ROCCE SEDIMENTARIE - Guide Alpine Abruzzo

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Definizione di roccia
Roccia:
Corpo naturale allo stato solido costituito
da aggregati di uno o più minerali, e/o da
aggregati di particelle di rocce preesistenti
o di materiale derivante da attività
biochimica
Minerale:
Sostanza naturale a composizione chimica
definita, ma non fissa, caratterizzata da un
arrangiamento cristallino (distribuzione
tridimensionale ordinata di atomi)
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Obiettivo che ci prefiggiamo:
Saper definire, sulla base di osservazioni mesoscopiche,
l’appartenenza della roccia ad uno dei gruppi principali …
… e (se possibile) giungere ad una sua classificazione
speditiva:
- ROCCE MAGMATICHE (o IGNEE)
- Intrusive
- vulcaniche: effusive e piroclastiche
- ROCCE SEDIMENTARIE
- Terrigene Silicoclastiche: Conglomerati, Arenarie, Siltiti, Argilliti
- Carbonatiche e carbonatiche impure
- Altri tipi importanti (silicee, evaporitiche, residuali)
- ROCCE METAMORFICHE
- Isotrope (es. marmo)
- Foliate (es. argilloscisti, filladi, scisti, gneiss …)
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Le 3 proprietà base delle rocce
TESSITURA : Tiene conto della forma, dimensioni ed abbondanza
degli elementi costituenti la roccia (granuli o minerali). Es: grado di
cristallinità, presenza di vetro e rapporti fra vetro e cristalli in una
roccia ignea; dimensioni, forma, arrotondamento, sfericità ... dei
granuli in una roccia sedimentaria)
STRUTTURA : Tiene conto della disposizione e dei rapporti spaziali
reciproci fra i costituenti la roccia.
Sono caratteristiche meso- e mega-scopiche della roccia (dal
campione “a mano” fino alla scala dell’affioramento), come ad es.
stratificazione, laminazione, gradazione, strutture da flusso (rocce
vulcaniche, sedimentarie), foliazione (rocce metamorfiche).
COMPOSIZIONE : Tiene conto delle caratteristiche
composizionali degli elementi costituenti e dell’intera roccia.
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Le Rocce Sedimentarie
I sedimenti e le rocce sedimentarie formano un sottile involucro esterno
della litosfera per uno spessore compreso tra 0 e 10 km (spessore
medio: 2 Km circa)
- deposizione ad opera di acqua, vento, ghiacciai
- precipitazione da soluzioni, mediate dall’azione biologica
- crescita in situ attraverso processi organici
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Weathering ed
erosione
Ciclo Geologico dei sedimenti
Trasporto e
sedimentazione
Decantazione di
fanghi biogenici
Formazione di strutture
biocostruite
Seppellimento e
diagenesi
- weathering: produce sedimento (area sorgente)
- trasporto: trasporta il sedimento dall’area sorgente a quella di sedimentazione (acqua, aria, ghiacciai, forza di
gravità …)
- sedimentazione: insieme di processi che portano alla deposizione in un ambiente sedimentario
(area di sedimentazione)
- litificazione (diagenesi): insieme dei processi fisici e chimici che convertono un sedimento sciolto in ROCCIA
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SCHEDA di approfondimento - la Diagenesi
La Diagenesi consiste nell’insieme dei cambiamenti che la roccia subisce a temperature e
pressioni relativamente basse (fino a circa 200 °C e 2Kbar), che possono influenzare la struttura
originale della roccia ed in minor misura la sua originale mineralogia.
I processi diagenetici si definiscono «precoci» se avvengono al momento della sedimentazione
fino a un modesto seppellimento.
I processi diagenetici «tardivi» hanno invece luogo invece dopo un seppellimento più profondo;
il loro innnesco e la loro durata complessiva possono richiedere anche milioni o decine di milioni
di anni.
