Con Geologia delle Alpi si intende la descrizione dell'orogenesi alpina e della struttura geologica della catena alpina.

Generalità

Le Alpi formano una parte della cintura orogenetica terziaria, chiamata catena Alpino-Himalaiana, che si allunga dall'Europa sud-occidentale fino all'Asia, passando per l'Himalaya. Questa catena si formò durante l'orogenesi Alpina. La catena è interrotta solo da un buco nella parte est dell'Europa, dove le Alpi sono separate dai Carpazi; questo buco è attribuibile ad una subsidenza tettonica successiva all'orogenesi.

Le Alpi si formano come risultato della collisione tra la placca africana e la placca euroasiatica, evento in cui si è chiuso l'oceano della Tetide. Durante L'Oligocene ed il Miocene enormi sforzi tettonici hanno quindi iniziato a premere sui sedimenti marini della Tetide, spingendoli contro la placca di Eurasia. La pressione ha quindi creato grandi pieghe, faglie, falde e sovrascorrimenti, formando quindi le attuali Alpi. All'interno della catena è quindi possibile ritrovare porzioni del vecchio basamento cristallino, che costituisce il substrato dei depositi marini, affiorante in superficie.

Confini geologici delle Alpi Le Alpi formano un arco con vergenza verso nord che circonda il bacino di avampaese del Po. I sedimenti del Quaternario e del Neogene giacciono discordanti sopra le unità tettoniche meridionali. A Nordest si trovano depositi di avampaese (flysch e molassa) immergenti verso sud e con presenza di thrust al loro interno. Questo bacino, che si trova in Svizzera ed in Baviera, prende il nome di bacino della Molassa. I bacini di avampaese sono ricoperti verso sud dal fronte di avanzamento del sovrascorrimento delle Alpi. Il bacino della Molassa è delimitato a nordovest dal Massiccio del Giura, una catena fold-and-thrust esterna, che può essere considerata geologicamente come una parte delle Alpi. La parte est del bacino della molassa forma l'altopiano del Mittelland. L'origine del Massiccio del Giura è ancora in fase di dibattito. Un'ipotesi sulla sua formazione è una risalita tettonica del graben del Reno.

Le Alpi continuano in modo più o meno uniforme nelle adiacenti catene montuose: gli Appennini nel sudovest, le Dinaridi nel sudest e i Carpazi nel nordest. Ad est le Alpi sono delimitate dal bacino di Vienna e dal bacino pannonico, dove c'è una distensione est-ovest della crosta terrestre.

Struttura geologica delle Alpi Le Alpi hanno una geologia molto complessa, ma la struttura tettonica è simile ad altre catene di collisione continentale.

Suddivisione Le Alpi sono spesso suddivise dai geografi in occidentali, centrali ed orientali, anche se spesso i limiti di questa suddivisione sono arbitrari e basati su criteri morfologici e orografici; questa suddivisione non ha alcun significato geologico. La divisione tra Alpi orientali e centrali è approssimativamente una linea che passa attraverso Sankt Margrethen, Coira e Sondrio, mentre la suddivisione tra centrali ed occidentali non è ben definitaO.A. Pfiffner, Geologie der Alpen (in german), Haupt Verlag, 2009. ISBN 978-3-8252-8416-9.

Geologicamente la suddivisione delle Alpi è definita considerando la posizione dei suoi maggiori elementi strutturali rispetto alla principale lineazione tettonica ben riconoscibile a scala regionale; si tratta di una linea di sutura (zona di taglio) chiamata Linea Insubrica o linea Periadriatica, sviluppata con orientamento prevalente est-ovest attraverso tutte le Alpi. Questa linea rappresenta il contatto in superficie tra le vecchie placche tettoniche Adria ed Eurasia.

A sud di questa linea si trovano le unità piegate e sovrascorse del Sudalpino.

