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Castiello, A.
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Castiello, A.
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- PublicationRestrictedHigh-Resolution Densely Spaced Wide-Aperture Seismic Profiling as a Tool to Aid Seismic Hazard Assessment of Fault-Bounded Intramontane Basins: Application to Vallo di Diano, Southern Italy(2013-06-01)
; ; ; ; ;Bruno, P. P.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Castiello, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Villani, F.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Improta, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia; ; ; Seismic hazards in extensional regions are mostly posed by high-angle normal faults and deep hanging-wall basins that can promote significant groundmotion amplifications. Characterized by strong lateral velocity variations, these structures represent challenging targets for seismic exploration. In this paper, we show that prestack depth migration of high-resolution seismic-reflection data, collected with nonconventional dense wide-aperture arrays, can effectively assist deterministic seismic-hazard assessment of fault-bounded basins. Our high-resolution 3.2 km long seismic profile was acquired along Vallo di Diano, the largest fault-bounded intramontane basin in the southern Apennines seismic belt (Italy). The imaging strategy combines prestack depth migration with an iterative velocity-building technique that utilizes results of multiscale refraction tomography. In particular, migration of steeply dipping reflections is essential in imaging the complex morphology of the basement rocks beneath the basin. By combining seismic-reflection and VP tomography results we were able to evaluate (1) the structure of the Vallo di Diano basin along a representative transect from near-surface to basement depths; (2) the shallow-depth geometry of the Vallo di Diano fault system, which bounds the basin to the east; (3) the structure of the sediment–basement interface; and (4) the velocity structure of basement and sediments within the basin. These findings are valuable both for understanding the tectonic evolution of the Vallo di Diano and for developing earthquake-shaking scenario studies.244 32 - PublicationOpen AccessThe Vallo di Diano Range-Bounding Fault-System (Southern Italy): New Evidence of Recent Activity From High-Resolution Seismic Profiling(2008-12-15)
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;Castiello, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Villani, F.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Bruno, P. P.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Improta, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;De Rosa, D.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Di Fiore, V.; CNR, Istituto per l'Ambiente Marino e Costiero, Calata Porta di Massa, 80133 - Napoli ;Punzo, M.; Università degli Studi "Roma 3", Largo San Leonardo Murialdo, Roma ;Varriale, F.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Montone, P.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Pierdominici, S.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Rapolla, A.; Università degli Studi di Napoli "Federico II", LArgo San Marcellino 10, 80138- Napoli; ; ; ; ; ; ; ; ; ; The Vallo di Diano is the largest intermountain basin in the Southern Apennines (Italy). The basin evolution was controlled by the Quaternary activity of a range-bounding, SW-dipping normal fault system located to the east (Vallo di Diano Fault System, VDFS). Geological and oil industry data define the sin-sedimentary activity of the VDFS up to the Middle Pleistocene. However, commercial profiles do not resolve the shallower, eastern portion of the basin, due to strong lateral heterogeneities and unfavourable surface conditions. Therefore, Late Pleistocene-Holocene activity of the VDFS and its seismogenic potential are still uncertain. To better constrain the shallow structure of the basin, we performed four high-resolution seismic surveys, along its eastern side, where slope breccias and fans cover the Mesozoic carbonate bedrock and bury the VDFS. We also investigated some NW-trending flexures affecting Late Pleistocene fans, that we had previously detected and dubitatively ascribed to recent faulting. Seismic data were acquired with a dense wide-aperture geometry. Two high-resolution (HR) NE-trending profiles, about 1.5 km long, were collected using respectively 5 m and 10 m spaced receivers and sources. Two very high-resolution (VHR) NE-trending profiles, 400 and 350 m long, with densely spaced sources (4 m) and receivers (2 m) were also collected. HR profiling was aimed at imaging alluvial fan thickness and morphology of the underlying carbonate bedrock. VHR surveys targeted the flexures and their possible origin. All lines were acquired with a HR vibroseis source, except for the shortest profile, where we used a buffalo-gun, better suited for very near-surface imaging (z < 50 m depth). Seismic imaging consists of reflectivity images obtained by CDP-processing of reflection data complemented by Vp images obtained by multi-scale seismic tomography. The stack sections illuminated the basin down to 0.4-0.5 s TWT and reveal an array of