Application of terrestrial laser scanner to cyclostratigraphy

Terrestrial Laser Scanner (TLS) provides both the geometry and the intensity information of scanned objects. Intensity is proportional to reflectance and depends on the physical and chemical properties of the targets. Experiments were carried out to quantify the relationship between intensity and clay content in limestones and marls. Results point out that there is an inverse linear relationship between intensity and the clay content. Reflectance series obtained from TLS data, show how intensity varies along a stratigraphic section and give an estimate of the variation of clay content. The frequency analysis of reflectance series can highlight cyclicities that can represent the clue of sedimentary cycles. A validation of this new approach for the cyclostratigraphic studies was attempted on two stratigraphic: the Ardo creek (Bellouno, Southern Alps, Italy) section in the Paleocene Scaglia Rossa and the Contessa (Gubbio, Central Apennines, Italy) section in the Cretaceous Marne a Fucoidi Formation. The time series analysis of the reflectance series of the sections pointed out cyclicities which are compatible with the main periodicities of the Milankovian cycles, thus confirming the capability of TLS in recording cyclostratigraphic data.

Il laser scanner terrestre (TLS) fornisce informazioni sulla geometria di un oggetto ripreso e registra anche un dato di intensità proporzionale alla riflettanza dell'oggetto stesso e dunque dipendente dalle sue caratteristiche chimico-fisiche. Sono stati condotti esperimenti volti a quantificare il significato geologico dell'intensità registrata dal TLS, in particolare la sua dipendenza dal contenuto in minerali argillosi in rocce calcaree e marne. I risultati mettono in luce una relazione di proporzionalià lineare inversa tra intensità e contenuto in argilla. Le serie di riflettanza ottenute dall'elaborazione dei dati laser scanner sono proposte come strumento per rappresentare le variazioni di intensità (e quindi di contentuto in argilla) lungo una sezione stratigrafica. L'analisi di Fourier dekke serie di riflettanza è in grado di mettere in risalto eventuali ciclicità che possono rappresentare l'indizio di ciclicità sedimentarie. L'applicabilità del metodo proposto nel campo delle analisi ciclostratigrafiche è stata effettuata considerando due sezioni stratigrafiche già caratterizzate da un punto di vista ciclostratigrafico: la sezione del torrente Ardo (Belluno, Italia) modellata nella Scaglia Rossa paleocenica e la sezione della Contess (Gubbio, Italia) dove affiora la Formazione delle Marne a Fucoidi di età cretacea. Lo studio delle serie di rifelttanza ottenute dalla scansione laser delle sezioni, eseguito tramite time series analysis, mette in risalto ciclicità che sono in accordo con quanto riscontrato in letteratura applicando metodologie tradizionali. La possibilità di ottenere dati ciclostratigrafici da riprese TLS risulta dunque confermata.