LE ROCCE
Introduzione
Rocce magmatiche
Rocce sedimentarie
Rocce metamorfiche
Ciclo delle rocce
Datazione delle rocce
INTRODUZIONE
Per roccia si intende un aggregato naturale di minerali, cristallini e/o amorfi,
particelle e solidi di vario tipo; le rocce sono sostanze non esprimibili con
una formula chimica e generalmente formano masse ben individuabili.
A seconda del processo che dà loro origine le rocce vengono distinte in tre grandi
categorie.
Le rocce magmatiche sono le rocce generate per raffreddamento del magma; queste
rocce vengono a loro volta suddivise, in base alla velocità e al luogo di
raffreddamento del magma, in rocce magmatiche intrusive o plutoniche, effusive o
vulcaniche, ipoabissali o filoniane.
Le rocce sedimentarie sono le rocce generate per sedimentazione di detriti
inorganici, organici e sali minerali, consolidati dalla successiva o contemporanea
deposizione di una sostanza cementante. Sono le rocce più diffuse sulla superficie
terrestre in quanto coprono oltre l'80% delle terre emerse; a seconda del processo di
formazione si dividono in rocce clastiche, rocce organogene e rocce chimiche.
Le rocce metamorfiche sono rocce magmatiche o sedimentarie che sono state
portate in condizioni di (pressione e temperatura) diverse da quelle presenti al
momento della litificazione della roccia. In seguito a questi cambiamenti la roccia
subisce trasformazioni chimiche e fisiche che ne alterano ad esempio la
composizione mineralogica.
Rocce magmatiche
Le rocce magmatiche (dette anche eruttive o ignee) si formano in seguito alla
solidificazione di magmi, cioè di masse silicatiche fuse contenenti vari componenti e
sostanze volatili (acqua, anidride carbonica, idrogeno, metano, ecc.). Costituiscono
quasi il 65% della crosta terrestre; ma, sulla superficie della Terra, questa abbondanza
è nascosta dallo strato diffuso, sebbene molto sottile, di rocce sedimentarie e
metamorfiche.
Le rocce magmatiche si suddividono:
Rocce intrusive o plutoniti
Rocce effusive o vulcaniti
Rocce ipoabissali o filoniane
Rocce magmatiche intrusive
Le rocce intrusive, rocce ignee intrusive o plutoniche sono le rocce magmatiche
solidificate all'interno della crosta terrestre.
Il lento processo di raffreddamento in molti casi ha permesso la formazione di
grossi individui cristallini (fenocristalli) all'interno di una pasta di fondo a tessitura
cristallina più o meno fine, differente dalla struttura microcristallina o addirittura
vetrosa che si ha nel caso delle rocce effusive. In molti casi, i fenocristalli possono
raggiungere dimensioni anche di alcuni centimetri.
Esempi
Il granito è una roccia magmatica intrusiva. I cristalli che
lo compongono sono il quarzo,silicati di sodio e calcio e
biotite.
La diorite è una roccia magmatica intrusiva. È
principalmente composta da plagioclasio, anfibolo,
pirosseno.
La sienite è una roccia magmatica intrusiva di
composizione analoga ai graniti, ma, diversamente da
questi ultimi, priva di quarzo o con quantità di quarzo
relativamente piccole.
Rocce magmatiche effusive
Le rocce effusive sono rocce magmatiche che si formano sulla superficie
terrestre in seguito alla parziale fusione di rocce del mantello e
della crosta terrestre.
Quando la massa magmatica spinta dalla pressione dei gas in essa
disciolti e dalla minore densità trova una via di risalita ed arriva sulla
superficie terrestre, sfruttando fratture nella crosta o contribuendo a
formarne di nuove, si raffredda velocemente, solidificando all'aria aperta
o nell'acqua dei mari.
A causa della rapida cristallizzazione, le rocce effusive sono caratterizzate
da una grana molto fine, e sono di più difficile classificazione rispetto
alle rocce intrusive.
Il basalto è una roccia effusiva di origine vulcanica, di
colore scuro o nero. E’ principalmente formato da silice e
ossido di alluminio.