high-angle, generally SW-dipping faults dissecting the bedrock and the alluvial fans. Faulting created accommodation space in the hanging-wall and displaced the different fan generations. Clear reflection truncations in the stack-sections correspond to significant Vp lateral changes in the tomographic images. VHR tomography is well defined along the shortest line down to 40 m depth, where two steps within slope breccias are visible. Moreover, two low-velocity wedges (colluvial packages) are imaged in the near surface (5-20 m depth). These data support recent faulting consistently with surface geomorphic features. We interpret these fault structures as splays of the range bounding master fault. Comparison with commercial reflection profiles nearby reveals a great improvement in seismic imaging achieved by HR surveys, which allow a detailed seismostratigraphic analysis of the basin.252 222 - PublicationRestrictedHigh-resolution controlled-source seismic tomography across the Middle Aterno basin in the epicentral area of the 2009, Mw 6.3, L’Aquila earthquake (central Apennines, Italy)(2012)
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;Improta, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Villani, F.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Bruno, P. P.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Castiello, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;De Rosa, D.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Varriale, F.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Punzo, M.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Brunori, C. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Civico, R.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Pierdominici, S.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Berlusconi, A.; Università dell'Insubria, Facoltà di Scienze M.F.N. ;Giacomuzzi, G.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; We present high-resolution Vp models of the Middle Aterno basin obtained by multi-scale non-linear controlled-source tomography. Seismic data have been collected along four dense wide-aperture profiles, that run SW-NE for a total length of ~ 6 km in the hangingwall of the Paganica - S. Demetrio Fault, source of the 6th April 2009 (Mw 6.3) L'Aquila normal-faulting earthquake. Seismic tomography expands the knowledge of the basin with high spatial resolution and depth penetration (> 300 m), illuminating the Meso-Cenozoic substratum that corresponds to high-Vp regions (Vp > 3500-4000 m/s). Low Vp (1500-2000 m/s) lacustrine sediments (Early Pleistocene in age) are imaged only in the SW sector of the basin, where they are up to 200 m thick and lie below coarse fluvial and alluvial fan deposits. The overall infill consists of Early to Late Pleistocene alluvial fan and fluvial sediments between the Paganica Fault and the Bazzano ridge, with Vp reaching 3000 m/s for the oldest conglomeratic bodies. The substratum has an articulated topography. The main depocenter, ~ 350 m deep, is in the SW sector of the basin south of the Bazzano ridge. Remarkably, this depocenter and the overlying thick lacustrine body match the area of maximum coseismic subsidence observed after the 2009 earthquake. In the Paganica area, Vp images unravel large steps in the substratum related to two unreported SW-dipping buried strands, synthetic to the Paganica Fault, with ~ 250 m associated total vertical throw. This finding has important implications on the long-term history of the Paganica – S. Demetrio Fault system, whose total vertical displacement has been previously underestimated. An additional ~ 250 m vertical offset along this complex Quaternary extensional structure should therefore be considered.455 80 - PublicationRestrictedThe Vallo di Diano Fault System: New Evidence for an Active Range-Bounding Fault in Southern Italy Using Shallow, High-Resolution Seismic Profiling(2010-04)
; ; ; ; ; ;Bruno, P. P.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Improta, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Castiello, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Villani, F.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Montone, P.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia; ; ; ; Range-bounding normal faults can present significant challenges for seismic exploration. This is the case of the fault system bounding the Vallo di Diano, the largest intermountain basin in the southern Apennines seismic belt. Industry reflection profiles define the large-scale structure of the basin but barely image the shallow fault system due to unfavorable topographic and near-surface conditions along the foothills of the eastern range. We present two high-resolution wide-aperture profiles recorded at the eastern margin of the basin across unreported scarps that affect Middle–Late Pleistocene alluvial fans and slope debris. The survey is aimed at iden- tifying possible recent faulting across these challenging terrains and at understanding the relationship between shallow structures and the master range-bounding fault at depth. Common depth point processing of wide-aperture reflection data and first- arrival travel-time tomography provide detailed images of the upper 200–300 m and sounding evidence of recent activity along previously unknown splays of the fault system. These splays dissect the Mesozoic limestone bedrock and alluvial-fan sequences, affecting their depositional pattern. Very high resolution V P and reflec- tivity images also give hints of possible coseismic surface faulting in Holocene colluvia. These results have relevant implications for the evaluation of the seismogenic potential of the range-bounding fault system and for seismic hazard assessment of the densely urbanized Vallo di Diano basin.306 51 - PublicationRestrictedUltrashallow seismic imaging of the causative fault of the 1980, M6.9, southern Italy earthquake by pre‐stack depth migration of dense wide‐aperture data(2010-10)