Si riconoscono diversi fasi nel corso della diagenesi:
compattazione, che è dovuta al peso dei sedimenti sovrastanti (pressione litostatica);
essa provoca la fuoriuscita delle acque interstiziali, l'avvicinamento dei singoli clasti e quindi
una riduzione della porosità e della pemeabilità del sedimento;
dissoluzione e sostituzione, che interessano alcuni minerali che possono disciogliersi e/o essere
rimpiazzati da altri; questo è un processo importante nella trasformazione di alcune rocce
come la trasformazione della calcite in dolomite (dolomitizzazione).
Precipitazione di nuovi minerali dalle acque percolanti tra gli interstizi del sedimento; se la
precipitazione è elevata, arrivando a riempire gran parte dei pori entro la roccia, si ottiene la
cementazione del sedimento stesso che da incoerente diviene infine coerente.
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erosione
CICLO 1
deposizione
trasporto
diagenesi
(es. arenarie)
sollevamento
CICLO 2
Sollevamento
(es. orogenesi)
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Weathering = degradazione
Weathering is the response of materials within lithosphere at or near its contact with the
atmosphere, the hydrosphere, and peraphs still more importantly, the biosphere.
Weathering: processi di disgregazione fisica, chimica e biologica
che rappresentano lo stadio iniziale della formazione di un
deposito sedimentario
Tipi di weathering
crioclastismo
termoclastismo
caduta di pressione
Weathering fisico:
Weathering chimico:
Weathering biologico:
idrolisi
idratazione
carbonatazione
ossidazione
soluzione
Azione di organismi e microorganismi
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CLASSIFICAZIONE DELLE PIU’ FREQUENTI ROCCE SEDIMENTARIE
Operativamente, le più comuni rocce sedimentarie sono suddivise in:
- rocce terrigene silicoclastiche (TS)
- rocce carbonatiche (CA)
- rocce evaporitiche (EV)
- rocce silicee (SI)
- Bituminose (Bi), fosfatiche (Fo), ferrifere
(SI) (TS)
(CA)
(TS)
(EV)
(SI)(Bi)
(CA)
(TS)
(CA)
(Fo)
(TS)
(CA) (TS)
(Fo)
(Fo)
(TS)
(TS)
(Bi)
(Bi)(EV)
(CA) (CA)(EV)
(TS)
(CA)
La regione geologica abruzzese mostra
una notevole variabilità litologica ed è
possibile riscontrarvi tipi di rocce
sedimentarie appartenenti a quasi tutti i
tipio sopraindicati, seppur in variabile
quantità e frequenza
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(CA)
(TS)
(CA)
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Caratteri tessiturali
Circa il 90% dei sedimenti (e delle rocce sedimentarie) è di tipo particellare. Le unità
elementari di tali sedimenti sono ossia particelle dette GRANULI o GRANI, che costituiscono
l’ossatura che sostiene il sedimento (IMPALCATURA). GRANULI, MATRICE e CEMENTO
sono i fondamentali componenti tessiturali delle rocce particellari.
Molto frequentemente questi tre fondamentali
costituenti coesistono inProf.
unaFrancesco
roccia sedimentaria
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granuli
matrice
cemento
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Caratteri tessiturali
In base alle diverse proporzioni fra granuli e matrice possiamo distinguere
le diverse tessiture delle rocce sedimentarie clastiche
(o terrigene)
Grano-sostenuta
matrice-sostenuta (fango-sostenuta se
la matrice è pelitica, cioè molto fine)
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fangosa (Pelitica)
fra i Caratteri tessiturali
elemento classificativo
primario è rappresentato
dalla granulometria del
sedimento (grain size)
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Elementi tessiturali: Granulometria
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Principali elementi composizionali
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Conglomerati (o Ruditi)
Rocce che contengono più del 50% di granuli di taglia granulometrica superiore a 2mm
Ghiaia: sedimento di taglia ruditica, sciolto non ancora consolidato
Conglomerato: roccia di taglia ruditica, cementata (ghiaia cementata) i cui granuli sono
più o meno arrotondati.
