Le rocce (pdf)
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Rocce<br />
Appunti di geografia per gli studenti delle sezioni C e D<br />
a cura della prof.ssa A.Pulvirenti.<br />
<strong>Le</strong> immagini presenti in questo file sono state reperite in rete o modificate da<br />
testi cartacei e vengono utilizzate solo per 1l’elevato contenuto didattico<br />
<strong>Le</strong> Rocce sono aggregati naturali di<br />
minerali e sono la principale<br />
costituzione della Crosta.<br />
Essendo le <strong>rocce</strong> dei miscugli di<br />
minerali il criterio che si usa per<br />
classificarle è quello relativo al<br />
processo di formazione.<br />
Ogni roccia deriva da un processo<br />
particolare:<br />
PROCESSO MAGMATICO<br />
PROCESSO SEDIMENTARIO<br />
PROCESSO METAMORFICO<br />
1
Ciclo delle <strong>rocce</strong><br />
Il ciclo inizia con il raffreddamento ed il<br />
consolidamento di un magma che porta alla<br />
formazione di una roccia magmatica.<br />
Questa viene sottoposta successivamente<br />
ad un'alterazione chimica e ad una<br />
disgregazione fisica da parte degli agenti<br />
atmosferici, con formazione di sedimenti.<br />
L'accumulo dei sedimenti ed il carico dei<br />
sedimenti deposti porta alla litificazione<br />
(diagenesi) con la conseguente formazione<br />
della roccia sedimentaria.<br />
Se la pressione e la temperatura superano<br />
un certo limite e sono associate a<br />
movimenti della crosta terrestre, hanno<br />
luogo trasformazioni strutturali e<br />
composizionali che portano alla roccia<br />
metamorfica. Infine nelle parti più profonde<br />
della crosta terrestre possono avvenire<br />
fenomeni di fusione parziale delle <strong>rocce</strong><br />
(anatessi) con la formazione di nuovi<br />
magmi.<br />
2
Processo magmatico<br />
• Si realizza con il raffreddamento del magma (un<br />
miscuglio di <strong>rocce</strong> fuse mescolate a sostanze gassose).<br />
A seconda della profondità in cui si origina il magma,<br />
della sua temperatura iniziale e dei processi chimicofisici<br />
a cui andrà incontro durante la risalita si otterranno<br />
<strong>rocce</strong> magmatiche effusive ed intrusive.<br />
Durante il raffreddamento del magma i minerali presenti<br />
cristallizzano, assumendo dimensioni e forme variabili,<br />
dando alle <strong>rocce</strong> magmatiche strutture caratteristiche. I<br />
minerali presenti in questo tipo di <strong>rocce</strong> sono<br />
prevalentemente silicati.<br />
DEFINIZIONE DI MAGMA<br />
• Il magma è un miscuglio ad altissima temperatura (da<br />
700 a 1500 °C).<br />
Si tratta cioè di un sistema chimico-fisico a molti<br />
componenti consistente di una fase liquida (fuso) e di<br />
un certo numero di fasi solide (cristalli) in sospensione;<br />
può anche essere presente una fase gassosa.<br />
• E’ più o meno viscoso e suscettibile di movimento;<br />
Diverse sono le ipotesi sull'origine del magma:<br />
1. da materiale terrestre primordiale allo stato fuso;<br />
2. da fusione, totale o parziale, di <strong>rocce</strong> preesistenti;<br />
3. da modificazioni di un magma originario per<br />
contaminazione.<br />
3
COMPOSIZIONE E CARATTERISTICHE DI<br />
UN MAGMA<br />
• I principali componenti sono:<br />
silice (40-75%, valori espressi come percentuali in peso),<br />
allumina (10-20%),<br />
ossidi di ferro (2-12%),<br />
calcio (1-12%),<br />
magnesio (tracce-12%), sodio (1-8%) e potassio (tracce-7%).<br />
Nella fase gassosa è presente principalmente acqua; anidride<br />
carbonica, acido cloridrico, anidride solforosa, ecc. sono<br />
presenti in quantità minori.<br />
In funzione della quantità di silice<br />
presente, un magma viene<br />
definito:<br />
Acido (persilicico, % di silice<br />
superiore al 65%) o<br />
Basico (iposilicico, % di silice<br />
inferiore al 52%)<br />
Neutro (intermedio o mesosilicico,<br />
% di silice fra 52% e 60%).<br />
La viscosità di un magma è legata<br />
alla temperatura ed alla<br />
pressione cui è sottoposto ed<br />