; ; ; ;Bruno, P. P.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Castiello, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Improta, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia; ; Pre-Stack Depth Migration (PSDM) is an effective tool to improve seismic reflection imaging of laterally heterogeneous media. However, migration performance strongly depends on the accuracy of the velocity model, therefore, PSDM is often ineffective for ultrashallow imaging (100 m and less) of complex structures. In this study, we applied non-linear multiscale refraction tomography and PSDM on dense wide-aperture data to image the causative fault of the 1980, M6.9, Irpinia normal faulting earthquake in a very complex geologic environment. Dense wide-aperture profiling allowed us to build accurate velocity models by multi-scale non linear refraction tomography and to record wide-angle reflections from steep reflectors. PSDM provided superior imaging with respect to conventional post-stack depth migration, and a better definition of fault geometry and apparent cumulative displacement. The estimated throw of Irpinia fault is only 29-38 m. This value, combined with the vertical slip rate estimated by nearby trenches, suggests a young age (97-127 kyr) of fault inception. Our outcomes are in agreement with paleoseismic data and indicate that this imaging strategy can be very effective for near-surface fault detection and characterization.163 29 - ProductOpen AccessPercorso informativo sulle attività della Sede Irpinia(2008-12-15T11:58:49Z)
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;Pignone, M.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Cecere, G.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Nostro, C.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Selvaggi, G.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Avallone, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Zarrilli, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;D'Anastasio, E.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Abruzzese, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Falco, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Castagnozzi, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Moschillo, R.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione CNT, Roma, Italia ;Fodarella, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Nappi, R.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Alessio, G.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione OV, Napoli, Italia ;Castiello, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;De Rosa, D.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Varriale, F.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Punzo, M.; Università Roma Tre; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; Nell’ambito dei lavori per l’inaugurazione (dicembre 2008) della “Sede Irpinia” dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia ubicata a Grottaminarda (prov. di Avellino) è stato progettato e realizzato un percorso informativo sulle attività svolte dal 2004 fino ad oggi dal personale tecnico e ricercatore. Il progetto ha previsto la realizzazione di 10 pannelli illustrativi, stampati su supporti rigidi di dimensione 70x100 cm, esposti all’interno di piccoli stand/postazioni. Queste isole tematiche, attraverso l’esposizione di strumentazione, presentazioni e filmati multimediali, hanno mostrato ai visitatori i principali risultati dei Progetti CESIS e RESIS e i settori scientifici nei quali la Sede Irpinia, oggi, ricopre un ruolo fondamentale nelle attività dell’INGV. I Pannelli illustrano i risultati raggiunti nell’ambito dell’installazione e manutenzione delle stazioni della Rete Sismica Nazionale e della Rete Integrata Nazionale GPS (RING) interamente gestita a Grottaminarda; l’organizzazione della infrastruttura informatica (CED) e del Laboratorio di cartografia digitale e sistemi informativi geografici (LABGIS); le ricerche nell’ambito della sismologia, dell’ingegneria sismica e dei metodi di sismica attiva ad alta risoluzione; la sala di monitoraggio sismico che funge da disaster recovery della Sala Sismica di Roma e la struttura della Nuova Rete Sismica di Pronto Intervento. Inoltre, essendo la sede Irpinia ubicata in una delle zone maggiormente colpite dal terremoto del 23 novembre 1980, si è pensato anche di sviluppare questa tematica attraverso tre diversi pannelli che illustrano la sismicità della regione Campania, una ricostruzione storica dell’evento sismico e gli effetti geologici e geomorfologici riscontrati in superficie.562 934