MINERALI
“Un minerale è una sostanza naturale solida caratterizzata
da una precisa composizione chimica e da una disposizione
ordinata e regolare degli atomi che la costituiscono. Tale
struttura prende il nome di STRUTTURA CRISTALLINA”
Il sale da cucina o salgemma (cloruro
di sodio NaCl) è un minerale ed ha
questa struttura cristallina.
MINERALI
I minerali si formano per solidificazione di un magma o per precipitazione da
una soluzione.
MINERALI
Fin quando si troveranno allo stato
liquido le molecole e/o atomi saranno
liberi di vagare nella soluzione
avendo così il tempo di legarsi ad
altri atomi secondo le loro affinità.
Se il tempo di solidificazione è
abbastanza lungo (migliaia o anche
milioni di anni!) le particelle della
soluzione si disporranno in maniera
ordinata, formando un reticolo
cristallino.
Più tempo avranno a disposizione più
grande diventerà il minerale: è in
questo modo che i minerali
“crescono”.
Se invece il materiale fuso raffredda
velocemente gli atomi e le molecole non
avranno il tempo di disporsi in una maniera
ordinata e verranno così “bloccati” nella
posizione casuale che avevano nel
momento della solidificazione. In questo
caso si parla di SOLIDI AMORFI. (Amorfo
significa “senza forma” con riferimento però
non alla forma esterna ma a quella interna,
cioè al reticolo cristallino).
Ad esempio il vetro è un solido amorfo in
quanto le sue molecole sono disposte in
modo casuale e non ha quindi un reticolo
cristallino.
MINERALI
La forma del reticolo cristallino determina la forma del minerale.
Pirite
Quarzo
Fluorite
MINERALI
In base alla forza con cui gli atomi di un minerale si legano tra loro, si può
determinare la loro DUREZZA.
MINERALI
In base alla loro costituzione chimica i minerali vengono classificati in:
-ELEMENTI NATIVI cioè non combinati con altri elementi. Es: Diamante e Grafite
(C), Oro (Au), Rame (Cu).
-ALOIDI es: Salgemma (NaCl, il sale da cucina), Fluorite (CaF2).
-OSSIDI e IDROSSIDI es: Quarzo (SiO2), Ematite (Fe2O3), Magnetite (Fe3O4),
Bauxite (Al2O3 idrato).
-CARBONATI, SOLFATI e FOSFATI es: Calcite (CaCO3), Gesso (CaSO4 idrato).
-SILICATI es: Quarzo (SiO2), Talco. Questo gruppo forma più del 90% delle rocce
della crosta terrestre ed è quindi un gruppo molto studiato. L’unità fondamentale
presente nei reticoli cristallini dei silicati è un tetraedro costituito da un atomo di
silicio circondato da 4 atomi di ossigeno.
La diversa disposizione dei tetraedri nel reticolo cristallino permette di classificare i
silicati in diversi gruppi.
MINERALI
Importanza dei minerali
I minerali son indispensabili nella civiltà moderna.
Alcuni vengono utilizzati tal quali (es. talco, amianto, zolfo, ecc.).
La maggior parte vengono trattati per ottenere materiali utilizzabili (ad
esempio sono impiegati per la produzione di mattoni, vetro, cemento,
gesso da presa, leghe metalliche).
I minerali ci accompagnano durante la nostra vita (sono impiegati in
componenti elettronici, saldature, batterie, vernici, composti chimici,
gomme, motori, telecomunicazioni, lattine, e quasi ogni cosa vi possa
venire in mente).
ROCCE
“Le rocce sono ammassi di materiale costituiti da aggregati di
minerali”.
Le ROCCE possono essere classificate in tre gruppi in
base alla loro origine:
Rocce MAGMATICHE o
IGNEE
Rocce
SEDIMENTARIE
Rocce
METAMORFICHE
Si sono formate
attraverso un processo di
solidificazione di
materiale fuso (magma)
proveniente dalle
profondità della Terra.
Derivano dalla
deposizione
(sedimentazione) di
materiali di diversa
origine, dai frammenti
derivati dall’erosione di
rocce ai resti di
organismi viventi.
Derivano da un
processo di profonda
trasformazione di rocce
preesistenti, dovuto
soprattutto all’aumento
di temperatura e di
pressione.
ROCCE Ciclo Litogenetico
Non bisogna però pensare che che ognuno dei grandi gruppi di rocce visti
precedentemente abbiano una storia indipendente dagli altri; bisogna pensare
invece che “una qualsiasi roccia è materiale grezzo per un’altra”.
I processi che portano alla formazione delle rocce magmatiche, sedimentarie e
metamorfiche fanno parte di un unico ciclo detto
CICLO DELLE ROCCE o CICLO LITOGENETICO.
ROCCE Ciclo Litogenetico
Per capire questo passaggio da una roccia ad un’altra guarda lo schema qua sotto e immagina di partire da
un magma che si trova nelle profondità della Terra e che, risalendo, dà origine a rocce ignee. Se si
solidifica prima di raggiungere la superficie abbiamo le rocce ignee intrusive, se invece solidifica dopo
essere stato eruttato abbiamo le rocce ignee effusive.
Questi due tipi di rocce (le prime in seguito ad un sollevamento), a contatto con gli agenti esogeni (acqua,
vento ecc.), vengono erose: si originano così i sedimenti che formeranno le rocce sedimentarie.
Sia le rocce sedimentarie che quelle ignee possono essere metamorfosate (compresse e riscaldate)
quando vengono portate in profondità dai movimenti della crosta terrestre. Talvolta queste possono essere
fuse dando così origine di nuovo a rocce ignee.