alla sua composizione chimica:<br />
Un magma povero di silice, è<br />
meno viscoso (o più fluido) di<br />
una magma ricco di silice.<br />
Tipi di magma<br />
4
Solidificazione dei magmi<br />
• INTRUSIVE: derivano da un<br />
magma cristallizzato a grande<br />
profondità. Si riconoscono perché<br />
sono costituite da minerali ben<br />
formati spesso facilmente<br />
distinguibili ad occhio nudo.<br />
• EFFUSIVE: derivano dalla<br />
cristallizzazione di un magma in<br />
superficie. Sono costituite da<br />
cristalli di piccole dimensioni (in<br />
genere non distinguibili ad occhio<br />
nudo) tra i quali sono presenti pochi<br />
cristalli di dimensioni maggiori detti<br />
fenocristalli.<br />
• FILONIANE: derivano dalla<br />
cristallizzazione di un magma<br />
messosi in posto a modesta<br />
profondità formando corpi di<br />
diverse dimensioni (es. filoni).<br />
<strong>Le</strong>nto<br />
In profondità<br />
Struttura<br />
cristallina<br />
granulare<br />
Magmatiche<br />
intrusive<br />
Magma<br />
raffreddamento<br />
Veloce<br />
in superficie<br />
Struttura<br />
porfirica<br />
vetrosa<br />
Magmatiche<br />
effusive<br />
FORMAZIONE DI UNA ROCCIA MAGMATICA<br />
• La cristallizzazione di un magma procede con<br />
l'abbassarsi della temperatura nella massa<br />
magmatica. Man mano che si creano le condizioni<br />
per la cristallizzazione dei diversi minerali il magma<br />
diviene via via più ricco di componenti che non si<br />
sono ancora solidificati. I minerali che si sono<br />
formati per primi possono ridisciogliersi<br />
parzialmente o reagire con il liquido residuo in modo<br />
da mutare la loro composizione.<br />
Esiste un ordine di cristallizzazione dei minerali in<br />
seguito al raffreddamento del magma.<br />
• Questo ordine, detto "serie di Bowen",<br />
5
S<br />
e<br />
ri<br />
e<br />
d<br />
i<br />
s<br />
c<br />
o<br />
n<br />
ti<br />
n<br />
u<br />
a<br />
Serie di Bowen<br />
I minerali che cristallizzano per primi (olivine, plagioclasio di calcio) si trovano immersi<br />
in un liquido che permette di sviluppare cristalli con una forma regolare e ben definita<br />
(minerali idiomorfi).<br />
I minerali che cristallizzano per ultimi (quarzo) si devono adattare agli spazi residui e<br />
non hanno forma ben definita (minerali allotriomorfi). Per questo motivo, nelle <strong>rocce</strong><br />
magmatiche, il quarzo non ha mai la sua tipica forma di prisma esagonale.<br />
Tipi di <strong>rocce</strong> magmatiche<br />
• Se il magma si forma dalla fusione di materiali<br />
della parte superiore del mantello, avrà natura<br />
basica, sarà caratterizzato da un’alta<br />
percentuale di ferro e di magnesio, ma povero<br />
di silice. Questo magma raggiunge<br />
temperature elevate (1200-1500 °C) e risulta<br />
molto fluido. Rocce Femiche.<br />
• Se la fusione riguarda <strong>rocce</strong> della crosta<br />
continentale trascinate in profondità per<br />
fenomeni tettonici, si origina un magma di<br />
natura acida, ricco di silice e assai viscoso, in<br />
quanto vi abbondano componenti che, pur<br />
essendo immersi in una massa fusa, si<br />
trovano ancora allo stato solido. La<br />
temperatura è compresa tra 700 e 900 °C .<br />
Rocce Sialiche.<br />
• Dalla fusione della crosta e dei sedimenti<br />
oceanici derivano magmi con composizione<br />
intermedia rispetto ai magmi basici e a quelli<br />
acidi.<br />
S<br />
e<br />
ri<br />
e<br />
c<br />
o<br />
n<br />
ti<br />
n<br />
u<br />
a<br />
6
Struttura delle <strong>rocce</strong> magmatiche<br />
• Con il termine struttura si indica la forma dei singoli minerali componenti una roccia,<br />
le loro dimensioni, il modo di aggregarsi e le reciproche relazioni. relazioni.<br />
La struttura dipende principalmente dalla velocità velocit di raffreddamento del magma.<br />
• Con il termine tessitura si indica la disposizione su larga scala dei componenti nello<br />
spazio e si definiscono quegli aspetti determinati dalle orientazioni orientazioni<br />
dei cristalli<br />
