•Raramente i minerali si trovano isolati sulla crosta terrestre; più spesso
i minerali formano aggregati, a cui si dà il nome di rocce. Le rocce sono
tutto ciò che forma la crosta terrestre, cioè lo strato più superficiale del
nostro pianeta: esse sono il risultato di grandi eventi geologici, alcuni dei
quali apprezzabili anche dall’uomo.
Le rocce possono essere differenti tra loro per il colore, per la struttura,
per l’aspetto al tatto, per la durezza.
Ciò è dovuto, oltre che alla diversa composizione mineralogica, anche
alla diversa struttura che dipende dai diversi processi da cui le rocce
hanno avuto origine, cioè dai diversi modi in cui i vari minerali si sono
aggregati tra loro.
Le rocce sono generalmente compatte e possono contenere anche
sostanze non cristalline come ad esempio il vetro o sostanze organiche.
Prof.ssa Carolina Sementa
1
La maggior parte delle rocce è polimineralica, ovvero costituita da più minerali. Il tipico
esempio è il granito (fig.2a). In natura esistono anche rocce formate da un unico minerale e
sono definite monomineraliche, come nel caso di un calcare o un travertino (fig.2b)
Fig.2a A sinistra, granito rosa di Baveno in cui sono ben riconoscibili i cristalli grigi di
quarzo, rosa di K-feldspato, bianchi di plagioclasio.
Fig.2b A destra, travertino
2
Le rocce sono classificate in diversi modi, sulla base delle proprietà fisiche, o su quella delle proprietà
chimiche o addirittura in funzione del loro impiego finale, ma la classificazione più significativa dal punto di
vista geologico e universalmente riconosciuta le distingue sulla base dei processi che hanno portato alla
formazione, i processi petrogenetici. In tal modo tutte le rocce possono essere ricondotte a tre grandi gruppi:
“le rocce ignee” o magmatiche, “le rocce sedimentarie” e “le rocce metamorfiche”.
3
Rocce ignee o magmatiche
Le rocce magmatiche, dette ance ignee (dal latino ignis, «fuoco»), rappresentano le più
antiche rocce presenti sulla Terra; la loro formazione risale, infatti, a circa 4 miliardi di
anni fa.
Sono generate dalle forze endogene: si formano in seguito al
raffreddamento e alla successiva solidificazione (cristallizzazione) del
magma proveniente dalla profondità della Terra che fuoriesce dai
vulcani e dalle dorsali. Il processo di raffreddamento e solidificazione
può avvenire nel sottosuolo o in superficie e, in base a ciò, le rocce
magmatiche si suddividono in:
rocce magmatiche intrusive, se tale processo avviene nel sottosuolo;
rocce magmatiche effusive, se avviene in superficie.
L’ossidiana è una roccia
effusiva
Il granito è una roccia
intrusiva
4
ROCCE INTRUSIVE
Se il magma rimane intrappolato in sacche profonde, il
raffreddamento avviene molto lentamente poiché gli strati
rocciosi che lo avvolgono impediscono la dispersione termica.
I cristalli che si formano sono spesso grandi, ben evidenti e
regolari e le rocce hanno una struttura granulare come
il granito, la diorite, la sienite.
Le rocce intrusive formano ammassi rocciosi profondi
chiamati plutoni, derivanti dal consolidamento del magma
all’interno della crosta terrestre.
diorite
granito
sienite
5
•ROCCE EFFUSIVE
Se il magma riesce a salire in superficie, forma colate di lava e il raffreddamento è più veloce
poiché avviene a diretto contatto con l'aria. In questo caso si generano rocce con struttura
amorfa (non cristallina) o microcristallina.
Sono esempi di rocce effusive:
il porfido, il basalto, l'ossidiana e la pomice.
Porfido
6
7
Rocce magmatiche
Lava
Granito
Porfido
Ossidiana
Basalto
8
Rocce sedimentarie
Le rocce
sedimentarie
possono
contenere i
fossili
Sono generate dalle forze esogene: derivano dai processi di
erosione fisica e chimica subiti da tutti i tipi di rocce presenti
sulla superficie terrestre. I prodotti dell’erosione, subendo i
processi di trasporto e sedimentazione, possono dare origine a
vari tipi di rocce sedimentarie dalle strutture e dalle
caratteristiche molto diverse. Tra i sedimenti a volte restano
intrappolati residui organici (di animali e piante) che con il
tempo si possono trasformare in fossili.
Le rocce si disgregano e formano detriti. Le acque, il vento, i ghiacciai
trasportano i detriti e li accumulano. I detriti depositati si chiamano sedimenti
sciolti. Essi si accumulano nel tempo, quelli più antichi sotto, quelli più recenti
sopra. In questa maniera vengono sottoposti a pressioni via via più elevate.
