ROCCE E MINERALI
I MINERALI
DISTINZIONE TRA ROCCE E
MINERALI
I Minerali sono solidi
naturali con una
disposizione degli
atomi ben precisa e
ordinata.
Le Rocce sono
aggregati (naturali) di
minerali legati tra loro
da forze di coesione;
si sono formati tramite
uno o più processi
geologici.
• STRUTTURA DEL MINERALE
La struttura del minerale si chiama
abito ed è formato da moltissime
celle unite insieme da legami
covalenti. La cella è la più piccola
parte del minerale dove si possono
ancora riscontrare le sue
caratteristiche chimiche
• FORMAZIONE DEI
MINERALI
I minerali si possono formare attraverso diversi tipi di processi:
•
Raffreddamento
•
Cristallizzazione
•
Evaporazione del solvente
•
Biomineralizzazione
• RAFFREDDAMENTO
I minerali si formano per
solidificazione dei componenti
liquidi del magma. Il passaggio da
liquido a solido cristallino avviene in
tempi e a temperature diverse. In
questo modo si forma, ad esempio,
il quarzo.
• CRISTALLIZZAZIONE (O
SUBLIMAZIONE)
Alcune sostanze aeriformi emesse
nelle zone vulcaniche passano
direttamente dallo stato aeriforme
a quello solido cristallino per
sublimazione; così si forma, ad
esempio, lo zolfo.
• EVAPORAZIONE DEL
SOLVENTE
l'acqua marina è una soluzione in
cui sono disciolti numerosi sali, i
quali si depositano se la loro
concentrazione aumenta in seguito
all'evaporazione dell'acqua. Si
originano in questo modo il gesso e
il salgemma.
• BIOMINERALIZZAZIONE (O
MINERALOGENESI)
La minerogenesi può avvenire per
cambiamento della struttura
cristallina di un minerale, in
conseguenza ad elevate pressioni
o temperature, o per
cambiamento della composizione
chimica, in seguito alla perdita o
all'acquisto di alcuni elementi.
LEGAMI DEI CRISTALLI
•
Cristalli ionici;
•
Cristalli covalenti;
•
Cristalli molecolari;
•
Cristalli metallici;
• LEGAMI IONICI
Formadi da ioni positivi e negativi
tenuti insieme dalla forza
elettrostatica
Na Cl
• LEGAMI COVALENTI
Gli atomi sono tenuti insieme da
legami covalenti e formano tutti
insieme una grandissima molecola
molto stabile
Si O₂
• LEGAMI MOLECOLARI
I componenti sono le molecole tenute insime da
legami di Van der Waals o legami a idrogeno (es:
il ghiaccio)
H₂O (ghiaccio)
• LEGAMI METALLICI
Gli atomi sono tutti identici tra loro, sono uniti in
modo compatto e formano tre tipi di strutture:
esagonale, cubica (a facce centrate) e cubica
(a corpo centrato)
Ioni positivi Ioni
negativi
•
PROPRIETÀ FISICHE
Proprietà
Descrizione
Durezza
È data dalla forza dei legami chimici. I minerali con
legami covalenti sono generalmente più duri di quelli
con legami ionici
Sfaldatura
I legami covalenti generano sfaldatura bassa o nulla;
quelli ionici la favoriscono
Lucentezza
È la capacità di un minerale di riflettere la luce.
Colore
indica la capacità di un minerale di riflettere la luce.
Densità
Dipende dal peso atomico degli atomi e dalla loro
vicinanza nella struttura dei cristalli.
Peso Specifico
È il rapporto tra il peso di una sostanza e il suo volume.
• CLASSIFICAZIONE DEI
MINERALI
•
Elementi nativi
•
Ossidi
•
Alogenuri
•
Carbonati
•
Solfati
•
Solfuri
• ELEMENTI NATIVI
È un minerale che
contiene
una sostanza
semplice, pura
(cioè
una sostanza
chimica costituita
da atomi apparte
nenti ad un solo
elemento
chimico)
ZOLF
O
RAM
E
ORO
• OSSIDI
Un ossido è un
composto chimico
binario che si ottiene
dall'ossidazione
dell'ossigeno su di un
altro elemento
MAGNETIT
E
EMATITE
CORINDON
E
• ALOGENURI
SALGEMMA
È un minerale
costituito
dall'unione di
metalli con
elementi alogeni
FLUORITE
SILVITE
• CARBONATI
Lo ione
carbonato si
combina con
diversi ioni positivi.
Alcuni esempi
sono l’azzurrite, la
malachite e la
magnesite
MAGNESITE
AZZURRITE
MALACHITE
• SOLFATI
Questi minerali
(come anche i
solfuri)
contengono lo
zolfo ad alte
quantità e si trova
come ione
negativo
GESSO
ANIDRITE
• SOLFURI
In questi minerali lo zolfo
(presente in alte
quantità) si combina ad
altri elementi metallici.