(insieme delle caratteristiche di una roccia a scala geologica).<br />
Granulare olocristallina o faneritica: tutti i frammenti minerali sono visibili ad occhio nudo e<br />
sono essenzialmente della stessa dimensione. (Rocce intrusive)<br />
Afanitica: tipica di <strong>rocce</strong> effusive, è caratterizzata dal fatto che tutti i frammenti minerali sono<br />
invisibili ad occhio nudo.<br />
Vetrosa: i frammenti minerali sono così piccoli che la roccia ha l’aspetto di un vetro. <strong>Le</strong> <strong>rocce</strong><br />
vetrose sono effusive.<br />
Porfirica: nella roccia sono presenti frammenti minerali di varie dimensioni a causa delle diverse<br />
velocità di raffreddamento. I minerali che costituiscono i frammenti più grandi sono chiamati<br />
fenocristalli e gli altri costituiscono la matrice.<br />
Piroclastica: presente in molti frammenti di roccia prodotti da attività vulcanica esplosiva<br />
Pegmatitica: caratterizzata dalla presenza di frammenti minerali molto grandi. <strong>Le</strong> <strong>rocce</strong><br />
pegmatitiche sono intrusive.<br />
Vescicolare: caratterizzata dalla presenza di molte cavità (vescicole) formate dalla fuga dei gas<br />
che conferiscono alla roccia un aspetto spugnoso. <strong>Le</strong> <strong>rocce</strong> vescicolari sono effusive.<br />
Struttura<br />
piroclastica<br />
Struttura faneritica<br />
Struttura afanitica<br />
Struttura porfirica<br />
Struttura<br />
vescicolare<br />
Struttura vetrosa<br />
Struttura<br />
pegmatitica<br />
7
Classificazione <strong>rocce</strong> magmatiche<br />
INTRUSIVE<br />
Granito<br />
Granodiorite<br />
Sienite<br />
Diorite<br />
Gabbro<br />
Peridotite<br />
EFFUSIVE<br />
Porfido<br />
Dacite<br />
Trachite<br />
Andesite<br />
Basalto<br />
Picrite<br />
granito porfido<br />
granodiorite dacite<br />
sienite<br />
diorite<br />
trachite<br />
andesite<br />
gabbro basalto<br />
peridotite<br />
picrite<br />
8
Ambienti che<br />
generano<br />
magmatismo<br />
Dorsali oceaniche<br />
Nelle dorsali oceaniche viene<br />
prodotta nuova crosta terrestre<br />
di composizione basaltica. Tutti<br />
i fondali oceanici sono fatti di<br />
basalti.<br />
granito-riolite<br />
diorite-andesite<br />
gabbro-basalto<br />
Archi di subduzione<br />
La crosta oceanica creata nelle dorsali viene<br />
consumata nelle zone di subduzione dove il<br />
materiale roccioso oceanico si immerge<br />
sotto un'altra porzione rocciosa che può<br />
essere continentale o oceanica.<br />
La crosta che subduce è sempre quella<br />
più densa. La subduzione produce magmi<br />
andesitici se avviene sotto una crosta<br />
continentale e basaltici se avviene sotto<br />
crosta oceanica.<br />
9
ROCCE SEDIMENTARIE<br />
Sono <strong>rocce</strong> costituite da materiali (detti sedimenti)<br />
provenienti dalla disgregazione, attraverso processi di varia<br />
natura, di <strong>rocce</strong> preesistenti.<br />
FORMAZIONE DI UNA ROCCIA<br />
SEDIMENTARIA<br />
La formazione di una roccia sedimentaria può essere<br />
suddivisa in quattro fasi, che rappresentano il "ciclo<br />
sedimentario".<br />
- I fase: alterazione delle <strong>rocce</strong> preesistenti sulla<br />
superficie terrestre con formazione di detriti solidi e di<br />
sostanze in soluzione.<br />
- II fase: trasporto del materiale detritico e di quello in<br />
soluzione ad opera dei fiumi, dei venti, dei ghiacciai, ecc.<br />
- III fase: deposizione (sedimentazione) del materiale in<br />
ambienti diversi (continentale, marino, ecc.). La<br />
sedimentazione avviene per strati successivi.<br />
- IV fase: formazione della roccia (litificazione dei<br />
sedimenti) dovuta alla pressione esercitata da altri<br />
sedimenti che si accumulano via via sopra di essi. I<br />
processi nel loro insieme prendono il nome di diagenesi<br />
(processi processi diagenetici).<br />
diagenetici<br />
10
I FASE: ALTERAZIONE<br />
Quando una qualsiasi roccia entra in contatto con l'atmosfera<br />
iniziano i processi di alterazione. Tali processi possono<br />