La pomice è una roccia magmatica effusiva, leggerissima
per l'elevatissima porosità. Essa si forma principalmente
da eruzioni di tipo esplosivo, quindi
da magmi acidi, silicatici o felsici.
La dacite è una roccia magmatica effusiva costituita
principalmente da quarzo, plagioclasio di media acidità.
Le rocce filoniane o ipoabissali sono un tipo di rocce magmatiche, che si
raffreddano all' interno della crosta terrestre, a metà tra la superficie e il
camino vulcanico. Il magma incontra una spaccatura nel terreno e penetra;
quando si ferma, inizia a solidificarsi insieme alle rocce circostanti.
Le rocce filoniane sono considerate intermedie tra le rocce effusive e
quelle intrusive.
Una roccia filoniana è il porfido, con
cui i romani facevano la
pavimentazione stradale (il classico
pavé).
Le rocce sedimentarie si formano attraverso processi che avvengono sulla superficie
terrestre, al contrario delle rocce magmatiche e metamorfiche, che hanno origine in
profondità. La sedimentazione è la deposizione, in strati sovrapposti, di vari tipi di
materiali: frammenti di rocce portati dai corsi d’acqua, gusci e scheletri di animali, resti
vegetali, sabbie trasportate dal vento, ceneri di vulcani.
Le rocce sedimentarie vengono divise in tre gruppi, a seconda del processo di formazione:
Rocce clastiche
Rocce organogene
Rocce chimiche
Le rocce in superficie subiscono la disgregazione e l’erosione, per opera degli
agenti atmosferici; si producono così frammenti di varia dimensione. I
frammenti sono trasportati degli agenti esogeni (acque, ghiaccio, vento) e si
sedimentano sulle terre emerse o sul fondo del mare. I sedimenti si
accumulano in strati e vanno incontro a litificazione, cioè si trasformano in
roccia, grazie a due processi: la compattazione e la cementazione. Le rocce
che si formano seguendo questo processo si chiamano rocce clastiche e si
classificano in base alla dimensione delle particelle (clasti) che compongono
in:
Conglomerati, costituiti da ciottoli il cui diametro supera i 2 mm.
Arenarie , formate da clasti con diametro compreso tra i 2 mm e 0,06 mm.
Argilliti, con clasti di diametro inferiore a 0,06 mm.
ESEMPI
La breccia è una roccia clastica costituita da
frammenti di dimensioni grossolane a spigoli
vivi, uniti da una matrice più sottile.
Le puddinghe sono invece
conglomerati nei quali i ciottoli
(clasti) sono arrotondati.
L’arenaria è una roccia clastica.
Il suo colore rosato caratteristico è dovuto alla
presenza degli ossidi di ferro, che fanno da
legante ai granuli di quarzo di cui è costituita. In
questa suggestiva formazione rocciosa
dell'Arizona è evidente la stratificazione tipica
delle rocce sedimentarie, quale è l'arenaria.
Le rocce sedimentarie organogene sono delle rocce sedimentarie che si sono
formate da sedimenti di resti animali o vegetali fissati e cementati tra loro da sali
di calcio, di magnesio e di silice. Le rocce organogene più diffuse sono i calcari,
costituiti soprattutto da calcite, minerale presente nei gusci di molti organismi
marini.Rocce organogene sono le dolomie, formate da dolomite e da fossili animali
e vegetali; queste rocce costituiscono ad esempio, il gruppo montuoso
delle Dolomiti. Sono rocce organogene anche i carboni fossili, originatisi da quel
deposito di sostanze ricche di carbonio, come i resti di intere foreste, e il petrolio,
originatosi anch’esso da depositi di organismi animali e vegetali. Altri tipi di rocce
sedimentarie organogene sono le fosforiti, derivanti dalla diagenesi delle ossa
animali.
Esempi
La dolomia è una roccia sedimentaria organogena
costituita principalmente dal minerale dolomite,
chimicamente un carbonato doppio di calcio e
magnesio.