L'acqua lentamente sfugge tra i detriti che così si compattano. Essa porta
disciolti con sé dei sali minerali che, una volta rilasciati tra i detriti, li
cementano e li trasformano così in rocce sedimentarie.
Questo processo si chiama diagenesi. Le rocce sedimentarie si riconoscono
perché sono sempre costituite da successioni di strati.
9
A seconda dei processi che le formano, le rocce sedimentarie si suddividono in:
formate da
frammenti di
rocce preesistenti
costituite da
frammenti
provenienti dai resti
del corpo di
organismi acquatici
o dai prodotti delle
loro attività
si generano da sostanze
insolubili sul fondo di
bacini sedimentari
marini o continentali
10
Rocce clastiche
Le rocce clastiche (dal greco klázo, rompo), dette anche detritiche, si formano per sedimentazione di clasti,
cioè frammenti di varie grandezze che derivano dalla degradazione meteorica di rocce affioranti sulla
superficie terrestre, poi trasportati dalle acque, dai ghiacci, dal vento o dalla forza di gravità, e depositati
in luoghi anche molto distanti da quello di origine. In una roccia sedimentaria, i clasti sono immersi in una
sostanza cementante che prende il nome di matrice o cemento .
Dall'analisi dei clasti, si possono ricavare molte informazioni circa l'ambiente di formazione e l'età della
roccia stessa; dalla forma e dalle dimensioni dei clasti si può dedurre se questi frammenti hanno subìto un
notevole trasporto, oppure se si sono depositati a breve distanza dal luogo di origine (le particelle
arrotondate indicano un lungo trasporto, a differenza di quelle che presentano spigoli vivi) e si può anche
risalire all'agente di trasporto (un ciottolo di forma sferica è rotolato lungo il corso di un fiume; se
appiattito, probabilmente è stato modellato dall'azione delle onde del mare). In base alla loro
granulometria, cioè alle dimensioni dei clasti che le costituiscono, le rocce clastiche sono suddivise in
quattro gruppi: i conglomerati, le arenarie e le argilliti.
I conglomerati si formano in seguito all'accumulo
di detriti grossolani, di dimensioni maggiori di 2
mm, detti anche ghiaie.
11
I conglomerati formati da ciottoli spigolosi sono detti brecce (figura ►27). Esse hanno subìto un
trasporto modesto, come accade ai detriti caduti ai piedi dei versanti montuosi.
Breccia poligenica, cioè
conglomerato a ciottoli spigolosi e di
varia natura. I frammenti (clasti),
grandi in questo caso al massimo tre
o quattro centimetri, non sono stati
fluitati dalle acque correnti, quindi
sono rimasti spigolosi.
I conglomerati formati da ciottoli arrotondati sono detti puddinghe (figura ►28). Esse hanno subìto un
lungo trasporto come, ad esempio, i depositi alluvionali lasciati dai fiumi e dai torrenti.
Puddinga, un conglomerato i
cui ciottoli appaiono levigati,
come conseguenza dell’usura
durante il trasporto.
12
Le rocce costituite da clasti più piccoli (tra 0,03 e 2 mm) sono chiamate arenarie,
sabbie cementate che possono essere ricche di granuli di quarzo o di altra natura (figura
►29). Derivano da sabbie desertiche, dune litorali, sabbia fluviale o lacustre o deltizia,
sabbie costiere o di bassifondi marini. In Cina, in Russia ed in altre distese continentali
vi sono tipici depositi giallastri di sabbia fine, trasportata su lunghe distanze dal vento,
che prendono il nome di loess (pronuncia löss).
Figura 29. Campione di arenaria. L’arenaria ha
un colore molto variabile, dal rosso al verde, al
bruno, al giallo, al bianco, al grigio, come in questo
caso.
13
Le rocce formate da clasti finissimi (dimensioni inferiori a 0,03 mm) sono dette argille.
Esse sedimentano in mare aperto, sul fondo dei laghi, negli ambienti lagunari. Essendo
facilmente trasportabili, questi sedimenti possono quindi trovarsi anche a notevoli distanze
dal luogo di formazione. Le argilliti sono usate nell'industria dei laterizi, delle terrecotte e
nell'industria chimica.
