The interplay of structural pathway and weathering intensity in forming mass-wasting processes in deeply weathered gneissic rocks (Sila Massif, Calabria, Italy)

This paper presents a detailed map (Main Map) showing geology, tectonics, weathering intensity and spatial distribution of landslides in the San Pietro in Guarano study area (about 7.5 km2), located in the north-western sector of Calabria (southern Italy). In this area, deeply weathered high-grade metamorphic rocks and different types/categories of mass movements are widespread. The Main Map, at 1:5000 scale, results from the combination of information gathered via analysis and interpretation of aerial photographs at different times and scales, multi-temporal geostructural and geomorphological surveys, field investigations and mapping of weathering grade in outcrop – through observation of geologically distinctive characteristics and qualitative and semi-quantitative engineering geological tests – integrated by means of the analysis of both weathering profiles on cutslopes and boreholes logs. The Main Map can represent a useful tool for authorities in charge of land-use planning and can profitably concur to typify landslides and to assess quantitative landslide risk

Relazione tra weathering e tettonica nei processi morfoevolutivi di una porzione del versante occidentale del massiccio della Sila, Calabria

Dottorato di Ricerca in Scienze e Ingegneria dell'Ambiente, delle Costruzioni e dell'Energia. Ciclo XXXIIl weathering attraverso i suoi processi di degradazione chimico-fisica porta al disfacimento delle rocce cristalline con conseguente formazione di una coltre più o meno spessa di roccia alterata, a grado di alterazione variabile sulla base delle trasformazioni subite dalle caratteristiche originarie del bedrock inalterato, che condiziona la stabilità e l’evoluzione dei versanti in cui affiorano gli ammassi rocciosi (Deere & Patton 1971; Ietto, 1975; Fookes, 1978; Hencher et al. 1984; Brand 1985; Critelli et al., 1990,1991; Cascini et al., 1992; Gullà et al. 2004; Borrelli et al. 2007,2014,2015). Inoltre, la dinamica evolutiva dei versanti risulta fortemente influenzata dai fenomeni di erosione, dai movimenti in massa e dalla presenza di strutture tettoniche e/o fratturazione. La tettonica, infatti, oltre a dare un notevole contributo allo sviluppo dei processi alterativi attraverso il disfacimento meccanico delle rocce lungo i piani di discontinuità e il possibile trasferimento delle acque meteoriche in profondità secondo direzioni preferenziali, svolge un ruolo rilevante nell’evoluzione dei fenomeni franosi con controllo sui cinematismi che li caratterizzano. Tali fenomeni di instabilità, non facilmente riconoscibili poiché attuatisi in tempi brevi e senza segni premonitori chiaramente identificabili, diffusamente intaccano, con le più svariate fenomenologie franose, le rocce cristalline intensamente alterate che costituiscono l’ossatura del Massiccio della Sila, e più in generale, la maggior parte dei massicci calabresi con una presenza di circa il 25% dell’intero territorio regionale (Guzzetta, 1974; Ietto, 1975; Cascini et al., 1988, 1992). Nell’analisi di degradazione delle rocce cristalline calabresi bisogna tener conto della storia geologica complessa ed estremamente attiva che rende la Calabria un territorio unico ma presentante i principali fattori di predisposizione ai fenomeni franosi. Tale passato geologico ha visto, nel tempo, il susseguirsi di diverse fasi tettoniche che hanno portato alla strutturazione del massiccio silano fino alla conformazione attuale, con i derivanti stati di fratturazione e fagliazione, nonché il verificarsi dei processi di weathering che hanno intaccato le rocce fin dalle prime fasi del rapido sollevamento di detto edificio cristallino, con produzione di un profondo mantello di alterazione dell’ordine di decine di metri preservato nel tempo ed attualmente esposto a seguito dell’intensa erosione verificatasi nella regione (Guzzetta, 1974). I volumi di roccia alterata che si estendono dalla roccia madre “fresca” fino alla superficie topografica e per definizione corrispondono al profilo di alterazione, variano in profondità nel territorio calabrese sotto l’influenza di molteplici fattori interagenti (clima, tempo, tettonica e rilievo) che ne controllano l’età o determinano il ringiovanimento dei fronti stessi (Scarciglia, 2015). Determinare l’età e l’origine della coltre alteritica in un contesto che vede l’interazione Ad integrazione dei dati ottenuti, una successiva fase sviluppatasi in laboratorio, attraverso appropriate analisi minero-petrografiche e geochimiche dei campioni appartenenti alle diverse classi di alterazioni, ha condotto alla caratterizzazione del grado di alterazione in profondità ed ha determinato, inoltre, la possibilità di creare una modellazione predittiva che permette di valutare l’evoluzione mineralogica al procedere del weathering, ovvero le modalità e le principali trasformazioni (fase primarie disciolte e fase secondarie precipitate) che interessano i litotipi gneissici durante l’interazione acqua- roccia. I risultati delle indagini hanno consentito di affermare come i diversi aspetti del weathering analizzati siano connessi tra di loro, e le relazioni esistenti tra caratteristiche geologiche, strutturali, minero-petrografiche del weathering si riflettono sulle proprietà fisico-meccaniche dei terreni, sul loro comportamento reologico, concorrendo ad influenzare lo sviluppo dei fenomeni franosi. La metodologia applicata può rappresentare uno strumento utile per la pianificazione dell'uso del territorio e può proficuamente consentire di caratterizzare le frane e di valutare in modo quantitativo il rischio ad esse connesso, nell’ampio quadro conoscitivo delineato che ha fornito uno scenario preliminare delle possibili problematiche che possono insorgere per la pianificazione territoriale e per la realizzazione di opere rilevanti. Dunque, le indicazioni esposte nel presente lavoro consentono di indirizzare e programmare in maniera efficace ed incisiva gli approfondimenti di studio ed indagini necessari alla progettazione, realizzazione e gestione di specifici interventi.Università della Calabri