minerali_e_le_rocce

Tema D – Capitolo 6 – I minerali e le rocce
1. Le rocce della crosta terrestre e i minerali
2. La struttura cristallina dei minerali
3. Le rocce magmatiche
4. Le rocce sedimentarie
5. Le rocce metamorfiche
6. Il ciclo delle rocce
Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011
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Tema D – Capitolo 6 – I minerali e le rocce
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Gli elementi chimici della crosta terrestre
ferro 5%
ossigeno 47%
altri 8%
silicio 28%
alluminio 8% calcio 4%
Questi diversi elementi si combinano chimicamente tra loro
e formano composti solidi chiamati minerali.
Esempio:
il carbonato di calcio (CaCO3) è un minerale
composto da atomi di calcio, carbonio e ossigeno.
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Le rocce e i minerali
Esaminando al microscopio
le rocce tagliate in lamine sottilissime,
si vede che normalmente
le rocce sono formate
dall’aggregazione di minerali,
di solito in forma di cristalli.
Alcune rocce contengono un solo minerale.
• esempio: il calcare è fatto soltanto
di calcite (un carbonato di calcio)
Molte rocce sono l’unione di più minerali.
• esempio: il granito della foto
è formato da tre minerali: quarzo,
feldspato di potassio e biotite
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Come si formano i minerali?
precipitazione:
i sali minerali sciolti
nell’acqua del mare
o di un lago
raggiungono
la saturazione
e precipitano,
cioè solidificano
in forma di cristalli
solidificazione:
un magma si raffredda
(nel sottosuolo
o dopo essere stato
eruttato come lava
da un vulcano)
e ad alta temperatura
e pressione si formano
cristalli solidi
brinamento: una sostanza
aeriforme solidifica
direttamente, come
nel caso dei cristalli gialli
di zolfo che si depositano
all’uscita delle fratture
e dei camini vulcanici
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I principali minerali che formano le rocce della crosta terrestre
plagioclasio
silicati
sono i minerali più diffusi, composti dell’ossigeno e
del silicio con alluminio, magnesio, ferro, potassio
pirite
solfuri
lo zolfo
combinato con
uno o più metalli
barite
ematite
ossidi e idrossidi
uno o più metalli
combinati con l’ossigeno
solfati
ossigeno e zolfo
combinati con
uno o più metalli
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I principali minerali che formano le rocce della crosta terrestre
calcite
fluorite
carbonati
ossigeno e carbonio combinati
con uno o più altri elementi
argento
aloidi o alogenuri
un elemento alogeno (come il cloro, il fluoro
o lo iodio) combinato con un metallo
elementi nativi
si possono trovare allo stato puro: metalli
(come oro, platino, argento, rame e ferro)
o non metalli (come il carbonio del diamante
e della grafite)
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La struttura cristallina dei minerali
cella
elementare
ione Cl
ione Na+
Un granello di sale da cucina
al microscopio: è formato da
cristalli di forma cubica.
Questa è la struttura del reticolo
cristallino del sale da cucina
o cloruro di sodio.
Alla forma del cristallo corrisponde
una precisa disposizione
degli atomi che lo compongono.
Il reticolo ha un’unità di base,
detta cella elementare, che si
ripete in tutte le direzioni.
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La struttura cristallina dei minerali
diamante
grafite
La struttura del reticolo cristallino
del diamante.
atomo di carbonio
legame debole
legame forte
La struttura del reticolo cristallino
della grafite.
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La scala di Mohs per misurare la durezza dei minerali
Ogni minerale scalfisce quelli che precedono,
mentre è scalfito dai minerali che seguono.
LA DUREZZA DEI MINERALI (SCALA DI MOHS)

1 talco
6 feldspato
2 gesso
7 quarzo
3 calcite
8 topazio
4 fluorite
9 corindone
5 apatite
10 diamante
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Le rocce magmatiche
Le rocce magmatiche o ignee
si formano da processi endogeni:
derivano dal raffreddamento e
consolidamento del magma
o della lava eruttata dai vulcani.
Possono essere intrusive o effusive.
classificazione
delle rocce
magmatiche
concentrazione
di silice
(SiO2)
basiche
tra il 45% e il 52%
neutre
tra il 52% e il 65%
acide
maggiore del 65%
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Le rocce magmatiche
Le rocce magmatiche
intrusive:
feldspato di potassio
• sono fatte di cristalli
visibili a occhio nudo
• si formano quando
il magma non riesce
a uscire in superficie
e solidifica raffreddandosi
molto lentamente.
granito
quarzo
biotite
Il granito è una roccia intrusiva acida.