14
Rocce sedimentarie di origine clastica
Conglomerato
Arenaria
Argillite
15
Rocce chimiche
Le rocce chimiche comprendono tutte quelle che si sono deposte, e si depongono tuttora,
per fenomeni chimici. Il più evidente tra questi è la precipitazione, sul fondo di bacini
acquei, di composti chimici che si trovano sciolti nell’acqua del mare o dei laghi. Se la
quantità dei sali disciolti raggiunge la saturazione, essi precipitano formando così
le rocce evaporitiche o evaporiti. Altri sedimenti derivano, invece, da alterazione
per dissoluzione, all’aria libera, di rocce preesistenti e danno origine alle rocce
residuali.
Sono generalmente rocce semplici perché formate dall’accumulo di un’unica sostanza.
Tra le più comuni rocce sedimentarie di tipo chimico ricordiamo il salgemma (deposito di
cloruro di sodio), il gesso (deposito di solfato di calcio), il calcare (deposito di calcite:
travertino, alabastro, stalattiti e stalagmiti).
16
• Evaporiti. Quando un bacino marino rimasto isolato evapora completamente o
quasi, sul suo fondo si depositano i sali contenuti nell’acqua del mare.
• Rocce residuali. Si definiscono così le rocce che
derivano dall’accumulo in posto, cioè senza trasporto,
dei materiali che restano dopo l’alterazione meteorica
di una roccia affiorante e dopo il dilavamento, ad
opera delle acque piovane, delle sostanze solubili che si
formano nel caso di tale alterazione. In senso generale
rientrano in questa categoria tutti i suoli, come
prodotto dell’interazione tra atmosfera e rocce della
superficie terrestre.
Tipiche rocce residuali si formano quando l’alterazione
meteorica attacca rocce ignee o metamorfiche in climi
tropicali caldo-umidi. In tali condizioni, rimangono
accumuli rossi di laterite (idrossidi e ossidi di ferro) e
depositi biancastri di bauxiti (idrossidi di alluminio,
costituisce la principale fonte per la produzione
dell'alluminio).
La bianca distesa di evaporiti del
Salt Lake Desert, nello Utah
(USA). Al tempo dell’ultima
epoca glaciale quest’area faceva
parte di un immenso lago, privo
di emissari, nelle cui acque si
sono concentrati i sali dilavati
dai corsi d’acqua che scendevano
dai rilievi circostanti. Con la fine
delle glaciazioni, il clima arido,
che caratterizza anche oggi la
zona, provocò l’evaporazione di
gran parte delle acque e si formò
la spessa crosta di sali qui
raffigurata. I resti di quel lago
formano oggi il Great Salt Lake,
le cui acque sono molto più
salate di quelle del mare
17
Rocce sedimentarie di origine chimica
Gesso
Calcare
Salgemma
18
Rocce organogene
Rocce formate quasi solamente dall’accumulo di sostanze legate a un’attività biologica. Gli
organismi che contribuiscono alla formazione di rocce organogene sono soprattutto molluschi,
spugne, coralli, alghe unicellulari ecc., i cui gusci e scheletri, dopo la loro morte, si accumulano sui
fondali marini in quantità cospicue, dando origine alle rocce organogene.
In ogni caso, la presenza di resti fossili consente di risalire all’ambiente in cui la roccia si è formata.
Sulla base del modo in cui si è formato l’accumulo si distinguono in tre categorie, che riflettono
diversi ambienti di origine.
•Rocce bioclastiche, formate da semplici accumuli di gusci e apparati scheletrici (ad esempio gli
ammassi di conchiglie che si osservano anche oggi lungo le coste).
Calcàre organogeno bioclastico, costituito da un ammasso
di gusci di lamellibranchi. La matrice in cui sono disseminati i
gusci è detritica molto fine e il cemento è calcitico. Rocce
come queste sono chiamate «lumachelle» e vengono spesso
impiegate, levigate e lucidate, come pietre da decorazione.
19
•Rocce biocostruite, formate da ammassi di organismi
«costruttori», i cui apparati scheletrici esterni possono
saldarsi l’uno all’altro (ad esempio le scogliere e gli atolli
costruiti da spugne e coralli in mari tropicali).
Scogliere coralline: impalcature rigide costituite e accresciute dalla
sedimentazione degli scheletri calcarei dei coralli.
20
• Depositi organici, formati da accumuli di sostanza organica vera e propria, vegetale o
animale, in mare o su terre emerse, dalla cui trasformazione nel tempo prendono origine
depositi particolari (carboni e idrocarburi). I carboni fossili (torba, lignite, antracite,
litantrace) e il petrolio fanno parte delle rocce organogene, poiché originatisi da depositi di
sostanze ricche di carbonio, come i resti di intere foreste.
21
Rocce sedimentarie di origine organica
Carbone
Dolomia
Torba
22
Le dolomie
Roccia sedimentaria composta dal minerale dolomite e, in quantità minore, da calcite.