essere di tipo fisico, chimico e biologico.<br />
I processi fisici causano la disintegrazione della roccia<br />
senza però modificarne la composizione chimica e<br />
mineralogica (es.: temperatura, erosione ghiacciai, abrasione<br />
vento).<br />
I processi chimici portano a cambiamenti nella<br />
composizione della roccia e nelle sue proprietà con perdita<br />
dei caratteri originari (es.: carsismo, piogge acide).<br />
I processi biologici hanno una notevole influenza<br />
sull'alterazione favorendo sia i fenomeni fisici che i fenomeni<br />
chimici (es.: licheni, muschi, alghe).<br />
Processi di alterazione fisici<br />
• Termoclastismo: Termoclastismo dilatazione- contrazione-frantumazione<br />
1) escursioni termiche<br />
2) colore delle <strong>rocce</strong><br />
la disgregazione può avvenire:<br />
- a blocchi o scaglie (<strong>rocce</strong> omogenee come calcari e<br />
argilla)<br />
- granulare (dovuta a dilatazione e contrazione dei singoli<br />
minerali)<br />
• Crioclastismo o gelivazione:<br />
gelivazione:<br />
variazione del volume<br />
•<br />
d’acqua- porosità- fratturazione<br />
Aloclastismo:<br />
Aloclastismo:<br />
sgretolamento per cristallizzazione dei<br />
sali.<br />
• Umidificazione ed essiccazione: le argille si dilatano<br />
assorbendo acqua e si contraggono cedendola.<br />
11
Agente<br />
H 2 O<br />
H 2 O + CO 2<br />
O 2<br />
batteri<br />
radici, piante e<br />
licheni<br />
uomo<br />
Processi di alterazione chimici e biologici<br />
Effetto<br />
Soluzione<br />
Idratazione<br />
Idrolisi<br />
Carbonatazione<br />
Ossidazione<br />
Liberazione di CO 2 in acqua<br />
Asportazione dei cationi dai<br />
minerali<br />
Dissesto idrogeologico<br />
Salgemma Na + Cl -<br />
Anidrite → Gesso<br />
Esempi<br />
- argille → caolino<br />
Silicati - Ca, Mg, Na, K<br />
- silice idrata<br />
Carbonati → Ca 2+ Mg 2+ (HCO 3 - )2<br />
Ferro → ossidi di ferro<br />
ematite → limonite<br />
II FASE: TRASPORTO<br />
Il trasporto del materiale detritico avviene a causa di:<br />
1) gravità (frane, colate, ecc.) 2) acque continentali (fiumi)<br />
3) correnti marine 4) ghiacciai 5) vento<br />
Il trasporto del materiale in soluzione avviene ad opera delle<br />
acque.<br />
L'azione di trasporto produce un arrontondamento degli spigoli<br />
negli elementi detritici (clasti), una classazione del materiale<br />
(suddivisione in base all'omogeneità delle dimensioni), una<br />
orientazione preferenziale (in presenza di clasti in forma<br />
allungata).<br />
Quando l'alterazione avviene in posto, senza cioè trasporto dei<br />
materiali, si ha la formazione di un suolo.<br />
12
III FASE: DEPOSITO<br />
La sedimentazione può essere meccanica, chimica, biochimica.<br />
La sedimentazione meccanica riguarda il materiale detritico e si<br />
differenzia in base all'ambiente in cui avviene (marino, fluviale,<br />
glaciale, ecc.);<br />
La sedimentazione chimica riguarda il materiale trasportato in<br />
soluzione per variazioni intervenute nel mezzo (aumento di<br />
temperatura, assenza di moto, ecc.).<br />
La sedimentazione biochimica riguarda ancora il materiale<br />
trasportato in soluzione (ad esempio il carbonato di calcio) che<br />
può essere fissato da organismi acquatici (molluschi, brachiopodi,<br />
coralli, foraminiferi) per la formazione del proprio guscio. I gusci,<br />
dopo la morte degli animali, si depositano e si accumulano nei<br />
bacini sedimentari.<br />
IV FASE: DIAGENESI<br />
Insieme di processi chimici e fisici che portano alla formazione della vera e<br />
propria roccia (litificazione).<br />
La temperatura che si può raggiungere durante la diagenesi è inferiore ai<br />
200°C (a temperature superiori si parla già di metam orfismo).<br />
La durata complessiva dei processi è pari ad alcune decine di milioni di anni.<br />
Si distinguono diversi processi nel corso della diagenesi.<br />
La compattazione è dovuta al peso dei sedimenti sovrastanti, provoca la<br />
fuoriuscita delle acque interstiziali e l'avvicinamento dei singoli grani.<br />
