ROCCE
Per roccia si intende un oggetto ben DIVERSO dal minerale
•Una roccia può essere definita come un aggregato naturale formato da
più minerali (raramente da uno solo) e a volte da sostanze non
cristalline. Una roccia si forma tramite uno o più processi geologici.
Le rocce che affiorano sulla superficie terrestre derivano da tre processi
chimico-fisici fondamentali:
• cristallizzazione da un fuso magmatico (rocce magmatiche)
• ricristallizzazione di rocce già esistenti (rocce metamorfiche)
• precipitazione da una soluzione (rocce sedimentarie)
Crosta superficiale: meno dell’1 % della massa totale della Terra
E’ divisa in crosta oceanica (5-7 km di spessore) e crosta continentale
(30-35km di spessore) e con densità media di 3. Otto elementi chimici
predominano nella composizione della crosta:
O=46,60%
Mg2,09%
Si=27,72%
Ca=3,63%
Al=8,13%
Na=2,83
Fe=5,00%
K=2,59%
Mantello: 68% della massa totale della Terra
Diviso in mantello superiore (fino a 350-400 km), zona di transizione
(da 400 a 1000 km), mantello inferiore (da 1000 a 2900 km).
che ha densità maggiore della crosta, è costituito da roccia una roccia
ultrabasica il cui minerale fondamentale è l'olivina (Mg2SiO4).
Nucleo:
Diviso in un nucleo esterno liquido e nucleo interno solido. Dovrebbe
essere costituito da ferro metallico e da silicio per il 90% e da nichel per
il 10%
Riconoscimento e Studio delle
rocce (petrografia)
•Proprietà fisiche: rocce coerenti, compatte, incoerenti, sciolte;
•Proprietà composizionali: monomineraliche, polimineraliche;
•Proprietà genetiche: rocce magmatiche o ignee
formatesi per cristallizzazione di un magma
rocce metamorfiche
formatesi in seguito alla trasformazione di
altre rocce sotto l'azione di agenti esterni quali
pressione e temperatura
rocce sedimentarie
formatesi in seguito al deposito di materiale
proveniente dalla degradazione di altre rocce
ROCCE MAGMATICHE
Le rocce magmatiche sono quelle che si formano dalla
cristallizzazione di un magma. Queste rocce sono generalmente
classificate in base a:
•composizione mineralogica (classificazione di Streckeisen)
•composizione chimica (classificazione TAS- Total Alkali vs Silica)
La classificazione di Streckeisen è basata sulla composizione
mineralogica (percentuali in volume).
In essa si individua un doppio diagramma triangolare con
Q=quarzo; A=feldspati alcalini (ortoclasio); P=plagioclasi
(labradorite, anortite); F=feldspatoidi. Non vengono presi in
considerazione i minerali femici=M (biotite, anfiboli, pirosseni,
olivina).
Q, A, P, F sono minerali sialici, cioè in prevalenza silicoalluminiferi, per lo più di colore chiaro. M contraddistingue i
minerali femici, cioè in prevalenza ferro-magnesiaci, per lo più di
colore scuro.
Il diagramma viene suddiviso, in base alle percentuali relative dei
componenti, in quindici campi, ciascuno dei quali corrisponde ad
una roccia plutonica e ad una roccia vulcanica. Vi sono
naturalmente termini di passaggio fra un campo e l'altro. Il
sedicesimo campo, comprendente le rocce composte da minerali
femici.
1.CLASSIFICAZIONE DI STRECKEISEN (1967)
Classificazione TAS (Total Alkali vs Silica)
Descrizione del campione a mano
Colore:
chiaro/scuro
Grana:
grossa media fine
Dimensione dei minerali
Tessitura
porfirica afirica
Relazione spaziale tra i cristalli
Forma dei cristalli:
Euedrale Subedrale Anedrale
Grado di cristallinità:
olocristalline ipocristalline ialine
Stima del rapporto quantitativo
tra fasi cristalline e sostanze amorfe
ROCCE METAMORFICHE
Il processo metamorfico, detto appunto metamorfismo comporta
la trasformazione mineralogica di rocce preesistenti. Una roccia
metamorfica si può infatti formare da una roccia ignea,
sedimentaria, o da una stessa roccia metamorfica.
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 (assume una importanza rilevante
anche la presenza di fluidi poichè questa facilita la migrazione
degli ioni nelle strutture mineralogiche.
I fattori che guidano il metamorfisomo sono: variazioni di T,
P e presenza di fluidi.
•gradiente geotermico è un aumento di temperatura variabile
tra i 10°C e i 30°C per ogni chilometro a seconda delle
diverse regioni
più si scende in profondità e più aumenta la temperatura
•Il gradiente di pressione è l’aumento della pressione con la
profondità, in genere si valuta intorno ai 250-300 bar ogni
Km di profondità ed è definita come pressione di
confinamento in quanto come quella presente sott'acqua
agisce con uguale intensità in tutte le direzioni.