Alcuni solfuri molto
comuni sono la pirite, la
blenda e il cinabro
CINABRO
PIRITE
BLENDA
• GEMINATI
La formazione di geminati avviene secondo
una precisa legge: la geminazione fa sì che
due o più cristalli della stessa specie siano
associati in modo che l’uno ricopra l’altro
perpendicolarmente.
• STRIATURE
È una particolare forma di geminazione,
che prevede che il solido formatosi si
accresca in due forme
• SILICATI
l‘abito cristallino è rappresentato da un
tetraedro (SiO4)4−, con al centro uno
ione silicio (Si4+) legato a 4 ioni ossigeno
(O2−) posti ai vertici. A seconda di come i
tetraedri sono disposti nel reticolo
cristallino, si distinguono:
•
Nesosilicati,
•
Sorosilicati,
•
Ciclosilicati,
•
Inosilicati,
•
Fillosilicati.
• NESOSILICATI
I tetraedri (SiO4)4− sono
legati tra loro da ioni
metallici. Fa parte dei
nesosilicati l'olivina, un
silicato di ferro e magnesio.
I minerali che hanno questa
struttura presentano elevati
valori di durezza, densità e
rifrangenza.
• SOROSILICATI
I tetraedri sono uniti per
i vertici e formano un
gruppo chiuso ad
anello e gli ioni
metallici collegano tra
loro diversi gruppi di
tetraedri; I più diffusi
sono gli epidoti e la
Vesuvianite
• CICLOSILICATI
I ciclosilicati sono
costituiti da anelli
formati da tetraedri,
ognuno dei quali
condivide 2 atomi di
ossigeno con tetraedri
dello stesso anello. Un
esempio di ciclosilicato
è il berillo, una pietra
preziosa che si presenta
nelle varietà verde
(smeraldo) e azzurra
(acquamarina).
• INOSILICATI
i tetraedri sono uniti
a formare delle
catene che
possono essere
singole o doppie. Un
esempio è l’ Inesite
• FILLOSILICATI
I tetraedri sono isolati
tra loro e legati
direttamente a
cationi metallici
(ferro, magnesio,
potassio, ecc.), che
saturano le valenze
libere dell'ossigeno.
Tra i nesosilicati
ricordiamo la
crisocolla e la biotite
• CLASSIFICAZIONE DEI
SILICATI
La disposizione dei tetraedri dipende a
seconda di quanti ioni metallici possiede il
minerale. In base alla composizione i silicati
si dividono in due gruppi:
•
Sialici o felsici
•
Femici o mafici
• SILICATI SIALICI O FELSICI
I silicati sialici (composti da silicio e
alluminio) sono minerali chiari e
relativamente leggeri. Sono
composti da molti tetraedri, ma da
pochi ioni metallici.
Un esempio di silicato sialico è il
feldspato
• SILICATI FEMICI O MAFICI
I silicati femici (composti da ferro e
magnesio), possiedono colore
scuro e una maggiore densità. La
sua struura presenta pochi tetredri,
ma in compenso ha molti ioni
metallici.
Un esempio è l’olivina
LE ROCCE
intendono gli aggregati naturali di
minerali di diversa natura. Tuttavia, al contrario
dei minerali, le rocce non possono essere espresse
o definite mediante formule chimiche in quanto
non presentano una composizione chimica definita.
Si parla di roccia quando ci si trova in presenza di
un ammasso che forma una unità geologica
indipendente, in cui però mancano una vera
continuità e omogeneità e si riconoscono masse
mineralogiche distinte.
ROCCIA: Per rocce si
Rocce omogenee:
costituite da un solo tipo di minerale
(es. roccia gessosa, roccia calcarea, salgemma)
Rocce eterogenee:
costituite da più specie di minerali
(es. granito)
CLASSIFICAZIONE
ROCCE
DELLE
In funzione del loro processo di formazione
le rocce si possono distinguere in:
ROCCE MAGMATICHE O IGNEE
derivano dalla solidificazione di un materiale fuso: magma
ROCCE METAMORFICHE
derivano da trasformazioni (composizione mineralogica e/o
struttura) di rocce preesistenti sottoposte a pressioni e
temperature elevate
ROCCE SEDIMENTARIE
si formano per processi di deposizione, compattazione e
cementazione di sedimenti
ROCCE MAGMATICHE O IGNEE
Derivano dalla solidificazione di un materiale fuso: il magma
Cos’è il magma?
è una miscela molto complessa di sostanze, in prevalenza silicati,
associati a vapor d’acqua e gas, (idrogeno, acido cloridrico, cloro,
acido solforoso, anidride solforosa, ecc.), in percentuali variabili.
Rocce
intrusive o plutoniche
Le rocce intrusive, o plutoniche si originano da magmi che
solidificano in profondità, circondati da altre rocce; esse si
formano quando vi è l’impossibilità, per la massa fusa, di giungere
in superficie. La roccia presenta una struttura granulare, in
quanto risulta formata da tanti cristalli visibili ad occhio nudo.
Rocce
effusive o vulcaniche
Il processo di solidificazione avviene in superficie a contatto
con l’atmosfera in maniera rapida.
