I Materiali della Terra Solida
Elemento  sostanza non riducibile tramite normali trasformazioni chimiche; può essere nativo quando non è combinato
con altri elementi.
Composto  unione di 2 o più elementi.
Un minerale è un corpo solido che si trova allo stato naturale e ha le seguenti caratteristiche:
 Si è formato tramite un processo inorganico;
 E’ esprimibile tramite una formula chimica;
 Deve essere un solido cristallino;
 Ha determinate proprietà chimiche e fisiche;
Ogni minerale ha un abito cristallino, ovvero una forma esterna; microscopicamente la forma dell’abito cristallino è
determinata dalla struttura del reticolo cristallino. Mentre la forma interna è sempre geometrica, quella esterna dipende da
pressione, temperatura…
La più piccola struttura di un minerale è detta cella elementare e i suoi vertici sono chiamati nodi del reticolo.
Proprietà fisiche dei materiali:
 Colore, che dipende dalla composizione chimica e serve ad identificare il minerale;
 Peso specifico, ovvero  Peso del corpo/Peso di un pari volume di acqua distillata a 4 °C;
 Sfaldatura, spaccatura che avviene dove i legami molecolari sono più deboli;
 Durezza, ovvero la resistenza ad essere scalfito o abraso.
Due caratteristiche dei minerali sono inoltre il polimorfismo (= struttura chimica ma diverso
reticolo cristallino) e l’isomorfismo (diversa struttura cristallina ma = reticolo cristallino).
Scala di Moss:
1 Talco
2 Gesso
3 Calcite
4 Fluorite
5 Apatite
6 Ortoclasio
7 Quarzo
8 Topazio
9 Corindone
10 Diamante
Roccia  aggregato di minerali;
Ossidi  ossigeno + metalli;
Quando l’ossigeno entra a contatto con 3 elementi (Si, C, S) forma un anione poliatomico (silicati, carbonati e solfati).
I Silicati.
Il mattone base dei silicati è formato da 1 atomo di silicio e 4 di ossigeno  SiO44 – che può legarsi con altri cationi
metallici oppure con altri mattoni base SiO44 – . Quindi possiamo avere:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Silicati a tetraedri isolati, che si legano con ioni metallici (Olivina (Mg, Fe)2 SiO4);
Silicati a tetraedri doppi, uniti per un vertice, si bilanciano con altri ioni metallici;
Silicati ad anelli, a forma prismatica;
Silicati a catena, doppia o singola; le catene doppie, gli anfiboli (Orneblenda), sono idrate, contengono lo ione
idrogeno, sono + leggere e meno compatte delle catene singole , i pirosseni (Augite);
Silicati a piani, si dividono in miche (Biotite) e minerali argillosi ( dalla struttura osservabile solo al microscopio
elettronico);
Silicati a struttura spaziale, nei quali ogni atomo di Si fa da ponte tra i due O
SiO2 Quarzo;
I feldspati fanno parte di questo gruppo:  ortoclasi (potassio, alluminio)  plagioclasi (sodio e calcio).
Le Rocce
non sono composte da materiali puri, ma vi è un’incompleta separazione
Si possono classificare per origine
 Ignee o magmatiche
 Sedimentarie
 Metamorfiche
Oppure per numero di minerali
 Semplici
 Composte
O per struttura, a seconda della regolarità del processo di formazione
 Macrocristalline
 Microcristalline
 Fenocristalline
 Vetrose
Classificazione per struttura:
 Macrocristallina
 i minerali sono visibili a occhio nudo
Femiche  ferro
Mafiche  magnesio
Sialiche  silicio



Microcristallina
Fenocristallina
Amorfe/Vetrode
 i minerali sono non visibili ad occhio nudo, la roccia è omogenea
 vi sono elementi visibili immersi in uno sfondo microcristallino
 non vi è una struttura cristallina, a causa della presenza di gas
Le Rocce Magmatiche
Sono formate da materiale incandescente e cristallizzano perdendo calore. Si dividono in intrusive (se formatesi in
profondità ed emerse in seguito ai movimenti della crosta terrestre, struttura macrocristallina) ed effusive (se formatesi in
superficie, struttura microcristallina per la velocità di solidificazione); possono avere diversi gradi di acidità:

