Rocce sedimentarie
Le ROCCE SEDIMENTARIE
le rocce sedimentarie possono essere raggruppate in due grandi categorie:
materiali di origine
Clastica o
detritica
(frammenti cementati insieme)
Chimica o
organogena
(materiale formato in parte o interamente in
seguito a precipitazione chimica organica o
inorganica)
ROCCE DETRITICHE
NOME
NOME dei
delle ROCCE
coerenti
SEDIMENTI
incoerenti
NOME dei
GRANI
Blocchi
GHIAIE
ARENARIE
ARGILLITI
SABBIE
FANGHI
CLASSI
DIMENSIONALI
in mm
256 - 4096
Ciottoli
di varia grandezza
2 - 256
Sabbia
di varia grandezza
2 - 1/16 (0,0625)
Silt
di varia grandezza
1/16 (0,0625) 1/256 (0,0039)
Argilla
< 1/256
(< 0,0039)
Grandezza dei granuli
La grandezza dei granuli delle rocce detritiche è funzione di:
- grandezza dei costituenti della roccia di partenza
- quantità di energia del sistema (velocità della corrente, turbolenza del mezzo di
trasporto)
- durata del trasporto
Ghiaia
(>2
mm)
G
Ghiaia
G
Gf
Fg
F(g)
F
Fanghi 1:9
(silt + argilla)
(< 0.0625 mm)
Breccia
Fs(g)
Fs
Gfs
Gs
Sgm
Sf(g)
Sf
1:1
Rapporto
Sabbia:Fango
Sg
S(g)
S
9:1 Sabbia
(2-0.0625 mm)
G
Conglomerato
Brecce e conglomerati
I clasti in una breccia devono
essere angolari
I conglomerati in senso stretto
possono avere qualche clasto
angolare, ma in genere mostrano
un certo grado di arrotondamento
Ghiaia
(>2 mm)
G
Gf
Fg
F(g)
F
Fanghi1:9
(silt + argilla)
(< 0.0625
mm)
Fs(g)
Fs
S
Gf
s
Gs
Sg
m
Sf(g)
Sf
1:1
Rapporto
Sabbia:Fango
Sabbia
Sg
S(g)
S
9:1 Sabbia
(2-0.0625
mm)
S
Arenaria
Ghiaia
(>2 mm)
F
G
Gf
Fg
F(g)
Fs(g)
F
Fs
Fanghi
1:9
(silt + argilla)
(< 0.0625 mm)
Gfs
Gs
Sgm
Sg
Sf(g)
S(g)
Sf
1:1
Rapporto
Sabbia:Fango
S
Sabbia
9:1
(2-0.0625 mm)
F
Argillite
Fango
ROCCE DI DEPOSITO CHIMICO
EVAPORITI
Si generano per
evaporazione delle acque
marine o salmastre. Questi
fenomeni si verificano in
climi aridi dove le
precipitazioni e gli apporti
fluviali non riescono a
compensare le perdite
derivanti dall’evaporazione
delle acque
Sequenza di formazione dei minerali più caratteristici delle evaporiti. Quando i volumi
iniziali si riducono ad 1/3 inizia a precipitare il gesso, ad 1/10 è la volta del salgemma
e, quindi, oltre 1/20, iniziano a precipitare gli altri sali di potassio e di magnesio che
sono, pertanto, i più solubili.
EVAPORITI
Se si porta a secchezza una colonna d’acqua
marina alta 1000 metri, la quantità di gesso ha
uno spessore di soli 75 cm mentre quella di
salgemma è alta ben 13,7 metri.
CRISI DI SALINITA’ DEL MEDITERRANEO
Circa 5,9 milioni di anni fa, il precursore
dell'odierno stretto di Gibilterra si chiuse ed
il Mediterraneo evaporò e si trasformò in
una conca prevalentemente asciutta e
profonda, la cui base in alcuni punti
raggiungeva 3,2 - 4,9 km al di sotto del
livello degli oceani.
SEDIMENTAZIONE dei CALCARI INORGANICI
L'anidride carbonica si discioglie nell'acqua seguendo la legge di Henry S= k p
(dove S è la solubilità del gas e p la pressione parziale esercitata dal gas sulla soluzione)
L’anidride carbonica inoltre reagisce con l'acqua formando ioni bicarbonato
(reazione di carbonatazione o carbonazione)
CO2 + H2O H+ + HCO3- 2H+ + CO32- .
SEDIMENTAZIONE dei CALCARI INORGANICI
CO2 + H2O H+ + HCO3- 2H+ + CO32Una parte del bicarbonato reagisce con lo ione calcio formando carbonato di calcio
che precipita nei sedimenti formando calcari inorganici.
Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 + H2O + CO2
SEDIMENTAZIONE dei CALCARI INORGANICI
Effetti del PH
A seconda del pH la reazione è più o meno spostata verso destra o verso sinistra.
Con pH < 4,3 l'anidride carbonica si trova essenzialmente come gas disciolto,
mentre con pH > 8.3, come accade nelle acque superficiali marine, si ha prevalenza di
carbonato. Ciò è dovuto soprattutto alla fotosintesi che arricchisce le acque in ossigeno e le
impoverisce di anidride carbonica e quindi riduce la concentrazione di H+
Le acque oceaniche hanno in
generale un pH intermedio e quindi la
forma più comune di carbonio
inorganico disciolto è lo ione
bicarbonato HCO3- .
Limite di compensazione dei carbonati
La solubilità della CO2 diminuisce con la
temperatura. L'anidride carbonica entra negli
strati profondi dell'oceano a causa del flusso
verso il basso di acque fredde alle latitudini
polari.
La maggior parte dell'anidride carbonica degli
strati profondi dell'oceano è però restituita
all'atmosfera quando le acque fredde e
profonde dell'oceano risalgono alle latitudini
tropicali. Naturalmente una buona parte
dell'anidride carbonica presente negli oceani
viene utilizzata dalle piante acquatiche per il
processo di fotosintesi, mentre la respirazione
degli organismi acquatici restituisce la CO2 alle
acque.
Al di sotto dei 4000-5000 m la notevole pressione di anidride carbonica e la
diminuzione di temperatura porta alla dissoluzione dei carbonati. Resti carbonatici
possono qui conservarsi solo se il tasso di sedimentazione è maggiore di quello di
dissoluzione. Le spoglie di organismi planctonici calcarei si sciolgono prima di
oltrepassare questa profondità. Questa soglia è detta lisoclino o limite di
compensazione dei carbonati. Il limite si alza spostandosi verso le zone polari e in
corrispondenza di eruzioni vulcaniche (200 m) per l’aumento di concentrazione di
anidride carbonica.
CALCARI
Origine
-chimica
(precipitazione da soluzioni soprassature di
CaCO3)
- organogena
(accumulo di organismi a guscio calcareo)
- detritica
(disgregazione e trasporto di materiali
calcarei di origine organica e inorganica)
Es. calcareniti
Travertino
Si forma per fenomeni di incrostazione operati
da acque di cascate o corsi d’acqua saturi in
CaCO3 e con temperature superiori ai 20° C.
Il colore del travertino dipende
dagli ossidi che ha incorporato
(cosa che accade abbastanza
facilmente, essendo di sua
natura una pietra abbastanza
porosa).
La colorazione naturale varia
dal bianco latte al noce,
attraverso varie sfumature dal
giallo al rosso. È frequente
incontrarvi impronte fossili di
animali e piante.
Stallattiti e Stalagmiti
Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 + H2O + CO2
Una stalattite comincia a formarsi come
un sottile tubicino di calcite; l'acqua che
fuoriesce da una fessura della volta scorre
all'interno del tubicino e cade goccia a
goccia dall'estremità. Mentre si forma la
goccia la soluzione risente della scarsa
pressione parziale del CO2 nell'atmosfera
della grotta, e libera questo gas facendo
precipitare CaCO3.
La calcite si deposita sull'orlo del tubicino
come un anellino di tanti piccoli cristalli.
Col tempo l'estremità del tubicino si
ostruisce e la soluzione, che fuoriesce da
fessure situate in prossimità della base,
deposita vari strati concentrici attorno al
tubicino iniziale che in questo modo si
ingrossa e si allunga; di qui la struttura "a
tronco d'albero"delle stalattiti
Le stalagmiti, che si formano nei punti dove le gocce
d'acqua vanno a cadere sul pavimento, più che una
struttura concentrica, tipo stalattite, ne presentano
una "a cupole sovrapposte". Poiché le cupole
possono prolungarsi ai lati con delle lamine sottili, le
forme risultanti sono molto varie e fantasiose.
Calcari organogeni
Sono formati quasi esclusivamente da resti di conchiglie e scheletri di organismi acquatici;
la maggior parte di tali organismi, animali e vegetali, vive nelle acque che sovrastano la piattaforma
continentale: si tratta di vari specie di molluschi lamellibranchi (ostriche, mitili, vongole), oltre che dei
coralli, delle madrepore, dei numerosi tipi di alghe microscopiche; alla loro morte, i gusci calcarei, talvolta
interi, più spesso ridotti in frammenti dall'azione delle onde, si accumulano sul fondo della piattaforma
continentale; con il passare del tempo tali sedimenti organici si cementano tra di loro; i calcari
organogeni che si formano nei pressi delle zone litoranee contengono molta argilla, quelli invece che si
formano nelle acque più profonde sono costituiti quasi unicamente da calcare puro.