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Le rocce magmatiche
Le rocce magmatiche
effusive:
• si formano quando
il magma sale
fino alla superficie
e fuoriesce come lava
• a contatto con l’atmosfera
o con l’acqua del mare,
la roccia fusa si raffredda
molto rapidamente
e i cristalli minerali non
fanno in tempo a crescere.
Queste colonne di basalto si sono formate
per il rapido raffreddamento di una colata di lava.
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Le rocce sedimentarie
Le rocce sedimentarie si formano
attraverso processi esogeni.
Le fasi della loro formazione sono:
1. erosione
2. trasporto
3. sedimentazione
4. diagenesi
Torrenti e fiumi trasportano i detriti
prodotti dall’erosione, che poi finiscono
nei bacini sedimentari.
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Le rocce sedimentarie
I frammenti delle rocce disgregate dall’erosione sono chiamati clasti.
Le rocce sedimentarie clastiche sono fatte da clasti cementati insieme.
rocce sedimentarie
clastiche
derivano dal
consolidamento di
dimensione dei
granelli o clasti
argilliti
argille o fanghi
minori di 0,1 mm (non
distinguibili a occhio nudo)
arenarie
sabbie
da 0,1 a 2 mm
conglomerati (o brecce)
ghiaie
maggiori di 2 mm
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Le rocce sedimentarie
Le rocce sedimentarie sono di due tipi: chimiche oppure organogene.
rocce sedimentarie chimiche:
• si formano dalla precipitazione
dei minerali sciolti nei mari,
nei laghi o nei fiumi
• esempi: calcari, dolomie,
travertini, rocce saline
rocce sedimentarie organogene:
• sono il risultato dell’accumulo
di organismi animali o vegetali
Queste scogliere calcaree del sud
dell’Inghilterra sono di origine organica.
• comprendono i carboni fossili
e il petrolio
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Le rocce metamorfiche
In certe condizioni ambientali le
rocce sedimentarie o magmatiche
possono subire una metamorfosi
(trasformazione): si formano così
le rocce metamorfiche.
Il metamorfismo può essere
causato:
• dal contatto
• dalla pressione
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Le rocce metamorfiche
metamorfismo di contatto:
• se una roccia viene
a contatto con un magma
o una colata di lava,
il riscaldamento può
formare nuovi cristalli
• l’effetto di questo
metamorfismo è visibile
nelle rocce sedimentarie
come il marmo
Le bande scure del marmo sono formate
da impurità presenti tra i grani di carbonato di calcio.
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Le rocce metamorfiche
metamorfismo dovuto
alla pressione:
• se una roccia è sepolta
sotto strati di sedimenti
o sotto colate laviche,
la pressione può
modificarne la struttura
• la spinta dei movimenti tettonici
può piegare le rocce producendo
la scistosità (suddivisione della
roccia in «fogli» paralleli tra loro)
Un esempio di gneiss, che è formato
dagli stessi minerali presenti nei graniti.
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Il ciclo delle rocce
Gli agenti endogeni agiscono nelle
profondità della crosta terrestre.
Gli agenti esogeni modellano
la superficie del pianeta.
Questi due tipi di fenomeni trasformano le rocce
in modo molto lento ma continuo.
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Tema D – Capitolo 6 – I minerali e le rocce
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Il ciclo delle rocce
metamorfismo per
calore e pressione
fusione
e riformazione
erosione
e sedimentazione
2
3
2
2
1 gli agenti
atmosferici
erodono le
rocce magmatiche
emerse in superficie,
generando così le
rocce sedimentarie
il calore e la pressione
trasformano
le rocce sedimentarie
e quelle magmatiche
in rocce metamorfiche
rocce
metamorfiche
4
3 le rocce
rocce
sedimentarie
rocce
ignee
1
4
metamorfiche
possono essere
erose, trasportate
e depositate sino
a formare rocce
sedimentarie
4 i processi tettonici trascinano
le rocce sedimentarie e metamorfiche nel mantello,
dove fondono formando nuove rocce magmatiche
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Il ciclo delle rocce
7 le rocce metamorfiche
metamorfismo per
calore e pressione
fusione
e riformazione
erosione
e sedimentazione
7
possono trasformarsi
più volte sotto l’azione
delle forze tettoniche
rocce
metamorfiche
6 le rocce
sedimentarie
possono essere
di nuovo erose
e formare nuovi
sedimenti
6
rocce
sedimentarie
rocce
ignee
5 il magma
5
solidificato
può fondere
di nuovo
e produrre
nuove rocce
magmatiche
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