Felsiche (acide) 65% Si

Neutre 52/65 % Si

Mafiche (basiche) 45 % Si

Ultramafiche (- 45 % Si)
I  Granito
E Riolite
I  Sienite
E Andesite
I  Gabbro
E Basalto
I  Peridotite
E Picrite
La composizione delle rocce magmatiche segue uno schema preciso:
Le Rocce Sedimentarie
Un altro processo per la formazione delle rocce è la
sedimentazione: si depositano minerali uno sopra l’altro e
la pressione crea, tramite diagenesi, la roccia dura; è un
processo molto lungo, che dura molti anni e che si svolge
secondo questo schema:
Erosione
Trasporto
Accumulo
Sedimentazione
Diagenesi
Roccia dura
Diagenesi, formata da :
1) Compattazione: riduzione degli strati vuoti con
eliminazione di acqua e aria a causa della forte pressione;
2) Cementazione: precipitazione di sali nelle cavità
presenti che serve a tenere unita la roccia; i materiali inerti
hanno bisogno di cemento;
Accumulo: processo mediante il quale i detriti vengono
raggruppati in luoghi anche molto lontani dalla loro
origine tramite trasporto, la cui lunghezza è riconoscibile
dagli spigoli aguzzi (corto) o arrotondati (lungo); gli agenti
naturali che trasportano i detriti sono l’acqua, che oltre a
trasportare reagisce con i carbonati, il vento, i ghiacciai;
Va ricordato che col termine sedimenti si intende l’insieme
di frammenti e detriti, i primi relativamente più grossi dei
secondi.
Le rocce sedimentarie si dividono in:
 Clastiche, se derivano da frammenti formati da erosione;
 Chimiche, se derivano da reazioni chimiche (precipitazioni…);

