CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sedimentarie, dal punto di vista compositivo, sono costituite
fondamentalmente da tre componenti presenti in quasi tutte le proporzioni:
- componenti terrigeni: generati dalla disgregazione e frammentazione di
rocce preesistenti generalmente esposte in un’area continentale (granuli
di quarzo e feldspato, minerali pesanti, lamelle di mica, minerali
argillosi, frammenti di calcare e selce, ecc...);
- componenti allochimici: generati per precipitazione chimica o
secrezione organica (gusci interi o in frammenti, ooliti, granuli di
glauconite, cristalli di aragonite, di gesso, ecc...);
- componenti ortochimici: veri e propri precipitati chimici (minerali
evaporitici, cementi, concrezioni, minerali di sostituzione, ecc...).
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Le rocce sedimentarie, dal punto di vista sedimentologico, possono essere
suddivise in quattro gruppi principali:
- rocce a tessitura particellare o granulari: sono costituite da elementi
singoli e separati che subiscono trasporto e vengono accumulati (rocce
terrigene
o
epiclastiche:
conglomerati,
arenarie,
argille;
rocce
piroclastiche: tufi, ialoclastiti; rocce allochimiche: molti calcari, certi
depositi evaporitici o silicei) Þ sistema poroso;
- rocce a tessitura cristallina: derivano essenzialmente da processi
chimici (salgemma, anidrite, certi calcari concrezionati, molte dolomie
epigenetiche, ecc...) Þ non esiste un sistema di pori;
- rocce biocostruite: sono accresciute in situ fabbricate interamente da
organismi (alghe, coralli, briozoi) Þ estremamente porose;
- rocce residuali: si formano in situ per degradazione o decomposizione
di materiali preesistenti (suoli, carbone, ecc...) Þ possono essere porose.
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COMPONENTI TESSITURALI
Il 90% dei sedimenti appartiene al gruppo con tessitura particellare:
L’impalcatura granulare (granuli), il fango detritico
(matrice) ed i precipitati chimici (cemento) sono gli
elementi portanti di molte rocce sedimentarie.
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IMPALCATURA
Può essere costituita da particelle di natura clastica o da particelle derivanti
dalla frammentazione di strutture organiche o infine da rocce biocostruite,
accresciutesi in situ, mediante secrezione biochimica di carbonato di Ca.
Sistema di pori Þ può anche essere di origine secondaria (dissoluzione
selettiva)
MATRICE
Definita in rapporto al ruolo dell’intelaiatura granulare.
Rocce carbonatiche Þ fango carbonatico (micrite);
Rocce terrigene Þ silt (limo) e argilla.
Può riempire totalmente o parzialmente il sistema di pori.
Se la matrice diventa il componente principale della roccia e i granuli
presenti non sono in contatto tra di loro Þ roccia fango-sostenuta.
CEMENTO
Precipitato chimico che occlude parzialmente o del tutto le cavità:
- Rocce carbonatiche Þ calcite, più raramente dolomite;
- Rocce terrigene Þ calcite, quarzo;
- Altri tipi di cemento Þ minerali evaporitici (gesso, anidrite, sale).
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ROCCE SILICOCLASTICHE
Le rocce terrigene silicoclastiche vengono distinte in base alla dimensione
dei granuli.
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SCALA GRANULOMETRICA
Nel 1898 Udden propose una scala dimensionale in progressione
geometrica di ragione 2 che partiva dal valore di 1 mm (quindi i limiti delle
classi erano 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ecc...).
La scala è stata modificata da Wentworth (1922) ed è tuttora in uso.
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CONGLOMERATI E BRECCE
Conglomerato Þ
ghiaia cementata (accumulo consolidato di ciottoli
più o meno arrotondati);
Breccia
Þ
Roccia sedimentaria formata da ciottoli o frammenti
litici più o meno spigolosi. L’origine è varia: può
infatti
formarsi
per
deposizione
dopo
breve
trasporto, in situ, o per fenomeni di carattere
tettonico.
Brecce di collasso Þ Sono il risultato di collassi o sprofondamenti di
strati rocciosi a causa della rimozione di materiali
altamente solubili ad essi associati.
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CLASSIFICAZIONE DEI CONGLOMERATI E DELLE BRECCE
I conglomerati e le brecce si possono dividere in extraformazionali
(extrabacinali) ed intraformazionali (intrabacinali).
In base all’intelaiatura, si possono suddividere in:
- ortoconglomerati Þ impalcatura clasto-sostenuta;
- paraconglomerati Þ matrice dominante di materiale fine in cui i clasti
maggiori sono flottanti.