Anche le rocce metamorfiche, se portate in superficie, vengono erose dando così origine alle rocce
sedimentarie.
Il passaggio da un tipo di roccia ad un altro richiede tempi geologici (migliaia o milioni di anni).
Distinguiamo due tipi di rocce magmatiche
ROCCE
Magmatiche
o Ignee
Rocce
magmatiche
intrusive o plutoniche
Derivano dalla solidificazione sotto la superficie terrestre di un
MAGMA (sistema complesso di roccia fusa, comprendente acqua,
altri fluidi e sostanze gassose). In questo caso il raffreddamento
avviene molto lentamente (migliaia di anni o anche milioni) e la
roccia conterrà cristalli ben visibili ad occhio nudo.
Rocce magmatiche effusive
Derivano dalla solidificazione, sopra la superficie terrestre, della
LAVA (magma giunto in superficie attraverso fratture della crosta,
che ha perso i componenti volatili). In questo caso il raffreddamento
avviene in modo brusco (giorni, mesi o anni) e la roccia conterrà
qualche grande cristallo immerso in una pasta di fondo dovuta alla
rapida solidificazione.
ROCCE Magmatiche o Ignee
Riconoscere
intrusiva
una
roccia
Una roccia magmatica
intrusiva è caratterizzata da
una STRUTTURA
GRANULARE o
OLOCRISTALLINA
determinata dalla presenza di
cristalli ben formati
giustapposti uno accanto
all’altro.
ROCCE Magmatiche o Ignee
Riconoscere una roccia intrusiva
una roccia magmatica effusiva è caratterizzata da varie strutture:
STRUTTURA PORFIRICA con la
presenza di pochi cristalli riconoscibili
immersi in una massa vetrosa
(PORFIDO)
STRUTTURA
MICROCRISTALLINA con cristalli
piccolissimi e non riconoscibili ad
occhio nudo (BASALTO i famosi
“Sanpietrini”)
STRUTTURA VETROSA in cui non si
formano cristalli (OSSIDIANA o Vetro
lavico)
STRUTTURA VACUOLARE ricca di
bolle d’aria (POMICE)
ROCCE Sedimentarie
Le rocce sedimentarie si originano dalla deposizione (sedimentazione) di
frammenti (sedimenti) di altre rocce o minerali, in un bacino
sedimentario (che può essere un fondale marino o lacustre).
Il processo che porta alla formazione di questo tipo di rocce è detto
processo sedimentario ed è costituito dalle seguenti fasi:
Erosione della roccia madre;
Trasporto dei detriti;
Sedimentazione dei detriti;
Litificazione (dal greco lithos = pietra).
ROCCE Sedimentarie
Talvolta i sedimenti si conservano così come
sono stati depositati, abbiamo così sedimenti
incoerenti (non legati insieme) come le
sabbie e le ghiaie.
Di solito però i sedimenti vanno
incontro a processi complessi, chiamati
nel complesso diagenesi, che
trasformano i sedimenti in rocce
sedimentarie.
La litificazione è il più comune tra i processi di diagenesi e porta alla formazione della
roccia sedimentaria vera e propria.
Prima però deve avvenire la compattazione cioè una diminuzione del volume del
sedimento (a causa dell’espulsione di acqua) dovuto al peso dei sedimenti che si
sovrappongono.
Poi deve esserci una cementazione dei granuli che costituiscono il sedimento. In gran
parte ciò avviene grazie alla deposizione dei vari sali minerali, che fungono da cemento,
rilasciati delle acque che circolano nei sedimenti.
ROCCE Sedimentarie
Anche le rocce sedimentarie vengono classificate in base all’origine dei
sedimenti
Detritiche: si formano a partire da
frammenti derivati dalla
disgregazione meccanica di altre
rocce; sulla base delle dimensioni dei
frammenti avremo diversi tipi di rocce
detritiche (conglomerati, arenarie … )
Chimiche: derivano da sedimenti che
si formano per fenomeni chimici;
Organogene: originano
dall’accumulo di sostanze che
derivano da organismi viventi (fossili).
ROCCE METAMORFICHE
Le rocce metamorfiche derivano dalla trasformazione di
rocce appartenenti ai precedenti due gruppi, che
hanno subito delle trasformazioni (metamorfosi) della
composizione mineralogica e della struttura della
roccia.
Queste trasformazioni si realizzano quando le rocce
vengono a trovarsi in condizioni di pressione e
temperatura molto diverse rispetto a quelle in cui si
sono formate.
IL SUOLO
È la parte più superficiale della crosta terrestre, e deriva dalla
disgregazione fisica e chimica della roccia che ricopre.
Costituito da sostanze minerali e residui organici, il suolo
influenza lo sviluppo della vegetazione e di conseguenza la
distribuzione degli animali e degli insediamenti umani.
L’osservazione di una sezione orizzontale ci permette di
distinguere diversi strati detti orizzonti.
IL SUOLO
Orizzonte O: strato più superficiale formato da
resti animali e vegetali in decomposizione e
humus (materiale organico quasi completamente
decomposto);
Orizzonte A: qui oltre alla componente minerale
troviamo la massima quantità di humus;
Orizzonte B: si trova più in profondità ed è
povero di sostanze organiche;
Orizzonte C: si trova ancora più in profondità e
costituisce la base del suolo; è costituito da roccia
disgregata la quale mantiene ancora le principali
caratteristiche della roccia madre inalterata
sottostante;
Orizzonte R: è il livello della roccia madre
inalterata da cui è derivato il suolo sovrastante.
