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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 />

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