•stress o pressioni orientate pressioni orientate secondo
particolari direzioni danno vita a varie strutture visibili sulla
roccia come le foliazioni, lineazioni e scistosità.
TIPI DI METAMORFISMO
Si distinguono tre tipi di metamorfismi:
metamorfismo regionale (su grandi
estensioni),
di contatto (localizzato presso corpi magmatici
intrusivi)
cataclastico (localizzato presso fratture o
faglie).
anatessi: Processo di fusione su grande scala che porta alla formazione
di rocce a composizione granitica partendo da rocce di varia natura
GRADI DEL METAMORFISMO
•Basso: Prevale la Pressione
•Medio: Azione combinata T e P
•Alto: Prevale la Temperatura
Il grado del metamorfismo corrisponde a precise condizioni
termodinamiche e consente di definire fasce metamorfiche diverse
chiamate facies.
Ogni facies è formata da associazioni di minerali che si formano in quel
determinato intervallo di pressione e di temperatura.
In genere le facies metamorfiche prendono il nome di una sola delle
rocce che si possono formare in quelle condizioni termodinamiche, ma
comprendono più specie
•facies: Insieme di rocce metamorfiche cristallizate nelle stesse
condizioni di pressione e temperatura
PH2O in kbar
FACIES METAMORFICHE
Il metamorfismo determina:
•Aumento della grana (cristalli)
•Foliazione
•Orientazione Preferenziale (Metamorfismo di basso grado).
•Quando il metamorfismo è intenso e agiscono forti pressioni
orientate, i cristalli della stessa specie tendono ad accrescersi e a
riunirsi in piani (bande), intercalati da piani di cristalli di specie
diversa (Foliazione).
Un particolare tipo di foliazione è la scistosità che è un particolare
tipo di disposizione dei minerali su piani paralleli o sub-parallele
granito
gneiss
argillite
ardesia
scisto
fillade
argillite
hornfels
sandstone
quarzite
calcare
marmo
slate
phyllite
schist
gneiss
hornfles
quarzite
marble
shale
granite
sandstone
limestone
clay
ardesia
phyllite
schist
gneiss
hornfles
quarzite
marmo
argillite
granito
arenaria
calcare
argilla
ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sedimentarie sono costituite da materiali (detti
sedimenti) provenienti dalla disgregazione, attraverso
processi di varia natura, di rocce preesistenti.
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 (es.:
temperatura, erosione ghiacciai, abrasione vento).
I processi chimici portano a cambiamenti nella composizione della
roccia e nelle sue proprietà con perdita dei caratteri originari (es.:
carsismo, piogge acide).
I processi biologici hanno una notevole influenza sull'alterazione
favorendo sia i fenomeni fisici che i fenomeni chimici (es.: licheni,
muschi, alghe).
Come conseguenza dell'alterazione si formano: i detriti, costituiti da
minerali primari residui (cioè i costituenti originali della roccia) e da
minerali secondari (minerali argillosi a granulometria molto fine)
derivati dai primari in seguito a processi chimici, ed il materiale in
soluzione (ioni alcalini, alcalino-terrosi, ecc.).
La formazione di una roccia sedimentaria può essere suddivisa in
quattro fasi, che rappresentano il "ciclo sedimentario".
- I fase: alterazione delle rocce preesistenti sulla superficie terrestre
con formazione di detriti solidi e di sostanze in soluzione.
- II fase: trasporto del materiale detritico e di quello in soluzione ad
opera dei fiumi, dei venti, dei ghiacciai, ecc.
- III fase: deposizione (sedimentazione) del materiale in ambienti
diversi (continentale, marino, ecc.). La sedimentazione avviene per
strati successivi.
- IV fase: formazione della roccia (litificazione dei sedimenti)
dovuta alla pressione esercitata da altri sedimenti che si accumulano
via via sopra di essi. I processi nel loro insieme prendono il nome di
diagenesi (processi diagenetici).
Tutte le rocce sedimentarie hanno un corrispondente nei sedimenti
attuali non litificati.
CLASSIFICAZIONE
Si distinguono due gruppi:
le rocce detritiche o clastiche derivano dal materiale trasportato
in forma solida
le rocce di precipitazione chimica e biochimica derivano dal
materiale trasportato in soluzione.
La differenza è basata sui diversi modi di trasporto e di
sedimentazione dei materiali.
La suddivisione non è naturalmente netta e sussistono termini
intermedi o di origine non univoca.
ROCCE DETRITICHE O CLASTICHE
Si suddividono in quattro gruppi: conglomerati, arenarie, argille,
tufi
- I conglomerati rappresentano il termine più grossolano; le
dimensioni dei singoli elementi detritici (clasti) vanno da un
minimo di 2 mm ad un massimo di 256 mm (scala di Wentworth).