In base alla composizione si possono suddividere in:
- oligomittici
Þ costituiti da ciottoli con litologia uniforme,
materiali molto resistenti: selce, quarziti, quarzo
filoniano;
- polimittici
Þ costituiti da una notevole varietà di tipi litologici;
esempio: tilloidi, diamictiti, pebbly mudstone e
megabrecce)
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ARENITI
Arenite Þ Sedimenti particellari aventi la taglia della sabbia (2 - 1/16 mm)
A seconda della provenienza si possono distinguere:
- areniti intrabacinali Þ si formano all’interno dello stesso bacino;
- areniti extrabacinali Þ derivano dall’erosione di rocce preesistenti al di
fuori del bacino di deposizione.
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ARENARIE
Criteri classificativi fondamentali: maturità tessiturale e composizionale.
I tre componenti più comuni (quarzo, feldspati e frammenti di roccia)
formano la base della “classificazione composizionale” che si può
rappresentare in un diagramma triangolare.
Qtz > 95%
Þ quarzareniti
Kfs prevalenti e qtz < 75% Þ arcosi
Frammenti litici prevalenti Þ litareniti
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MATRICE DELLE ARENARIE
Le arenarie non sono sempre delle areniti pulite, cioè sedimenti costituiti
da una impalcatura granulare; esiste una apprezzabile percentuale di silt o
argilla come matrice interstiziale.
La matrice non è sempre connessa a meccanismi deposizionali primari, ma
può essere il risultato di processi postdeposizionali o diagenetici.
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SCHEMA CLASSIFICATIVO DELLE GROVACCHE
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ROCCE CARBONATICHE
Rappresentano il 20-25% delle rocce sedimentarie, si trovano in tutti i
continenti ed in orizzonti stratigrafici che vanno dal Precambrico al
Quaternario recente.
Differenze rispetto alle altre rocce.
- stretta connessione con il mondo biologico;
- produzione e deposizioni locali;
- diagenesi precoce, continua e penetrante.
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COMPOSIZIONE DELLE ROCCE CARBONATICHE
I più importanti minerali che compongono i sedimenti carbonatici sono:
- calcite;
- aragonite;
- dolomite.
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CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE CARBONATICHE
SCALA GRANULOMETRICA
È doppia poiché tiene conto del fatto che le rocce carbonatiche siano
costituite sia da particelle trasportate fisicamente (classe a tessitura
particellare) sia da mosaici cristallini derivanti da precipitazione chimica
diretta o da modificazioni diagenetiche tardive (mosaici neomorfici).
Suddivisione dei sedimenti granulari (Grabau) in tre classi principali:
- ruditiÞ calciruditiÞ doloruditi
- arenitiÞ calcarenitiÞ doloareniti
- lutitiÞ calcilutitiÞ dololutiti
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Scala granulometrica dei carbonati
Micrite Þ precipitato ortochimico avente dimensioni granulometriche
massime di 4 micron.
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CLASSIFICAZIONE DI FOLK
Si basa sulla constatazione che le rocce carbonatiche sono costituite da tre
componenti:
- gli allochimici (grani, particelle, ooliti, intraclasti, peloidi);
- la matrice (micrite);
- il cemento (calcite spatica).
Gli allochimici vengono identificati da una abbreviazione.
bio
Þ grani scheletrici
oo
Þ ooliti
pel
Þ peloidi
intra Þ intraclasti
sono i prefissi della roccia seguiti da micrite (matrice) o sparite (cemento).
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CLASSIFICAZIONE DI DUNHAM
È quella più usata sia nel campo accademico che in quello industriale.
La distinzione è fatta in base all’originaria tessitura deposizionale.
Dunham fa una distinzione tra i carbonati grano-sostenuti (particelle o
grani in contatto tra loro), e quelli fango-sostenuti (i grani sono dispersi e
flottanti nella matrice di fango carbonatico).
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Mudstone
Þ
micriti pure o al massimo con rari e piccoli granuletti
sparsi;
Wackestone
Þ
le particelle costituiscono più del 10% della roccia,
sono disperse nella matrice;
Packstone
Þ
tra i grani esiste una certa percentuale di micrite;
Grainstone
Þ
non esiste matrice, e quindi è precipitato il cemento;
Boundstone
Þ
rocce bio-costruite o accresciutesi in situ;
Carbonati cristallini
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DOLOMIE
Dolomia:
roccia composta prevalentemente dal minerale dolomite CaMg(CO3)2.
