Rombocasma

Il Rombocasma, anche chiamato bacino di pull-apart oppure a pull-apart (in Inglese: pull-apart basin) è un bacino strutturale in cui due faglie sovrapposte o una curva di faglia creano un'area di estensione crostale soggetta a tensione la quale fa affondare il bacino. Frequentemente, questi bacini sono di forma rombica (da cui il nome) o sigmoidale. Dimensionalmente, i bacini sono limitati alla distanza tra le faglie e alla lunghezza di sovrapposizione.^[1] I bacini separabili sono indicati anche come zone di tensione sovrapposte ("overlapping-tension-zones", OTZ).^[2]

Meccanica e configurazione delle faglie

Immagine di un bacino a pull-apart ridisegnato da Frisch et al. 2010

La disomogeneità e la complessità strutturale della crosta continentale fa sì che le faglie si discostino da un percorso rettilineo e causino frequentemente piegature o scavalcamenti nei percorsi di faglia. Curve e scavalcamenti (step-over) di faglie adiacenti diventano posizioni favorevoli per sollecitazioni estensionali e compressive di stress transtensionali e transpressivi, se il movimento di taglio è obliquo. I rombocasmi si formano in ambienti da estensionali a transtensionali lungo le curve di faglia o tra due faglie adiacenti sinistre o destre.

Lo step-over o la curva nella faglia devono essere nella stessa direzione del senso di movimento sulla faglia stessa, altrimenti l'area sarà soggetta a transpressione.^[1] Ad esempio, due faglie sovrapposte sinistre devono avere uno step-over sinistro per creare un bacino separabile. Questo è illustrato nelle figure allegate. Una faglia regionale trascorrente è definita come una zona di spostamento principale ("principal displacement zone", PDZ). Collegate alle punte delle faglie di step-over alla faglia opposta ci sono le faglie laterali del bacino. Recenti modelli di simulazione hanno dimostrato che la geometria e l'evoluzione dei bacini a pull-apart varia notevolmente nelle situazioni di scorrimento orizzontale puro rispetto alle impostazioni transtensionali. Si ritiene che le impostazioni transtensionali generino una maggiore subsidenza superficiale rispetto al puro scorrimento orizzontale.^[3]

Esempi

Due famose località per i bacini continentali sono il Mar Morto e il lago Salton.^[1] I bacini separabili sono adatti alla ricerca perché i sedimenti depositati nel bacino forniscono una linea temporale di attività lungo la faglia. Il Salton Trough è un bacino a pull-apart attivo situato in uno scavalcamento tra la faglia di Sant'Andrea e la faglia di Imperial.^[4] Il dislocamento sulla faglia è di circa 6 cm / anno.^[1] L'attuale stato transtensionale genera normali faglie di crescita e alcuni movimenti di slittamento. Le faglie di crescita nella regione si dirigono a N15E, hanno pendenze ripide (~ 70 gradi) e spostamenti verticali di 1-4 mm / anno. Otto eventi di scivolamento di grandi dimensioni si sono verificati su queste faglie con rigetto verticale compreso tra 0,2-1,0 metri. Questi producono terremoti superiori alla magnitudo 6 e sono responsabili della maggior parte dell'estensione nel bacino e conseguentemente di anomalie termiche, cedimenti e localizzazione di colli isolati (in inglese: butte) composti da riolite come i Salton Buttes.^[4]^[5]

Significato economico

I rombocasmi rappresentano un importante obiettivo di esplorazione per petrolio e gas naturale, mineralizzazione dei porfidi cupriferi e campi geotermici. Il sistema di faglie di Matzen nel giacimento di petrolio omonimo è stato rimodellato in graben estensionali prodotti da rombocasmi.^[6] Il Mar Morto è stato studiato estesamente e li' l'assottigliamento della crosta in corrispondenza dei rombocasmi può generare un carico differenziale e stimolare la risalita di diapiri salini,^[7] una trappola frequente per gli idrocarburi. Allo stesso modo, l'intensa deformazione e la rapida subsidenza e deposizione nei rombocasmi creano numerose trappole strutturali e stratigrafiche, aumentando la loro vitalità come serbatoi di idrocarburi.^[8] Il regime estensionale superficiale dei rombocasmi facilita anche l'accumulo di rocce intrusive felsiche con alta mineralizzazione del rame. Si ritiene che questo sia il principale controllo strutturale per il deposito gigante di Escondida in Cile.^[9] Per la stessa ragione (a causa cioè dell'elevato flusso di calore associato al magma in risalita) nei rombocasmi si trovano campi geotermici.^[10]