La ricristallizzazione coinvolge alcuni minerali instabili presenti nel sedimento.<br />
La dissoluzione e la sostituzione interessano alcuni minerali che possono<br />
disciogliersi o essere rimpiazzati da altri minerali; è questo un processo molto<br />
importante nella formazione di <strong>rocce</strong> di precipitazione chimica (trasformazione<br />
della calcite in dolomite - dolomitizzazione).<br />
La precipitazione di nuovi minerali nello spazio fra i grani del sedimento è detta<br />
autigenesi; se la precipitazione è abbondante si ottiene la cementazione del<br />
sedimento stesso.<br />
13
CLASSIFICAZIONE R. SEDIMENTARIE<br />
Rocce clastiche<br />
DIMENSIONI<br />
mm<br />
D>2<br />
2 > D< 1/16<br />
1/16<br />
>D
I conglomerati rappresentano il<br />
termine più grossolano. Sono le<br />
ghiaie.<br />
Diagenesi: 1) compattazione, 2)<br />
precipitazione di minerali fino alla<br />
cementazione del sedimento<br />
<strong>Le</strong> arenarie rappresentano il<br />
termine intermedio. Sono le attuali<br />
sabbie.<br />
Diagenesi uguale a quella dei<br />
conglomerati.<br />
<strong>Le</strong> argille rappresentano il termine<br />
più fine. Corrispondono ai fanghi<br />
detritici.<br />
La diagenesi principale comporta<br />
la compattazione: inoltre sono<br />
importanti i processi di natura<br />
chimica che consistono in<br />
adsorbimenti e scambi ionici. .<br />
I calcari comprendono<br />
quelle <strong>rocce</strong> sedimentarie<br />
costituite quasi esclusivamente<br />
da calcite.<br />
I processi diagenetici<br />
principali sono:<br />
conglomerato<br />
I tufi sono considerati<br />
<strong>rocce</strong> sedimentarie<br />
poiché subiscono il<br />
processo di messa in<br />
posto e<br />
successivamente tutti<br />
i processi diagenetici<br />
che portano alla<br />
litificazione; ciò che li<br />
differenzia è la loro<br />
origine legata alle<br />
eruzioni vulcaniche<br />
esplosive<br />
la cementazione porta alla formazione della roccia<br />
compatta attraverso la precipitazione dei cristalli nelle<br />
cavità del sedimento;<br />
•la trasformazione neomorfica indica un processo di<br />
sostituzione e ricristallizzazione (ad esempio la<br />
trasformazione di aragonite in calcite);<br />
•la dissoluzione è il risultato del passaggio nei pori di<br />
acque sottosature rispetto alla fase carbonatica<br />
presente;<br />
• la compattazione ha luogo durante il seppellimento;<br />
•la dolomitizzazione è dovuta alla precipitazione di<br />
dolomite.<br />
calcari<br />
arenaria<br />
argilla<br />
tufo<br />
15
Nelle <strong>rocce</strong> carbonatiche possono essere presenti anche materiali argillosi<br />
CALCARE<br />
100 - 90%<br />
90 - 80%<br />
80 - 65%<br />
65 - 35<br />
35 - 20%<br />
20 - 10%<br />
10 - 0%<br />
MINERALI<br />
ARGILLOSI<br />
0 - 10%<br />
10 – 20<br />
20 - 35<br />
35 - 65%<br />
65 – 80<br />
80 – 9<br />
90 - 100%<br />
ROCCE<br />
CALCARI<br />
PURI<br />
CALCARI<br />
MARNOSI<br />
MARNE<br />
CALCAREE<br />
MARNE<br />
MARNE<br />
ARGILLOSE<br />
ARGILLE<br />
MARNOSE<br />
ARGILLE<br />
A seconda dell’ambiente di<br />
sedimentazione troviamo vari tipi di<br />
<strong>rocce</strong> sedimentarie calcaree come<br />
il travertino, l'alabastro.<br />
Il travertino si forma in ambiente<br />
fluviale da acque ricche di<br />
carbonato di calcio, racchiude<br />
spesso resti vegetali ed è ricco di<br />
cavità.<br />
L’alabastro derivano dalla<br />
precipitazione di carbonato di calcio<br />
in ambienti sotterranei molto<br />
tranquilli (grotte) ed ha struttura<br />
zonata. Si distinguono stalattiti e<br />
stalagmiti-<br />
selce<br />
stalagmite<br />
Marna calcarea<br />
argille<br />
travertino<br />
colonna alabastrina<br />
stalattite<br />
16
<strong>Le</strong> dolomie contengono il minerale dolomite.<br />
Sono presenti tutti i termini di passaggio con i calcari.<br />
CaCO 3<br />
CaMg(CO 3) 2<br />
100-80%<br />
Calcari<br />
0-20%<br />
80-50%<br />
Calcari<br />
dolomitici<br />
20-50%<br />
50-20%<br />
Dolomie<br />