La fosforite è una roccia sedimentaria organogena
derivata da depositi di fosfati di calcio formatisi in
ambiente marino poco profondo o in zone
costiere. Le fosforiti si trovano di solito intercalate
a strati di calcare e conservano spesso resti fossili
di organismi di habitat costiero
Le rocce sedimentarie chimiche derivano dalla precipitazione di
sostanze presenti in soluzione nell’acqua,sia per l’evaporazione
dell’acqua,sia per la modificazione della composizione chimica delle
soluzioni.
Le evaporiti, ad esempio, sono rocce che si formano per
precipitazione di sali per effetto dell’evaporazione intensa dell’acqua
del mare e contengono minerali quali calcite, salgemma, gesso,
solfati complessi.
Anche le stalattiti e le stalagmiti sono rocce chimiche, formate da
concentrazioni di calcare che si depositano in seguito alla caduta di
acqua satura di carbonato di calcio dal soffitto delle grotte.
Travertino: roccia molto porosa, costituita da
CaCO3 (carbonato di calcio) molto diffusa in
Italia
Alabastro: nelle grotte carsiche si deposita in
strati sovrapposti, formando stalattiti e
stalagmiti, in seguito al lento stillicidio di
gocce d’acqua sovrasature di CaCO3
Rocce selcifere: si formano a partire da
acqua ricca di silice circolanti all’interno di
sedimenti marini
Le rocce metamorfiche sono rocce che hanno subìto modificazioni
nella composizione mineralogica o nella struttura e nella tessitura in
seguito a mutamenti di temperatura e pressione: questo processo
prende il nome di metamorfismo. Questa tipologia di rocce può
derivare dalla trasformazione di rocce sedimentarie, magmatiche o da
altre rocce metamorfiche: il processo di trasformazione avviene
comunque allo stato brado in particolari condizioni di pressione e
temperatura. Gli atomi dei minerali in questa particolare condizione si
dispongono in modo da formare nuovi reticoli cristallini. In
laboratorio sono state evidenziate le condizioni di temperatura e
pressione che portano alla formazione di minerali indice cioè che
permettono l'identificazione delle rocce.
Tipi di metamorfismo
I casi di metamorfismo più frequenti sono due:
Il metamorfismo di contatto avviene quando i magmi, risalendo da zone
profonde di crosta e mantello, stazionano nelle zone meno profonde venendo a
contatto con le rocce. Il magma, avendo alte temperature, inizia una
trasformazione della roccia che si trova a contatto con esso; l'area di contatto
tra la roccia e il magma prende il nome di aureola di contatto ed è in essa che si
producono le trasformazioni fisico/chimiche tipiche di questo metamorfismo.
Poiché il grado di metamorfismo sfuma gradatamente dalle rocce incassanti a
contatto col magma a quelle più distanti, si parla di alone metamorfico.
Il metamorfismo regionale, è invece provocato dallo sconvolgimento della
crosta terrestre, in particolare quando porzioni di questa vengono sepolte
variando così le condizioni di temperatura e pressione. Quando prevale
l'azione di forti pressioni ma a basse profondità si formano, in prevalenza,
minerali aventi una struttura lamellare composta da più strati appiattiti,
orientati nella direzione perpendicolare alla pressione. Tra questi ricordiamo
l'ardesia. Quando la pressione è molto elevata e la roccia si trova a notevoli
profondità, la struttura lamellare non è più evidente e si formano rocce
massicce i cui minerali hanno un aspetto granulare.
Il marmo è una roccia metamorfica composta
prevalentemente di carbonato di calcio (CaCO3). Il colore del
marmo dipende dalla presenza di impurità minerali
all'interno della roccia originaria. I marmi bianchi sono esito
della metamorfizzazione di rocce prive di impurità.
L'ardèsia è una varietà di roccia metamorfica. In virtù
della propria scistosità (ovvero la capacità di dividersi
in lastre) e proprietà, può essere impiegata in vari
segmenti artigianali e industriali
Lo gneiss è una delle più comuni rocce metamorfiche
scistose costituenti la crosta continentale. Si forma a
grande profondità, per effetto delle mutate condizioni di
pressione e temperatura, nelle zone di convergenza di
due placche, durante la fase di subduzione e in quella
successiva di collisione continentale.