Le dolomie hanno origini diverse: possono formarsi per azione di organismi marini (alghe, coralli,
ecc.) capaci di fissare nel proprio scheletro il magnesio presente nelle acque del mare (formazioni di
scogliera), oppure per un processo di dolomitizzazione, o anche come deposito di tipo evaporitico. Le
dolomie sono rocce molto estese e potenti: in Italia compongono larga parte delle Prealpi Lombarde e
delle Alpi Orientali (Dolomiti). Queste rocce hanno dato il nome al gruppo montuoso delle Dolomiti,
in cui sono molto diffuse.
Le dolomie sono usate come pietre da costruzione, come
pietrisco per massicciate stradali e come materiali inerti
per calcestruzzi e cementi armati, essendo dotate di buon
potere legante.
La «scogliera» dolomitica del Sassolungo.
23
Rocce piroclastiche
Le rocce piroclastiche (dal greco pirós, fuoco) presentano un’ origine intermedia fra quella delle
rocce ignee e quella delle rocce sedimentarie: sono rocce detritiche, formate dalla sedimentazione
di materiali solidi proiettati in aria dai vulcani (detti piroclasti) durante violente esplosioni
(l'agente di trasporto dei frammenti, in questo caso, è l'aria). Come le altre rocce sedimentarie,
anche le piroclastiche si presentano in vari strati sovrapposti e possono contenere fossili
(caratteri che mancano, invece, nelle rocce ignee). I materiali solidi eiettati dai vulcani si
distinguono, a seconda delle loro dimensioni via via decrescenti, in blocchi, lapilli, sabbie e ceneri
vulcaniche. I materiali più grossolani si distribuiscono a minore distanza dal cratere, mentre
quelli più fini possono essere trasportati, con il favore del vento, anche a centinaia di chilometri.
Un esempio di roccia piroclastica è il tufo, composto principalmente da ceneri e lapilli.
24
25
Rocce metamorfiche
Si formano dal metamorfismo, cioè dalla trasformazione di altre rocce. Il cambiamento è
causato dal calore delle rocce magmatiche e dalla pressione della crosta terrestre.
Scisto
Le rocce metamorfiche si sono formate e si formano in seguito
alla trasformazione di altre rocce, provocata da aumenti di
pressione e di temperatura.
Il metamorfismo è quindi un processo che avviene in
profondità, all’interno della crosta terrestre, senza che si
arrivi alla fusione del materiale coinvolto (se ciò avviene, si
origina un magma e si possono formare rocce magmatiche).
Le trasformazioni riguardano sia i minerali (i cui atomi si
riordinano secondo un diverso reticolo cristallino, dando
origine a minerali nuovi), sia la struttura della roccia, cioè il
modo in cui i minerali sono disposti.
Le rocce metamorfiche sono una traccia vistosa delle
trasformazioni che coinvolgono l’intera crosta terrestre: rocce
oggi affioranti possono, con il tempo, scendere a profondità di
decine di kilometri, mentre via via si trasformano; rocce
profonde possono essere spinte e affiorare in superficie,
26
portando con sé le «prove» delle vicende subìte.
27
Rocce metamorfiche
Ardesia
Marmo
Lavagna (ardesia)
Gneiss
28
Effusive
Intrusive
Ignee o
magmatiche
Metamorfiche
Bioclastiche
Organogene
Piroclastiche
Sedimentarie
Clastiche
Biocostruzioni
Depositi organici
Brecce
Conglomerati
Puddinghe
Argilliti
Arenarie
Chimiche
Evaporitiche
29
Residuali
Ciclo delle rocce
Nel corso delle ere geologiche, le rocce non si
mantengono inalterate, ma subiscono un continuo
ciclo di trasformazioni che viene definito ciclo
delle rocce e che può essere così schematizzato:
1) Dal magma, per effetto del raffreddamento, si ha
la formazione delle rocce ignee o magmatiche. Le
rocce che il magma incontra nella sua risalita
possono andare incontro a metamorfismo,
perché sottoposte a nuove condizioni di temperatura.
2) Le rocce superficiali vengono sottoposte a erosione
e alterazione, e si avvia poi il processo di
sedimentazione che porta alla formazione delle rocce
sedimentarie.
3) Sia le rocce ignee che quelle sedimentarie possono
venirsi a trovare in condizioni di aumentata
temperatura e pressione che determinano il
metamorfismo, ossia la formazione delle rocce
metamorfiche.
4) Se la temperatura aumenta oltre il punto di
fusione delle rocce (ignee, sedimentarie o
metamorfiche che siano),30 esse fondono e ritornano
magma.
31