Organogene, se i frammenti sono resti di animali;
Clastiche
Sono formate da detriti di altre rocce, spigolosi se arrivano dalle vicinanze, arrotondati se arrivano da lontano.
In base alla dimensione:
Dimensioni
Il singolo clasto
Allo stato compattato
2 mm con forma arrot. Ghiaia
Conglomerato
2 mm con forma spigol. Pietrisco
Breccia
1/16 mm
Sabbia
Arenaria
1/256 mm
Silt
Siltite
< di 1/256 mm
Argilla
Argillite
Arenarie:
Quarzareniti
Arcose
Litareniti
quarzo > 95 %
feldspati con quarzo < 95%
frammenti di roccia con quarzo < 95%
Le Grovacche sono arenarie impure, ma con materiale finissimo negli interstizi.
Se i detriti giungono da eruzioni vulcaniche allora abbiamo le Rocce Piroclastiche
Dimensioni
> di 32 mm .
32 / 4 mm
4 / 1/256 mm
< di 1/256 mm
Il singolo clasto
Blocchi
Lapilli
Cenere grossolana
Ceneri
Allo stato compattato
Breccie vulcaniche
Tufo
Tufo
Cineriti
Chimiche
Quando i fiumi si gettano nel mare, formano sali insolubili, composti da ioni presenti in acqua dolce e ioni in acqua salata,
che si depositano sul fondo, dando origine a rocce chimiche. Anche la precipitazione che avviene nelle acque termali o
comunque calme comporta la formazioni di rocce chimiche.
Si dividono in:
Evaporitiche,
se derivano dalla precipitazione di sali con evaporazione di solventi
Salgemma
NaCl
Gesso
CaSO4 • 2H2O
Per lo scarso rapporto di acqua portata dai fiumi e acqua evaporata, se si chiudesse lo stretto di Gibilterra,
il mar Mediterraneo evaporerebbe, formando rocce evaporitiche.
Carbonatiche, se derivano da reazioni di sostanze insolubili a partire da sali solubili (reazione carsica); la precipitazione del
carbonato di calcio forma: -Travertino (usato nelle soglie delle scale) -Alabastro (stalattiti) -Dolomite (CaMg(Co3)) –Ooliti
(sistemi non viventi formati da un nucleo solido e pellicole concentriche formate per sedimenazione).
Silicee, se derivano dal deposito di silicio da acque marine o termali che lo contenevano (selci
Opale).
Organogene
Sono formate da sedimenti di resti duri di organismi viventi (gusci, conchiglie, scheletri) in processi di diagenesi. Si
dividono in:
Carbonatiche, se avviene una sedimentazione di gusci
Calcari pelagici (foraminiferi, protozoi simili ad amebe)
Calcari corallini (polipi, a 8 braccia)
Calcari madreporici (polipi a 6 braccia)
Peloidi, sedimenti ed escrementi (animali sul fondo marino si
nutrono di granuli di fango carbonatico o filtrano l’acqua lasciando scorie carbonatiche. Si tratta nel primo caso di vermi o
bivalvi e nel secondo di spugne o tunicati
Silicee, se derivano da resti di gusci silicei
Radiolariti (protozoi)
Diatomiti (alghe unicellulari)
formano farina fossile
Diaspro
Selce, SiO2 , dura e compatta.
Fosfatiche, derivano dalla sedimentazione di scheletri di uccelli marini.
Farina fossile: usata come abrasivo per la
Carbon fossili, derivano dalla progressiva carbonizzazione di resti
pulizia delle superfici e come antidetonante
organici vegetali in ambienti poveri di ossigeno e differiscono tra loro
nella fabbricazione della dinamite. E’ a base
per la percentuale di carbonio.
del plancton
60%
Torba
70%
Lignite
80%
Litantrace
90%
Antracite
100%
Grafite
Idrocarburi, derivano dalla decomposizione di organismi in assenza di ossigeno;
solidi bitume
liquidi petrolio
aeriformi
gas naturale, sempre accompagnato al petrolio
Le rocce metamorfiche
Derivano da profonde trasformazioni che le rocce subiscono allo stato solido a causa della variazione di pressione e di
temperatura, che alterano l’equilibrio e formano o distruggono i legami chimici.
Si classificano per struttura (Scistoselamine parallele, Gneiss; Saccaroidia “palle”, marmo);
per origine, se si segue la causa del processo:
 Metamorfismo da contatto, quando agisce solo la temperatura (il magma scalda la roccia, che si scalda e rompe i
legami; aureola di contatto  punto dove arriva il magma; cornubianiti o contattiti  rocce vicine all’aureola);
 Metamorfismo da carico, quando agisce solo la pressione o in corrispondenza di faglie la roccia viene frantumata dalle
due parti in scorrimento, che cambiano struttura  miloniti;
 Metamorfismo regionale, caratterizzato da pressione e temperatura contemporaneamente (le rocce portate ad alta
profondità risentono di alta pressione e alta temperatura. Met. debole filladi; Met. Medio Micascisti; Met. Forte
 Gneiss. Filladi, micascisti e gneiss derivano da arenarie e argilliti.
Ultrametamorfismo quando entrano altri minerali nel processo.
Struttura delle rocce metamorfiche
 Scistosa, presenza di piani a bande ben visibili, più o meno contorti, aspetto dovuto alla presenza di minerale a sviluppo
lamellare, di solito miche; le più comuni sono le filladi e le micacisti.
 Clivaggio, simile alla scistosa, ha dei piani di fratturazione simili a stuzzicadenti, trasversali alla sedimentazione
(Ardesia).
 Occhiadina, grandi cristalli di feldspato, detti occhi, immeri in un fondo di cristalli più piccoli.
 Foliazione, alternanza nella stessa roccia di piani scistosi e piani di cristalli non orientati.
 Cataclastica, frantumazione parziale dei cristalli visibile al microscopio (faglie).
 Milonitica, frantumazione totale dei cristalli con formazione di frammenti finissimi.
Metamorfismo
Rocce
Felsiche
Mafiche
Ultramafiche
Arenarie quarzose
Argilliti
Marne
Carbonatiche (calcari)
Basso
T=350°C, P=2/14 kbar
Filladi (Quarzo, Miche)
Scisti verdi (Clorite)
Scisti blu (glaucofane)
Talcoscisti
*
Argilloscisti, Filladi
Ardesie
*
Medio
T=550°C, P=3/10 kbar
Micascisti (Miche)
Anfiboliti (Orneblenda)
Forte
T=700°C, P=3/15 kbar
Ortogneiss (Simile Granito)
*
*
Quarziti
Micascisti
Calcescisti
Marmi (met. da contatto)
Pirosseni
*
Paragneiss
*
*
Ciclo Litogenetico
Rocce sedimentarie
Sedimenti
Rocce metamorfiche
Magma profondo
Rocce eruttive