• Modelling
• Geology
• Extensional
• Viareggio

Riassunto
Lo studio delle relazioni e connessioni tra strutture profonde e quelle superficiali in contesti tettonici estensionali rappresenta un soggetto di estremo interesse nella ricerca geologica di base ed applicata. Le strutture superficiali associate allo sviluppo di bacini estensionali possono essere di diversi tipi come ad esempio sistemi di faglie sintetiche e antitetiche in splay distribuiti o localizzati e pieghe associate a faglie (fault-propagation folding). Queste strutture controllano in vario modo i depocentri deposizionali, la loro distribuzione nel tempo nonchè lo stato e la storia deformativa dei volumi crostali ad essi adiacenti.
Il controllo e le relazioni cinematiche spazio-temporali di strutture profonde su quelle superficiali analizzata attraverso modellazione analoga ha rappresentato l’oggetto del presente lavoro di Tesi realizzato presso il laboratorio di deformazione sperimentale del CNRS - Geoscience Montpellier (Fr).
L’apparecchiatura utilizzata è rappresentata da una “sand-box” appositamente progettata nella quale, al di sopra di un basamento, con preimpostate “faglie” a diversa geometrie, sono stati posizionati e deformati vari materiali granulari con proprietà analoghe a quelle della crosta superficiale. Sono stati effettuati 11 diversi esperimenti in differenti condizioni cinematiche al contorno (boundary conditions). I parametri di primo ordine investigati, di natura cinematica, geometrica e reologica sono risultati controllare in modo significativo l’ampiezza dei graben, la complessità del sistema di faglie ed la loro evoluzione spazio-temporale.
L’inclinazione delle faglie nel basamento ha per esempio ripercussioni sull’ampiezza e complessità del sistema di faglie superficiali, sulla loro architettura strutturale e sulla loro evoluzione cinematica. L’architettura generale delle strutture di superfice varia poi in relazione alla presenza di livelli basali a più bassa bassa frizione, con un aumento dello spessore del multilayer di materiale deformato e con la distribuzione geometrica dei materiali all’interno dello stesso multilayer.
Il lavoro di tesi è stato completato con lo studio tettonico del bacino di Viareggio che rappresenta la depressione neogenica estensionale più settentrionale della Toscana interna. Partendo da una revisione bibliografica delle caratteristiche geologiche del bacino è stata realizzata, su una sezione geologica-sismica Secche della Meloria-M.Pisano, un’analisi geometrico-cinematica con retrodeformazione delle strutture che caratterizzano il bacino e loro relazioni con depositi sedimentari Miocene superiore-Quaternario. La comparazione tra uno dei modelli realizzati a cui è stata aggiunto uno stadio di “sedimentazione sintettonica” e il caso di studio ha permesso di delineare alcuni rilevanti aspetti tettonici nella storia geologica del bacino di Viareggio fino ad ora trascurati nella letteratura.

Abstract
The relationship between deep and superficial structures in extensional tectonic settings represents a subject of primary interest in basic and applied geological research. The surface structures associated with the development of extensional basins may beof different types: synthetic and antithetic fault systems in distributed or localized splays and folds associated with faults (fault-propagation folding). These structures control in different ways the depocentres, their space and time distribution as well as the state and deformation history of the host crustal volumes. In this work the space and time kinematic control of the deep structures on the superficial ones were analyzed through analogous modeling carried out at the experimental deformation laboratory of the CNRS-Geoscience Montpellier (Fr). The used apparato is represented by a specially designed "sand-box" in which various granular materials with properties similar to those of the shallow crust have been used and deformed above a base with preset "faults" characterized by different geometries. 11 experiments were performed in different kinematic boundary conditions. The first-order parameters investigated, of a cinematic, geometric and rheological nature significantly control the amplitude of the graben, the complexity of the fault system and their spatio-temporal evolution. The fault dips in the basement has for example a tight relationships with the geometry and complexity of the surface fault systems, on their structural architecture and kinematic evolution. Moreover, the overallarchitecture of the surface structures varies in relationships to the presence of alow friction basal layer, with an increase in the thickness of the multilayer of deformed material and with the geometric distribution of the materials inside it. The study has been completed with a tectonic analyses of the Viareggio basin that represents the northern most extensional Neogene depression of inland Tuscany. Starting from a bibliographic review of the geological characteristics of the basin, a geometric-kinematic analysis was carried out with retrodeformation of the structures that characterize the basin in a geological-seismic section of the Secche Meloria-M.Pisano, with their relationship with sedimentary deposits Miocene-Quaternary. The comparison between the Viareggio basin case study and one of the realized models with "syntectonic sedimentation" allowed us to delineate some relevant tectonic aspects hit her to neglected in the geological literature.