A nord della linea periadriatica si riconoscono tre grandi domini paleogeografici: l'Elvetico, il Pennidico e l'Austroalpino, caratterizzati da diverso grado di metamorfismo. Questa suddivisione risulta anche in accordo rispetto alle originarie aree paleogeografiche di origine delle rocce: la zona elvetica contiene rocce provenienti dalla placca europea, la zona austroalpina contiene rocce provenienti dalla placca apula, mentre la zona pennidica contiene rocce provenienti da un vecchio bacino oceanico di sedimentazione compreso tra le prime due zoneSchmid, Stefan M. (2004) Tectonic map and overall architecture of the Alpine orogen. Eclogae Geologicae Helvetiae 97: 93–117.Compagnoni, R. (2003) HP metamorphic belt of the western Alps. Episodes 26 (3): 200–204..

Sudalpino

Il dominio Sudalpino, costituito da falde di rocce sedimentarie con vergenza Sud, si trova nelle prealpi sud-orientali. Grazie al suo basso grado di metamorfismo (presente nelle unità più antiche) ha consentito uno studio più preciso dell'evoluzione geodinamica della catena alpina.

Austroalpino

Il dominio Austroalpino è formato da una serie di falde che si sono impilate in età varisica e composte da sedimenti deposti durante l'Ordoviciano. Queste unità rappresentano la crosta continentale che si trovava a sud dell'oceano della Tetide e della zona di subduzione. Il dominio Austroalpino si trova nella parte nord orientale della catena e nella parte occidentale all'interno dei klippe di Sesia-Lanzo, della Dent Blanche e del Monte Emilius. La Zona del Sesia-Lanzo è la zona continentale con maggior estensione ad essere andata in subduzione durante l'orogenesi dell'arco alpino.

Pennidico

Con dominio Pennidico si intendono tutte le successioni continentali ed oceaniche che si trovavano, durante il mesozoico, a contatto o sul margine continentale meridionale della placca europea. Si trova strutturalmente sottoposto al dominio Austroalpino e può essere suddiviso in quattro sottodomini: Zona ad ofioliti piemontese, che costituisce il vecchio fondale oceanico Massicci pennidici interni, costituiscono il basamento continentale ed hanno subito eventi metamorfici di altissima pressione Dominio Brianzonese, costituisce il vecchio continente brianzonese Klippe prealpini, sono lembi relitti posti sopra la successione prealpina elvetica

Elvetico

Questo dominio costituisce il basamento europeo della catena alpina e contiene grandi massicci cristallini (San Gottardo, Monte Bianco, Belledonne, Argentera). Si trova sottoposto strutturalmente sia al dominio pennidico sia al dominio Austroalpino.

Geologia strutturale Pieghe e thrust a nord della faglia periadriatica sono in genere rivolti verso nord, quindi la vergenza dominante è verso nord. A sud troviamo invece una vergenza dominante rivolta verso sud. Le rocce della falda austroalpina hanno la maggior parte dei propri affioramenti nella parte orientale della catena, mentre nella parte occidentale questi strati sono stati perlopiù erosi (ad eccezione della Dent Blanche e della zona del Sesia). Nelle Alpi occidentali la falda elvetica può essere ritrovata a nord e ad ovest, a volte sotto klippe (relitti tettonici) di falde austroalpine, come nelle prealpi a sud del lago di Ginevra. In molti punti della parte centrale del lineamento periadriatico possono essere trovate grandi pieghe antiformi, spesso mostrate attraverso finestre tettoniche.

Intrusioni Sono state rinvenute, nelle porzioni più antiche e profonde della crosta alpina, alcune intrusioni plutoniche che si sono formate durante o subito dopo l'orogenesi ercinica. Queste intrusioni sono più antiche delle Alpi e non hanno quindi legami con la loro formazione. Queste intrusioni, che si sono messe in posto a scarsa profondità, sono riconoscibili nella successione dei laghi, un'area che si estende da Ivrea-Verbano. Appartenenti a questa serie sono: il granito di Baveno, il plutone di Montorfano, il plutone della Val Biandino ed il corpo basico d'IvreaQuick et al (1994). Evidenze di vulcanismo risalente a questo periodo si ritrovano inoltre nell'area di Bolzano e nella formazione di Collio nelle Alpi Orobie. Possono anche essere trovate delle intrusioni felsiche leggermente più giovani, risalenti alla fase estensionale del Triassico. Intrusioni avvenute durante la formazione delle Alpi sono relativamente rare. Le principali si trovano lungo la linea periadriatica e sono il plutone dell'Adamello, messo in posto tra i 40 e i 29 Ma fa, ed il plutone del Masino-Bregaglia.