Dolomie
costituite principalmente dal minerale dolomite, chimicamente un carbonato doppio di
calcio e magnesio MgCa(CO3)2
Non si formano direttamente ma da diagenesi dei calcari marini mediante un processo di
dolomitizzazione in cui avviene una parziale sostituzione degli atomi di calcio con quelli di
magnesio.
Per la dolomitizzazione sono necessarie due condizioni fondamentali: a) un rapporto
Mg/Ca sufficientemente elevato e b) un meccanismo in grado di far fluire attraverso la
roccia un volume sufficiente di soluzione "dolomitizzante", in modo che la reazione possa
completarsi e quindi formarsi una vera roccia dolomitica.
Le Dolomiti sono costituite da dolomie che derivano da antiche scogliere coralline
EDIFICI SEDIMENTARI BIOCOSTRUITI
Sono le scogliere formate da coralli
ed alghe rosse. Questi due tipi di
organismi vivono associati in
ambienti marini dai quali prelevano
sia l’ossigeno che l’anidride
carbonica necessari,
rispettivamente, per la loro
respirazione che per la fotosintesi.
Le scogliere coralline possono
essere ubicate sia in prossimità delle
coste sia in pieno oceano dove
contribuiscono alla formazione di
atolli corallini che rappresentano
l’evoluzione di scogliere che si
formano attorno a vulcani in fase di
sprofondamento.
Atollo
Isola vulcanica oceanica bordata da una scogliera generata dalla crescita di coralli. Il
vulcano subisce una subsidenza in genere correlata alla diminuzione di volume della
base di appoggio. Dopo l’affossamento dell’originario vulcano rimane una struttura
subcircolare che racchiude una laguna.
Rocce silicee
-Origine chimica
da precipitazione di Si02
SELCE:
tende a concentrarsi in lenti
estremamente compatte e pressoché inattaccabili
dagli agenti atmosferici, peculiarità che, insieme
con la relativa abbondanza, la durezza e la frattura
concoide ne hanno fatto il materiale principale
della lavorazione primitiva dell’età della pietra.
DIASPRI: Il diaspro appare generalmente di
colore rosso mattone (per inclusioni
microcristalline di ossidi di ferro, principalmente
ematite Fe2O3) o verde con varie tonalità. Si
formano per precipitazione chimica della silice
stessa, depositatasi come gel sui fondali marini
entro la linea di compensazione della silice, posta
a circa 1000 metri di profondità
Rocce silicee
- Origine
organica
da accumuli di organismi a guscio
siliceo
-DIATOMITI: rocce derivate
dall’accumulo di gusci di diatomee,
alghe unicellulari che vivono in
acque superficiali degli oceani e
nei laghi
-RADIOLARITI: rocce derivate
dall’accumulo di radiolari (protozoi
a guscio siliceo)
Rocce residuali
Quando processi di degradazione di rocce
cristalline o sedimentarie avvengono con grande
velocità per particolari condizioni climatiche i
materiali residuali formatisi possono rimanere in
posto, oppure venire più o meno limitatamente
trasportati
Le lateriti, sono caratterizzate da un
arricchimento di ossidi ed idrossidi di Fe e Al,
con perdita di silice. Si formano in aree tropicali
caldo umide. L'acqua piovana infiltrandosi causa
la scioglimento dei minerali dello strato roccioso
e diminuisce la percentuale di elementi
altamente solubili, quali sodio, potassio, calcio,
magnesio e silicio. In tal modo si innalzano le
percentuali relative di elementi meno solubili,
come ferro ed alluminio. La presenza della
goethite e dell'ematite, che sono ossidi di ferro, è
all'origine del loro colore rosso-marrone.
Rocce residuali
Le bauxiti, differiscono dalle lateriti, per un
più basso tenore in silice e per una maggiore
quantità di idrossido di alluminio (30-75%),
oltre che per un più accentuato
rimaneggiamento meccanico. I giacimenti di
bauxite sono sfruttati per l’estrazione
dell’alluminio
Rocce piroclastiche
l'insieme di tutti i prodotti, esplosivi ed effusivi, non ancora caduti al suolo, di una
eruzione vulcanica e generalmente formano dei depositi i cui elementi non sono
ancora cementati. La parola piroclasto deriva dal greco, pyro (fuoco) e klastos,
(spezzare).
La densità della roccia piroclastica (flusso o eruttiva) dipende dalla concentrazione di
particelle e dal livello di turbolenza del materiale. I depositi di flussi piroclastici ricchi di
pomice sono chiamati ignimbriti.
I tufi sono le più diffuse rocce piroclastiche. Risultano formati in maggior parte da
lapilli di dimensioni comprese fra i 2 mm e i 30 mm
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 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
