limiti Stratigrafici. | 1); 6) |
| 10 | Il limite Stratigrafico. Passaggi verticali e orizzontali. Significato temporale dei limiti. Relazioni tra Unita’ Litostratigrafiche e Tempo. | 1); 6) |
| 11 | Il concetto di “Facies”. Variazioni orizzontali e verticali di facies. | 2); 6) |
| 12 | Le variazioni del livello del mare; la curva eustatica “ideale”. | 2); 6) |
| 13 | Concetto di Trasgressione e Regressione. Serie trasgressive e regressive (il “Ciclo Sedimentario”). Il Principio di Walther. | 2); 6) |
| 14 | Le Discordanze: definizioni e tipi. | 4); 6) |
| 15 | Metodi di datazione di una successione tocciosa: le Datazioni Radiometriche. Il Decadimento Radiattivo il Tempo di dimezzamento. Principali metodi di Datazione Radiometrica. | 1); 6) |
| 16 | Metodi di datazione relativa: le Unità Biostratigrafiche. Il Principio di Successione Faunistica di Smith. I Fossili Guida. | 4); 6) |
| 17 | La Correlazione Biostratigrafica. Tipi di Biozone e Biorizzonti. Il concetto di Omotassia. | 4); 6) |
| 18 | Integrazione tra datazioni radiometriche e biostratigrafia. | 4); 6) |
| 19 | Il Tempo Geologico. L’età della Terra e le prime suddivisioni del Tempo Geologico. Principio di Attualismo e Uniformismo; | 6) |
| 20 | Le Unità Cronostratigrafiche. Definizioni e gerarchie. La Scala del Tempo Geologico. Relazioni tra Unità Cronostratigrafiche e le altre unità. I limiti delle Unità cron-stratigrafiche. Gli Stratotipi e il concetto di GSSP (Global Stratigraphic Section and Point = “Chiodo d’oro”). | 4); 6) |
| 21 | Laboratorio: elementi di una Carta Geologica. Scala delle Carte Geologiche. | 5); 6) |
| 22 | Laboratorio: simboli delle principali litologie. | 2); 5); 6) |
| 23 | Laboratorio: realizzazione di una colonna stratigrafica (“log”). Calcolo degli spessori. | 2); 5); 6) |
| 24 | Laboratorio: correlazioni stratigrafiche. | 3); 6) |
| 25 | Laboratorio: calcolo dei tassi di sedimentazione. | 6) |
| 26 | Laboratorio: realizzazione di un diagramma “age-depth”. | 6) |
| 27 | Laboratorio: realizzazione di una curva eustatica. | 6) |
| 28 | Laboratorio: datazione relativa di eventi geologici. | 6) |
| 29 | Laboratorio: ricostruzione della storia geologica di un’area. | 6) |