Breccia: roccia di taglia ruditica, con ciottoli a spigoli vivi cementati
Dal punto di vista TESSITURALE
vengono distinti:
Ortoconglomerati:
quando i granuli
formano un’intelaiatura continua (tessitura
grano-sostenuta); gli spazi intergranuli
possono essere vuoti, riempiti da cemento
o riempiti da sedimento più fine (matrice).
Paraconglomerati:
quando i granuli
sono dispersi all’interno della matrice che
funge da “collante” del sedimento
(tessitura matrice-sostenuta).
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Tessitura: particellare, grano-sostenuta, granuli della
taglia delle ghiaie (diametro > 2mm) > 50%, granuli
arrotondati e sub-arrotondati
2 cm
Tessitura: particellare, grano-sostenuta, granuli della
taglia delle ghiaie (diametro > 2mm) > 50%, granuli
sub-arrotondati e sub-angolosi
Nome roccia: Conglomerato (Ortoconglomerato)
2 cm
Tessitura: particellare, grano-sostenuta, granuli della
taglia delle ghiaie (diametro >> 2mm) > 50%, granuli
A spigoli vivi (scarsissimo trasporto) deposizione per
gravità lungo versanti o al loro piede.
Nome roccia: Conglomerato o più comunemente
breccia cementata
20 cm
Tessitura: particellare, matrice-sostenuta, granuli
della taglia delle ghiaie (diametro > 2mm) > 50%,
granuli arrotondati e sub-arrotondati
Nome roccia: Conglomerato (Paraconglomerato)
2 cm
Esempi di conglomerati riscontrabili nelle aree montane abruzzesi
Conglomerato di Rigopiano Pliocene inferiore
(area gran sasso-Morrone
Passo S. Leonardo
Versante W Morrone
Brecce grossolane cementate
di versante sono molto comuni
in tutte le aree montane
d’abruzzo, soprattutto se
a substrato calcareo. La loro
età è per lo più Quaternaria
Versante W M. Rotella
Conglomerato di Roccacaramanico Pliocene inferiore (area Morrone-Majella)
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Arenarie (o Areniti)
Rocce che contengono più del 50% di granuli di taglia granulometrica (D)
2mm< D <0.062mm (granuli visibili ad occhio nudo, ben visibili con la lente)
Sono caratterizzate da un vasto spettro composizionale.
Sabbia: sedimento di taglia arenitica, sciolto non ancora consolidato.
n.b. se si riscontra più del 10% di
matrice fangosa fra i granuli le
arenarie vengono chiamate
«arenarie sporch» o Grovacche
(ingl. Greywackes)
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Strati spessi e molto spessi di
Arenarie della formazione della
Laga (Flysch della laga)
Strati e molto spessi di
Arenarie della formazione di
Cellino
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Peliti (o Lutiti)
Sono rocce molto frequenti, costituendo circa il 50% delle rocce sedimentarie.
La granulometria è fine; contengono più del 50% di granuli di taglia granulometrica (D) inferiore a
0.062mm (non sono visibili ad occhio nudo e, se inferiori a 0.03 mm, neanche alla lente)
(spesso col termine di PELITI si indicano solo le rocce in cui prevalgono granuli con diametro inferiore a
0.031 mm, poiché al di sopra di tale dimensione i granuli hanno comportamento idrodinamico simile a quello
delle sabbie e poiché al di sotto di questo valore i granuli non sono riconoscibili alla lente)
Silt: granuli appartenenti alla classe granulometrica compresa tra 0.062mm e 0.0039mm.
Argilla: Sedimento con granulometria inferiore a 0.0039 mm.
Non è sempre
facile, soprattutto al
solo esame visivo,
distinguere tra
argilla e silt.
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Alternanza di sottili strati di
arenaria e strati di marna
Alternanza di sottili strati di
arenaria e strati di siltite
Livello argillitico anossico «Bonarelli»
(black shale)
Argille marnoso-siltose
F.Ne di Mutignano – Loc. Calanchi di Atri
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