calcaree<br />
50-80%<br />
20-0%<br />
Dolomie<br />
80-100%<br />
Si distinguono dolomie primarie (molto rare) e dolomie secondarie.<br />
<strong>Le</strong> prime si formano PROBABILMENTE da una sostituzione della dolomite<br />
alla calcite avvenuta durante i processi diagenetici tardivi a causa<br />
dell'apporto di magnesio da parte delle eventuali acque circolanti.<br />
(METASOMATIZZAZIONE) 2CaCO 3 + MgCl 2 CaMg(CO 3) 2 + CaCl 2<br />
Il processo di dolomitizzazione secondaria avviene in climi aridi dove è<br />
abbondante l'evaporazione: ciò provoca la precipitazione del gesso (CaSO4 *<br />
2H2O) che impoverisce le acque di ioni calcio e fa prevalere gli ioni<br />
magnesio per cui quest'ultimo va a sostituire una parte del calcio.<br />
dolomia dolomia fossile<br />
Rocce chimiche o evaporitiche<br />
Si formano all’interno di un bacino sedimentario da componenti chimici<br />
sciolti nell’acqua del mare. Quest'ultima, venendo a contatto con le <strong>rocce</strong>,<br />
scioglie i sali in esse presenti e li trasporta con sé. Se l'acqua si raccoglie in<br />
un bacino chiuso, la concentrazione dei sali andrà via via aumentando, fino a<br />
raggiungere il punto di saturazione: quando questo punto viene superato<br />
(per aggiunta di altri sali o per evaporazione dell'acqua), i sali cominciano a<br />
precipitare e a depositarsi sul fondo, dando origine, in tempi più o meno<br />
lunghi, a vere e proprie <strong>rocce</strong>.<br />
Colonna d’acqua di mare a<br />
salinità normale (100%)<br />
50%<br />
Evaporazione crescente<br />
20% 10%<br />
carbonati solfati<br />
1,7%<br />
NaCl Cloruri di K e Mg<br />
17
<strong>Le</strong> evaporiti sono <strong>rocce</strong> formatesi in<br />
seguito alla precipitazione chimica del<br />
solfato di calcio, del cloruro di sodio e di<br />
altri sali di minore importanza, in bacini<br />
lagunari con climi caldi e aridi.<br />
anidrite<br />
Rocce organogene<br />
gesso<br />
gesso<br />
• Si formano in seguito all'attività degli organismi<br />
viventi. Molti organismi marini (alcuni molluschi,<br />
alcune alghe unicellulari, i coralli, le madrepore)<br />
sottraggono all'acqua i suoi sali e con essi<br />
costruiscono gusci e 'scheletri': quando questi<br />
organismi muoiono, le loro parti minerali si<br />
depositano e si accumulano sui fondali. Tali attività,<br />
tra l'altro, danno origine agli atolli e alle barriere<br />
coralline. Nel corso della storia della Terra, molti<br />
depositi corallini sono stati sollevati dalle forze<br />
endogene e sono andati a costituire formazioni<br />
rocciose superficiali. Ne sono esempio le Dolomiti<br />
(dolomite) e il Gran Sasso, formati da calcari di<br />
origine organogena.<br />
18
Rocce organogene<br />
• Per quanto riguarda la classificazione dei calcari se si<br />
considera la provenienza dei materiali si distinguono:<br />
calcari autoctoni, generati da materiale locale; calcari<br />
alloctoni, contenenti materiale proveniente da altre<br />
zone. I c. autoctoni sono generati da organismi marini<br />
quindi hanno nomi del tipo: c. di scogliera (coralli e<br />
madrepore) ; c. conchigliari (conchiglie dei molluschi);<br />
c. pelagici (plancton); c. bituminosi (strati di calcari<br />
alternati a strati di bitume); c. asfaltici (impregnati di<br />
idrocarburi ossidati); c. ammonitici (formati da<br />
ammoniti, molluschi estinti con tipica conchiglia<br />
spiraliforme); c. nummulitici (con nummuliti, foraminiferi<br />
con guscio a forma di moneta).<br />
ammonite<br />
Calcare nummulitico<br />
Calcare conchigliare<br />
Calcare noduloso<br />
Calcare pisulitico<br />
19
Rocce organogene: r.silicee<br />
La silice dà origine a <strong>rocce</strong> per<br />
precipitazione mediata da<br />
microrganismi. Gli organismi<br />
depositano la silice in forma<br />
amorfa (opale) e per diagenesi si<br />
formano microcristalli di quarzo<br />
attraverso passaggi intermedi<br />
(calcedonio)<br />
Geyserite è una roccia silicea<br />
biancastra che si deposita<br />