Il magma tende a solidificare sotto forma di microcristalli
(visibili solo al microscopio) o di sostanza vetrosa (amorfa)
perché i vari atomi non hanno il tempo di organizzarsi in
reticoli cristallini. A volte la massa può risultare
completamente vetrosa (Es. ossidiana).
In alcuni casi una piccola parte della massa magmatica può
riuscire a formare granuli di dimensioni apprezzabili che si
distinguono in mezzo ad una massa amorfa o microcristallina:
questi granuli prendono il nome di fenocristalli.
COME RICONOSCERE LE ROCCE MAGMATICHE
La roccia è
formata da
cristalli visibili a
occhio nudo
-Struttura granulare
formata da minerali di
dimensioni circa
omogenee a contatto
l’uno con l’altro.
- Colore
chiaro
- Legger
a:
GRANIT
O
-Colore
scuro Pesante:
GABBRO
-Colore
molto
scuro molto
pesante:
PERIDOTIT
E
-Struttura porfirica
-Cristalli di dimensioni
maggiori (fenocristalli) della
massa di fondo che è
microcristallina o vetrosa.
-Colore grigio
scuro
-Fenocristalli
bianchi e
tondeggianti.
-Sono presenti
bolle e cavità:
LEUCITE o
TEFRITE
-Colore
bruno-grigio
-fenocristalli
neri e
bianchi:
ANDESITE
Non sono
evidenti
cristalli a
occhio nudo
STRUTTURA
MICROCRISTALLINA
-Colore grigio-bruno
-Massiccia e
pesante: BASALTO
Struttura vetrosa
-Colore nero lucido (simile
vetro) -presenta frattura
concoide: OSSIDIANA
Le rocce metamorfiche derivano da rocce
preesistenti, sedimentarie, magmatiche o da altre
metamorfiche, che hanno subito, in tempi
successivi alla loro formazione, modificazioni più o
meno profonde a causa di una variazione delle
condizioni fisiche, quali temperatura e pressione.
Come le rocce magmatiche, si formano in seguito
a processi che avvengono in profondità.
Il nome di questo genere di rocce risulta molto
appropriato in quanto significa "cambiamento di
forma" e questi cambiamenti sono innescati da
alcuni fattori tra cui i più importanti sono la
temperatura e la pressione.
ROCCE METAMORFICHE
La struttura delle rocce metamorfiche è spesso
FOGLIETTATA, i cristalli sono disposti secondo piani o
bande paralleli fra loro
Quando i piani sono molto
fitti e si staccano più o meno
facilmente, la struttura è
SCISTOSA (come nella
FILLADE, roccia che ha subito
un basso grado di
metamorfismo)
Quando i minerali sono
disposti in bande compatte
ed alternate di colore chiaro e
scuro, la struttura GNEISSICA
(come nello GNEISS, roccia
che ha subito un alto grado di
metamorfismo)
COME RICONOSCERE UNA
ROCCIA METAMORFICA
ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sedimentarie sono costituite da materiali (detti
sedimenti) provenienti dalla disgregazione, attraverso
processi di varia natura, di rocce preesistenti. Queste
solitamente presentano una stratificazione e molto spesso
contengono fossili.
I processi di alterazione che portano alla formazione di
una roccia sedimentarie possono essere di tipo fisico,
chimico e biologico.
I processi fisici causano la disintegrazione della roccia
senza però modificarne la composizione chimica e
mineralogica
FASI
CHE PORTANO ALLA FORMAZIONE DI UNA ROCCIA
SEDIMENTARIA
(es.: temperatura, erosione ghiacciai, abrasione vento).
Fase I: ALTERAZIONE ED EROSIONE
• disgregazione (processo meccanico)
• decomposizione (processo chimico)
Fase II: TRASPORTO
Fase III: DEPOSIZIONE
Fase IV: DIAGENESI
Come riconoscere una roccia SEDIMENTARIA
La roccia è
formata da
granuli ben visibili
I granuli sono formati
da minerali e
frammenti di roccia
La roccia è
detritica/terrigena
come il
CONGLOMERATO
I granuli sono
formati da
cristalli
giustapposti
La roccia è
chimica
come
l’ANIDRITE
I granuli
sono
costituiti da
fossili
la roccia è
organogena come il
CALCARE Fossilifero
CICLO LITOGENETICO
Il ciclo litogenetico è la successione di eventi che ha
come risultato la trasformazione, ripetuta e reversibile,
dei materiali terrestri da un tipo di roccia ad un altro. Le
rocce della Terra non sono immutabili, ma possono
trasformarsi una nell'altra grazie alle forze endogene ed
esogene che agiscono continuamente modificando
dall'interno e dall'esterno i materiali che compongono la
Terra. I tre processi di formazione delle rocce sono
dunque collegati e strettamente connessi tra loro. Ad
esempio una roccia magmatica può essere sollevata,
esposta all'erosione e sedimentazione e diventare una
roccia sedimentaria, può quindi sprofondare
ulteriormente e diventare una roccia metamorfica per
poi essere fusa e dare origine ad un'altra roccia
CICLO LITOGENETICO