Corrispondono alle attuali ghiaie.
Con il termine breccia si fa riferimento a quei conglomerati i cui
clasti non hanno subìto trasporto ed hanno mantenuto quindi gli
spigoli vivi; esse hanno origine da crolli e frane.
I conglomerati sono diffusi in tutto l'Appennino.
- Le arenarie rappresentano il termine intermedio; le dimensioni
dei clasti sono comprese fra 2 e 0,062 mm. Corrispondono alle
attuali sabbie.
I principali componenti delle arenarie sono: quarzo, ortoclasio,
fillosilicati.
ARENARIE
Arenite: assoluta prevalenza di quarzo (circa 90%), cemento siliceo,
clasti ben arrotondati (hanno subìto un lungo trasporto) e con buona
sfericità. Il colore è generalmente biancastro.
Arcose: elevata percentuale di ortoclasio K(AlSi3O8); i clasti sono
immersi in una matrice fine con cemento costituito dagli stessi
minerali. Il colore è rossastro.
Grovacca: elevata percentuale di matrice fine argillosa con cemento
calcareo; composizione mineralogica variabile con numerosi
frammenti di rocce. Clasti angolosi (hanno subìto breve trasporto) e
con bassa sfericità. Il colore è grigio scuro.
-Le argille rappresentano il termine più fine; le dimensioni dei
clasti sono al di sotto di 0,062 mm. Corrispondono agli attuali
fanghi detritici.
Le argille sono costituite quasi esclusivamente da fillosilicati
(minerali argillosi o minerali delle argille) prodotti
dall'alterazione di altri minerali silicati. Altri componenti sono
quarzo, ortoclasio e miche, presenti però solo nella frazione
più grossolana.
-I tufi rappresentano un gruppo a parte rispetto alle appena
descritte rocce detritiche. Essi sono considerati rocce
sedimentarie poiché subiscono il processo di messa in posto e
successivamente tutti i processi diagenetici che portano alla
litificazione; ciò che li differenzia è la loro origine legata alle
eruzioni vulcaniche esplosive.
ROCCE DI SEDIMENTAZIONE CHIMICA E BIOCHIMICA
Si suddividono in tre gruppi: calcari, dolomie, evaporiti
I calcari comprendono quelle rocce sedimentarie costituite quasi
esclusivamente da calcite (carbonato di calcio). Possono essere presenti,
in percentuali molto basse, altri minerali quali: quarzo, ortoclasio, ecc.
Sono presenti anche termini di passaggio verso le argille (calcari
marnosi, marne calcaree, marne propriamente dette) e le dolomie
(calcari dolomitici, dolomie calcaree).
I processi diagenetici principali sono:
•la cementazione che indica il processo diagenetico principale che porta
alla formazione della roccia compatta attraverso la precipitazione dei
cristalli nelle cavità del sedimento;
•la trasformazione neomorfica indica un processo di sostituzione e
ricristallizzazione (ad esempio la trasformazione di aragonite in calcite);
• la dissoluzione è il risultato del passaggio nei pori di acque sottosature
rispetto alla fase carbonatica presente;
•la compattazione ha luogo durante il seppellimento; la
dolomitizzazione è dovuta alla precipitazione di dolomite.
I calcari propriamente detti hanno origine da:
un processo chimico costituito da una precipitazione
diretta di carbonato di calcio (fenomeno più sensibile in
zone con acque calde),
un processo biochimico dovuto alla rimozione degli
ioni calcio e degli ioni carbonato dalle acque marine da
parte di organismi, come i molluschi, che li utilizzano
per formare il proprio guscio
-Le dolomie contengono invece, in quantità
preponderante, il minerale dolomite. Sono
presenti tutti i termini di passaggio con i
calcari.
-Le marne contengono una percentuale
preponderante di argilla. Anche in questo caso
sono presenti tutti i termini di passaggio con i
calcari.
Si tratta di rocce di colore variabile (grigio,
rosso, verde, bianco o variegato) sottilmente
stratificate e spesso addirittura scagliose.
CLASSIFICAZIONE DI CALCARI E DOLOMIE
Esistono tre sistemi di classificazione. Il primo, più semplice, è
basato sulla granulometria e copmrende:
calcirudite (dimensione dei grani superiore a 2 mm),
calcarenite (fra 2 mm e 0,062 mm)
calcilutite (inferiore a 0,062 mm).
Per superare le imprecisioni di un sistema basato su caratteri
macroscopici, sono state proposte le classificazioni di Folk
(1962) e di Dunham (1962).
Le evaporiti sono rocce formatesi in seguito alla
precipitazione chimica del solfato di calcio, del cloruro di
sodio e di altri sali di minore importanza, in bacini lagunari
con climi caldi e aridi.