POROSITÀ
Dolomie Þ molto più porose dei calcari (la maggior parte del petrolio
estratto dalle rocce carbonatiche proviene dalle dolomie) poichè il
processo di dolomitizzazione porta ad una riduzione di volume del 1213%.
Densità > 12-13% rispetto alla calcite.
Tuttavia secondo Michard (1969) durante il processo di dolomitizzazione
non si ha uno sviluppo significativo di porosità. Egli mette l’accento sulla
lisciviazione selettiva in dolomie calcitizzate e sulla fratturazione.
Le dolomie sono rocce molto fragili che, sottoposte a sforzi tettonici, non
tendono a deformarsi plasticamente o a ricristallizzare come i calcari, ma a
fratturarsi, anche assai minutamente.
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EVAPORITI
Evaporiti:
depositi salini che si formano per precipitazione diretta, da soluzioni
concentrate, dette salamoie (brine).
Più comuni ed importanti sali minerali conosciuti nelle evaporiti:
- gesso (CaSO4-2H2O);
- anidrite (CaSO4);
- salgemma (NaCl).
In base alla composizione chimica, i minerali evaporitici si dividono in
cinque gruppi:
- cloruri;
- solfati;
- carbonati;
- nitrati;
- borati.
Evaporiti Þ importanti economicamente sia per il loro valore
commerciale, sia perchè sono spesso associate a giacimenti di petrolio, gas
e solfuri.
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SEDIMENTI SILICEI
Sono composti essenzialmente da SiO2 biogenica (ad es. spugne, diatomee
e radiolari Þ organismi che hanno l’intero scheletro o parti di esso
costituito da silice).
diatomiti o farine fossili:
rocce silicee bianche o giallognole leggerissime, porose e friabili, formate
essenzialmente da diatomee e radiolari;
tripoli:
roccia costituita dall’alternanza di livelli diatomitici e strati marnoso
calcarei (formazione ben conosciuta in Italia meridionale ed in Africa).
Le rocce silicee vere e proprie sono molto dure, compatte, tenaci e sono
costituite da selce.
Selce:
roccia molto fine, composta da microquarzo (cristalli di pochi micron) e
megaquarzo (cristalli fino a 500 micron).
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La selce si può presentare:
- sotto forma di segregazioni nodulari e lentiformi in rocce carbonatiche;
- come deposito stratificato.
SELCI STRATIFICATE
Variamente denominate:
- radiolariti;
- diaspri (rossi per le inclusioni ematitiche);
- ftaniti (grige o nere per la materia organica inclusa);
- novaculite (molto pura e bianca a causa del relativamente alto contenuto
di acqua extracristallina circa 1%);
- porcellanite (tessitura e frattura porcellanacee per la presenza di
impurità argillose e calcaree);
- opale (silice amorfa)
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SEDIMENTI FERRO-MANGANESIFERI
Rocce sedimentarie con contenuto in ossidi o silicati di ferro > 15% Þ
rocce ferrifere (costituiscono i più grandi giacimenti di Fe esistenti sulla
Terra).
Due gruppi di rocce ferrifere:
- banded iron formations (BIF):
Precambriano, dette taconiti, potenti alternanze di rocce ferrifere e selci
stratiformi;
- ironstones:
Fanerozoico, normali sedimenti ferriferi, di spessore ed estensione limitata,
generalmente oolitici.
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NODULI ED INCROSTAZIONI Fe- Mn
Noduli e incrostazioni ferro-manganesifere sono estremamente abbondanti
sui fondali oceanici con tasso di sedimentazione molto basso o spazzati da
forti correnti marine (fianchi di rilievi sottomarini, seamounts, guyot, piane
abissali).
Sono costituiti da goethite e ossidi di Mn; particolarmente interessanti per
l’elevato contenuto in metalli quali Co, Ni, Cu, Cr, V, Zn.
Tuttavia ancora di difficile sfruttamento economico.
Tipici dei cosiddetti hardground giurassici e cretacei Þ facies pelagiche
condensate;
Es: associati al Rosso Ammonitico e alla Scaglia Rossa cretacea.
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DEPOSITI FOSFATICI
I sedimenti fosfatici (fosforiti) costituiscono materie prime di estrema
importanza per l’industria chimica e dei fertilizzanti.
Sono prevalentemente composte da fluoroapatite carbonatica:
Ca10(PO4,CO3)6F2-3.
Il fosforo ha origine da resti di ossa e cartilagini di pesci e crostacei morti
in massa, e liberato mediante ossidazione o azione di batteri. Un’altra
sorgente di depositi fosfatici è costituita dal guano degli uccelli.
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