Alfonso Bosellini
I materiali
della Terra solida
Capitolo 5
Processo sedimentario e rocce sedimentarie
Proprietà
delle rocce sedimentarie
Lezione 12
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5.5
Un archivio di pietra
Circa l’80% della superficie terrestre
è coperto da sedimenti.
Gran parte dei giacimenti minerari della Terra
(petrolio, gas naturali, uranio e carbone)
deve la sua origine ai processi sedimentari.
Elementi e composti minerali utili all’uomo
si trovano comunemente in rocce sedimentarie.
Le nostre conoscenze sull’evoluzione biologica
e geochimica della Terra sono basate sullo studio
dei fossili contenuti nelle rocce sedimentarie.
Le rocce sedimentarie sono l’archivio
della storia geologica del nostro pianeta.
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5.6
Dai sedimenti alle rocce sedimentarie
La genesi di una roccia sedimentaria
può essere suddivisa in quattro fasi,
le quali costituiscono il ciclo sedimentario:
degradazione ed erosione;
trasporto;
sedimentazione;
seppellimento e diagenesi.
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5.6
Dai sedimenti alle rocce sedimentarie
Degradazione
ed erosione
Trasporto
Sedimentazione
Seppellimento
e diagenesi
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5.6
Dai sedimenti alle rocce sedimentarie
La degradazione è il processo di alterazione chimica
e disgregazione fisica che subiscono le rocce superficiali,
ad opera degli agenti erosivi
(pioggia, acque correnti, ghiacciai, vento, organismi).
La degradazione porta al disfacimento
delle rocce e alla formazione dei clasti.
L’insieme dei processi mediante i quali gli agenti erosivi
producono nuovi frammenti rocciosi e asportano
i detriti di roccia già degradata prende il nome di erosione.
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5.6
Dai sedimenti alle rocce sedimentarie
Il trasporto è il processo che subiscono i clasti, ad opera
degli agenti di trasporto (forza di gravità e moti dei fluidi).
La durata del trasporto influenza forma, dimensioni
e composizione mineralogica del sedimento.
clasti a spigoli vivi
clasti a spigoli arrotondati
clasti di grandi dimensioni
clasti di piccole dimensioni
trasporto breve
trasporto prolungato
trasporto breve
trasporto prolungato
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5.6
Dai sedimenti alle rocce sedimentarie
La sedimentazione è il processo che porta i clasti
a depositarsi in particolari aree della superficie terrestre,
dette ambienti di sedimentazione,
quando gli agenti di trasporto perdono energia.
La sedimentazione può avvenire anche
per precipitazione di sostanze chimiche presenti
in soluzione nelle acque marine e lacustri.
Tutti questi materiali si dispongono solitamente a strati
gli uni sopra gli altri.
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5.6
Dai sedimenti alle rocce sedimentarie
Dopo la deposizione il sedimento incoerente e molle
viene a poco a poco sepolto da altri materiali
(seppellimento), con conseguente graduale aumento
della temperatura e della pressione.
In seguito al seppellimento si verifica la diagenesi,
l’insieme dei processi fisici, chimici e biologici
(compattazione, espulsione di acqua interstiziale, circolazione e
precipitazione di minerali cementanti, ricristallizzazione, bioturbazione)
che provocano la litificazione del sedimento sciolto
e la sua trasformazione in roccia vera e propria.
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5.6
Dai sedimenti alle rocce sedimentarie
Due sono le fasi più importanti della diagenesi:
la compattazione
del sedimento sciolto
con riduzione degli
spazi vuoti tra i clasti;
la cementazione
dei clasti per deposizione
delle sostanze chimiche
disciolte nelle acque che
circolano nel sedimento.
Sedimento
sciolto
COMPATTAZIONE
CEMENTAZIONE
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5.7
Proprietà fondamentali delle rocce sedimentarie
Le rocce sedimentarie possiedono
tre proprietà basilari:
composizione mineralogica;
tessitura;
struttura.
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5.7
Proprietà fondamentali delle rocce sedimentarie
La composizione mineralogica consiste nella
percentuale relativa dei minerali costituenti una roccia.
Arenaria
quarzosa
Arenaria
micacea
Arenaria
feldspatica
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5.7
Proprietà fondamentali delle rocce sedimentarie
La tessitura riguarda
le dimensioni dei granuli (granulometria),
e altre proprietà, quali il loro selezionamento (classazione)
e la loro forma (morfometria).
Arenarie con diversa tessitura: dimensione, forma, arrotondamento
e assortimento dei granuli, presenza o meno di cemento, grado di compattazione.
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5.7
Proprietà fondamentali delle rocce sedimentarie
La struttura rappresenta i rapporti spaziali
tra i costituenti le rocce su scala media.
La struttura sedimentaria descrive le strutture
formate durante la deposizione come stratificazione,
laminazione, stratificazione e laminazione incrociate,
lineazioni da correnti, impronte alla base degli strati, ecc.
La struttura si definisce primaria,
se si è formata durante la sedimentazione,
e secondaria se si è formata durante la diagenesi
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5.7
Proprietà fondamentali delle rocce sedimentarie
La struttura più appariscente e tipica
delle rocce sedimentarie è la stratificazione, cioè
la loro disposizione in una pila o successione di strati
Lo strato è uno spessore di roccia sedimentaria
con base e sommità distinguibili.
Il confine tra due strati è detto superficie di stratificazione.
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5.7
Proprietà fondamentali delle rocce sedimentarie
Le rocce sedimentarie si possono distinguere
a seconda dell’ambiente in cui si sono accumulate
o del loro processo genetico:
Rocce terrigene
Rocce carbonatiche
Evaporiti
Rocce silicee
Altri gruppi minori sono
le rocce fosfatiche, le rocce manganesifere, le rocce ferrifere e i carboni.
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