all'imboccatura dei geyser ed è<br />
l'unico esempio di precipitazione<br />
diretta della silice senza<br />
l'intervento di organismi.<br />
opale<br />
Diatomite (tripoli) si forma in<br />
ambiente marino da gusci silicei di<br />
diatomee mescolati con<br />
foraminiferi. In ambiente lacustre<br />
si depositano solo diatomee che<br />
danno origine alla farina fossile. Se<br />
su queste <strong>rocce</strong> il meccanismo di<br />
compattazione è spinto esse<br />
diventano durissime e si generano<br />
i diaspri.<br />
geyserite<br />
diatomite<br />
opale<br />
diaspro<br />
Trieste è costruita su<br />
un'alternanza di arenarie e<br />
marne, questa serie rocciosa è<br />
detta marnoso-arenacea e<br />
costituisce il Flysch. Questa<br />
alternanza è testimone di un<br />
particolare ambiente di<br />
rideposizione di materiali<br />
detritici sedimentari e coincide<br />
con quello della scarpata<br />
continentale (raccordo tra<br />
masse continentale e fondale<br />
oceanico). Alla base della<br />
scarpata si depositano solo i<br />
sedimenti più minuti,(argille)<br />
che dopo la sedimentazione<br />
diventano marne.<br />
Periodicamente in queste zone<br />
si verificano frane di materiale<br />
(correnti di torbida) dalle<br />
pendici soprastanti e si<br />
deposita materiale più<br />
grossolano (sabbie che in<br />
seguito a compattazione danno<br />
arenarie).<br />
20
Rocce metamorfiche<br />
Il metamorfismo è la ricristallizzazione allo stato solido<br />
di una roccia preesistente a seguito di importanti<br />
variazioni di temperatura e pressione. Da questo<br />
processo derivano appunto le <strong>rocce</strong> metamorfiche che<br />
si formano da <strong>rocce</strong> preesistenti che hanno subito<br />
modificazioni nella composizione mineralogica o,<br />
almeno, nella struttura e nella tessitura, in seguito al<br />
cambiamento della temperatura e della pressione<br />
rispetto alle condizioni originarie in cui si erano<br />
formate.<br />
E' noto che, fino ad una certa profondità, vi è un<br />
aumento di temperatura variabile tra i 10°C e i 30° C per<br />
ogni chilometro e questo prende il nome di gradiente<br />
geotermico. Parallelamente alla temperatura cresce<br />
anche il valore della pressione.<br />
Nell'interno della Terra<br />
possono anche agire, in<br />
alcuni casi delle pressioni<br />
orientate secondo particolari<br />
direzioni chiamate anche<br />
stress che danno vita a varie<br />
strutture visibili sulla roccia<br />
come le FOLIAZIONI<br />
(separazione di componenti<br />
mineralogici in livelli alternati<br />
di colore chiaro e scuro a<br />
causa della diversa<br />
concentrazione), LINEAZIONI<br />
(orientazione dei componenti<br />
mineralogici secondo linee<br />
parallele) e SCISTOSITÀ’<br />
(orientazione dei componenti<br />
mineralogici secondo<br />
superfici parallele).<br />
Foliazione Lineazione Scistosità<br />
21
Rocce metamorfiche di contatto<br />
Si formano quando <strong>rocce</strong> qualsiasi vengono a<br />
contatto con masse magmatiche in risalita. Il calore<br />
che si libera durante il raffreddamento della massa<br />
magmatica provoca una ricristallizzazione dei<br />
minerali, più o meno spinta a seconda della<br />
temperatura presente, senza arrivare alla fusione<br />
delle <strong>rocce</strong>.<br />
Nella figura a fianco è<br />
rappresentato il processo di<br />
trasformazione che le <strong>rocce</strong><br />
sedimentarie subiscono quando<br />
vengono a contatto con una<br />
massa magmatica; il calcare si<br />
trasforma in marmo, l'arenaria in<br />
quarzite e l'argillite in<br />
argilloscisto.<br />
Rocce metamorfiche cataclastiche<br />
• Sono <strong>rocce</strong> che si formano per effetto delle pressioni<br />
orientate associate ai movimenti di frattura della crosta<br />
terrestre. Durante un terremoto, lungo il piano di faglia<br />
lungo cui scorrono i materiali, i cristalli subiscono<br />
trasformazioni dovute appunto alle pressioni esercitate<br />