Note

^ ^a ^b ^c ^d Frisch, Wolfgang, Martin Meschede, and Ronald C. Blakey. Plate tectonics: Continental drift and mountain building. Springer, 2010.
^ Kearey, Philip, Keith A. Klepeis, and Frederick J. Vine. Global tectonics. John Wiley & Sons, 2009.
^ Wu, Jonathan E., Ken McClay, Paul Whitehouse, and Tim Dooley. "4D analogue modelling of transtensional pull-apart basins." Marine and Petroleum Geology 26, no. 8 (2009): 1608–1623.
^ ^a ^b Brothers, D. S., N. W. Driscoll, G. M. Kent, A. J. Harding, J. M. Babcock, and R. L. Baskin. "Tectonic evolution of the Salton Sea inferred from seismic reflection data." Nature Geoscience 2, no. 8 (2009): 581–584.
^ Brothers, Daniel, Debi Kilb, Karen Luttrell, Neal Driscoll, and Graham Kent. "Loading of the San Andreas fault by flood-induced rupture of faults beneath the Salton Sea." Nature Geoscience 4, no. 7 (2011): 486–492.
^ Fuchs, Reinhard, and Walter Hamilton. "New depositional architecture for an old giant: the Matzen Field, Austria." (2006): 205–219.
^ Al-Zoubi, Abdallah, and Uri S. ten Brink. "Salt diapirs in the Dead Sea basin and their relationship to Quaternary extensional tectonics." Marine and Petroleum Geology 18, no. 7 (2001): 779–797.
^ Brister, Brian S., William C. Stephens, and Gregg A. Norman. "Structure, stratigraphy, and hydrocarbon system of a Pennsylvanian pull-apart basin in north-central Texas." AAPG bulletin 86, no. 1 (2002): 1–20.
^ Richards, Jeremy P., Adrian J. Boyce, and Malcolm S. Pringle. "Geologic evolution of the Escondida area, northern Chile: A model for spatial and temporal localization of porphyry Cu mineralization." Economic Geology 96, no. 2 (2001): 271–305.
^ Monastero, F. C., A. M. Katzenstein, J. S. Miller, J. R. Unruh, M. C. Adams, and Keith Richards-Dinger. "The Coso geothermal field: A nascent metamorphic core complex." Geological Society of America Bulletin 117, no. 11–12 (2005): 1534–1553.

Bibliografia

A.W. Bally e S. Snelson, Realms of subsidence, in Canadian Society for Petroleum Geology Memoir, vol. 6, 1980, pp. 9–94.
D.R. Kingston, C.P. Dishroon e P.A. Williams, Global Basin Classification System (PDF), in AAPG Bulletin, vol. 67, 1983, pp. 2175–2193. URL consultato il 23 giugno 2017.
H.D Klemme, Petroleum Basins - Classifications and Characteristics, in Journal of Petroleum Geology, vol. 3, 1980, pp. 187–207. URL consultato il 23 giugno 2017.
(EN) Pull-apart basin, su sciencedirect.com. URL consultato il 6 aprile 2019.

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[Frisch-1] Frisch, Wolfgang, Martin Meschede, and Ronald C. Blakey. Plate tectonics: Continental drift and mountain building. Springer, 2010.

[2] Kearey, Philip, Keith A. Klepeis, and Frederick J. Vine. Global tectonics. John Wiley & Sons, 2009.

[3] Wu, Jonathan E., Ken McClay, Paul Whitehouse, and Tim Dooley. "4D analogue modelling of transtensional pull-apart basins." Marine and Petroleum Geology 26, no. 8 (2009): 1608–1623.

[Brothers-4] Brothers, D. S., N. W. Driscoll, G. M. Kent, A. J. Harding, J. M. Babcock, and R. L. Baskin. "Tectonic evolution of the Salton Sea inferred from seismic reflection data." Nature Geoscience 2, no. 8 (2009): 581–584.

[5] Brothers, Daniel, Debi Kilb, Karen Luttrell, Neal Driscoll, and Graham Kent. "Loading of the San Andreas fault by flood-induced rupture of faults beneath the Salton Sea." Nature Geoscience 4, no. 7 (2011): 486–492.

[6] Fuchs, Reinhard, and Walter Hamilton. "New depositional architecture for an old giant: the Matzen Field, Austria." (2006): 205–219.

[7] Al-Zoubi, Abdallah, and Uri S. ten Brink. "Salt diapirs in the Dead Sea basin and their relationship to Quaternary extensional tectonics." Marine and Petroleum Geology 18, no. 7 (2001): 779–797.

[8] Brister, Brian S., William C. Stephens, and Gregg A. Norman. "Structure, stratigraphy, and hydrocarbon system of a Pennsylvanian pull-apart basin in north-central Texas." AAPG bulletin 86, no. 1 (2002): 1–20.

[9] Richards, Jeremy P., Adrian J. Boyce, and Malcolm S. Pringle. "Geologic evolution of the Escondida area, northern Chile: A model for spatial and temporal localization of porphyry Cu mineralization." Economic Geology 96, no. 2 (2001): 271–305.

[10] Monastero, F. C., A. M. Katzenstein, J. S. Miller, J. R. Unruh, M. C. Adams, and Keith Richards-Dinger. "The Coso geothermal field: A nascent metamorphic core complex." Geological Society of America Bulletin 117, no. 11–12 (2005): 1534–1553.

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