CICLO DELLE ROCCE
Sia le rocce magmatiche sia quelle sedimentarie sia quelle metamorfiche, quando vengono
trasportate a grande profondità all’interno della crosta terrestre, possono fondere e
originare magmi. La fusione distrugge tutti i minerali delle rocce preesistenti e gli
elementi che li costituivano entrano a far parte del magma. Altro magma risale invece
dalla parte del mantello al di sotto della crosta, dove condizioni particolari fanno fondere
una parte delle rocce presenti. Il magma si raffredda in superficie formando rocce
magmatiche effusive, o al di sotto di essa, formando rocce magmatiche intrusive . A causa
dei movimenti che interessano la crosta terrestre, le rocce magmatiche intrusive possono
risalire in superficie. La lenta azione degli agenti atmosferici sulle rocce sedimentarie, che
all’origine ricoprono quelle magmatiche, fa quindi affiorare queste ultime. Le rocce
magmatiche, messe a nudo dall’erosione, vengono a loro volta degradate dagli agenti
atmosferici. I prodotti della degradazione (detriti di vari dimensioni e sostanze in
soluzione) vengono trasportati dai fiumi verso il mare, dove si depositano in strati
sovrapposti. I sedimenti,seppelliti dagli strati che via via si aggiungono, vanno incontro a
un lento processo di litificazione(cioè di trasformazione in rocce)e diventano rocce
sedimentarie. Le rocce sedimentarie sprofondano sotto il peso degli strati sovrastanti e si
riscaldano. Quando la temperatura raggiunge i 300c°, i minerali delle rocce sedimentarie
cominciano a trasformarsi in nuove specie mineralogiche. Attraverso questo processo, le
rocce preesistenti si trasformano in rocce metamorfiche. Più in profondità, le rocce
metamorfiche vengono ulteriormente riscaldate,fino a raggiungere la temperatura di
fusione, originando un magma, e il ciclo ricomincia.
Le datazioni delle rocce avvengono utilizzando diversi metodi fisici,
chimici o paleontologici, ciascuno dei quali ha i suoi limiti
applicativi, per cui quando possibile le datazioni risultanti da ogni
metodo vengono confrontate e discusse per ridurre il margine di
incertezza.
La stratigrafia comprende alcune sottobranche: litostratigrafia,
magnetostratigrafia, chemostratigrafia, cronostratigrafia, stratigrafia
sequenziale, biostratigrafia, e tefrostratigrafia.
Studi degli stratigrafi in tutte le parti del mondo hanno portato alla
creazione di una tabella cronostratigrafica fondamentale, costituita
da unità chiamate in gergo geologico "piani", che hanno permesso la
suddivisione del tempo in ere, periodi, ecc.
I metodi di datazione utilizzati in stratigrafia possono appartenere a
due categorie:
Metodi relativi: cronologicamente sono i primi metodi utilizzati.
Non assegnano un'età ma si limitano a indicare se un reperto è più
recente o più antico di un altro; si avvale dei principi di
stratificazione.
Metodi assoluti: la datazione assoluta permette di dare un'età a
rocce, minerali e fossili utilizzando il metodo radiometrico,
basandosi cioè sulla radioattività di alcuni isotopi.
Sovrapposizione stratigrafica: in condizioni normali, osservando una
successione sedimentaria gli strati più antichi si trovano inferiormente, e
viceversa gli strati più recenti si trovano in posizione più elevata o
superiore. In altre parole ogni strato è più recente di quello che è a lui
sottostante ed è più antico di quello che lo sovrasta.
Principio di orizzontalità originaria: Se non sono intervenuti movimenti
tettonici gli strati si depositano orizzontalmente. Questo principio non
sempre è valido, in quanto in ambienti deposizionali particolari, come
margini di piattaforma, depositi esterni di scogliere, la stratificazione
avviene lungo superfici inclinate, in questo caso si parla di
clinostratificazione.
Intersezione. Intrusioni di magna che tagliano altre rocce sono più giovani
di queste. Questo principio si applica anche alle fratture o rotture che
attraversano le rocce.
Fonti:
Wikipedia
Immagini da internet