Metamorfismo La complessa evoluzione delle Alpi ha portato numerose sequenze e rocce ad essere metamorfosate. Per poter meglio inquadrare il metamorfismo alpino è necessario suddividere l'area nelle quattro falde alpine. In ognuna, infatti, troviamo diversi gradi di metamorfismo, relazionabili con la loro genesi.

Nel Sudalpino troviamo un evento metamorfico principale, di età permiana, che ha creato una zonazione decrescente verso est. Nella zona della serie dei laghi troviamo inoltre alcune aureole di contatto. Le facies principali sono: anfibolitiche ad ovest ed a scisti verdi ad est.

Nell'Austroalpino si riconoscono tre eventi metamorfici principali: un primo evento Varisico, un evento permiano-triassico ed un ultimo evento alpino. Durante l'evento varisico abbiamo il raggiungimento di facies a scisti verdi e anfibolitica; l'evento permiano triassico, caratterizzato da metamorfismo di alta pressione e bassa temperatura, consente invece il raggiungimento di facies; infine l'evento alpino segna il passaggio a metamorfismo di alta pressione, con facies a scisti verdiThoni & Miller(1996)Stuwe & Powell (1995).

Nel dominio Pennidico si riconosce una zonalità decrescente verso ovest. Troviamo quindi complessi con metamorfismo ad altissima pressione (complesso Dora Maira, Gran Paradiso e Monte Rosa), con presenza di coesite e facies a scisti blu, nella zona più orientale, mentre ad occidente il grado scende progressivamente fino ad arrivare a facies a prehnite e pumpellyte. L'alto grado raggiunto, soprattutto da particolari zone di questa falda, testimonia la subduzione avvenuta su queste rocce. Durante la formazione alpina, infatti, l'intera falda pennidica verrà coinvolta da una subduzione che la farà sprofondare fino a 70–100 km di profondità sotto la superficie terrestre. I valori della profondità raggiunta vengono facilmente calcolati in relazione alla coesite, minerale polimorfo del quarzo, che si forma solo a pressioni superiori ai 2-3 GPa, quindi compatibili con 70–100 km di profondità.

Nel dominio elvetico si possono riconoscere strutture a scisti verdi, che hanno subito metamorfismo alpino.

Storia tettonica Le Alpi sono una catena fold-and-thrust, un'espressione dell'accorciamento crostale dovuto alla convergenza tra la placca dell'Europa e la placca Apula.

Rottura Della Pangea

Al termine del Carbonifero terminò l'orogenesi ercinica, con cui si formò il supercontinente di Pangea, dall'unione di Gondwana e Laurasia. La porzione est delle Alpi era in quel periodo all'interno dell'oceano della Paleo-Tetide. Grazie all'erosione di questa antica catena ercinica, troviamo nel permiano dei depositi fluviali come arenarie e conglomerati (Ad esempio il Verrucano Lombardo nel Sudalpino). Nello stesso periodo avvenne anche un'estensione crostale, causata dall'instabilità isostatica della catena montuosa. Questo evento causò quindi la formazione di un bacino sedimentario lungo l'asse della catena ed un periodo di vulcanismo felsico; questa è stata la prima fase del rifting tra Europa ed Africa. A causa dell'innalzamento del livello del mare durante il Triassico, il margine orientale di Pangea fu allagato. Questo evento è testimoniato dalla deposizione di sedimenti di tipo costiero ed evaporitico.

Giurassico Durante il Giurassico inferiore uno stretto oceano inizia a formarsi tra la parte settentrionale (Nord America ed Eurasia) e meridionale (Africa e Sud America) di Pangea. Si forma inoltre l'oceano Ligure-Piemontese, generalmente considerato come un'estensione orientale della Tetide. Anche se non era veramente connesso, una penisola di crosta continentale della placca Africana, chiamata placca Apula è coinvolta nella divisione della Tetide e nelle prime fasi della formazione delle Alpi.