nello slittamento. <strong>Le</strong> miloniti sono <strong>rocce</strong> caratteristiche di<br />
questo gruppo.<br />
22
Rocce metamorfiche regionali<br />
Il metamorfismo regionale, prodotto dall’aumento<br />
contemporaneo e graduale di temperatura e pressione in<br />
seguito a movimenti di sprofondamento e dislocazione delle<br />
<strong>rocce</strong> di una vasta regione sottoposta a subsidenza, dove le<br />
<strong>rocce</strong> vengono ripiegate e sollevate a formare catene di<br />
montagne.<br />
<strong>Le</strong> radici delle grandi catene montuose sono prevalentemente<br />
formate da <strong>rocce</strong> che hanno avuto questa origine.<br />
L'elemento più caratteristico delle <strong>rocce</strong> regionali è la<br />
scistosità.<br />
PRINCIPALI ROCCE METAMORFICHE<br />
Non esiste ancora una classificazione delle <strong>rocce</strong> metamorfiche universalmente accettata;<br />
ci si può basare su criteri geologici (metamorfismo di contatto o regionale), strutturali (<strong>rocce</strong><br />
scistose o non scistose), composizionali<br />
ROCCIA<br />
ORIGINARIA<br />
Rocce argillose<br />
Rocce Quarzoso<br />
feldspatiche<br />
Rocce<br />
carbonatiche<br />
Rocce basaltiche<br />
Rocce<br />
ultrabasiche<br />
BASSO<br />
Argilloscisti<br />
Filladi<br />
Quarziti<br />
Calcescisti<br />
marmi<br />
Scisti verdi<br />
anfiboliti<br />
Scisti blu<br />
MEDIO<br />
Scisti<br />
Micascisti<br />
Gneiss<br />
Anfiboliti<br />
ALTO<br />
Gneiss<br />
Marmi e calcefiri<br />
Granuliti acide<br />
Granuliti basiche<br />
Eclogiti<br />
ALTISSIMO<br />
23
Gli argilloscisti derivano da <strong>rocce</strong> argillose sottoposte a<br />
lieve metamorfismo regionale; si dividono spesso in<br />
lastre sottili di grande estensione superficiale.<br />
<strong>Le</strong> filladi sono <strong>rocce</strong> scistose di aspetto argenteo,<br />
lucente. si dividono molto facilmente in sottilissime<br />
lastre di aspetto fogliaceo. Sono caratterizzate da<br />
scarsa consistenza e tendono a franare con facilità.<br />
Gli scisti sono <strong>rocce</strong> cristalline in cui i singoli<br />
minerali, in particolare le miche, sono distinguibili a<br />
occhio nudo. I micascisti sono <strong>rocce</strong> metamorfiche<br />
assai comuni, e facilmente riconoscibili per la<br />
scistosità impartita da mica muscovite e biotite in<br />
grosse lamelle disposte parallelamente.<br />
Ardesia<br />
Fillade<br />
Scisti<br />
24
<strong>Le</strong> quarziti sono costituite esclusivamente o<br />
prevalentemente da quarzo e prodotte dal metamorfismo<br />
regionale di <strong>rocce</strong> sedimentarie silicee (arenarie quarzose,<br />
selci).<br />
Gli gneiss sono <strong>rocce</strong> a grana grossa con<br />
dimensioni dei grani superiori a 2 mm. Mostrano<br />
una scistosità abbastanza evidente e contengono<br />
più del 20% di feldspati. Sono caratterizzate da una<br />
facile divisibilità, parallela ai piani di scistosità.<br />
I calcescisti sono marmi ricchi di minerali silicati<br />
con tessitura scistosa e foliazione. Provengono dal<br />
metamorfismo regionale di calcari argillosi e argille<br />
calcaree.<br />
I marmi (o calcari cristallini) derivano dal metamorfismo di<br />
contatto o regionale di <strong>rocce</strong> calcaree, con grado<br />
metamorfico variabile da basso-medio a medio-alto. Hanno<br />
una struttura saccaroide, con granuli poligonali; la grana<br />
può essere assai varia.<br />
quarzite<br />
Gneiss<br />
calcescisto<br />
marmo<br />
25
<strong>Le</strong> serpentiniti sono scisti di colore verde derivate da<br />
metamorfismo regionale di basso grado di <strong>rocce</strong><br />
magmatiche ultrabasiche<br />
<strong>Le</strong> anfiboliti sono <strong>rocce</strong> di metamorfismo regionale<br />
costituite prevalentemente da anfiboli. Si tratta di <strong>rocce</strong><br />
piuttosto scure, sebbene talvolta presentino vene più<br />
chiare dovute alla presenza di feldspati e quarzo<br />
serpentinite<br />
Serpentinite, scisti<br />
blu ed eclogite<br />
anfiboliti<br />
26