IL PROCESSO
SEDIMENTARIO
LE ROCCE
SEDIMENTARIE
prof. Filippo QUITADAMO
1
Obiettivi 1
Riconoscere
il rapporto tra rocce
sedimentarie e alterazione dei diversi tipi di
rocce, erosione, trasporto, sedimentazione.
Illustrare i fattori, le azioni e le fasi del
processo sedimentario
Indicare e descrivere i vari ambienti di
sedimentazione
Spiegare i criteri e classificare le
rocce sedimentarie.
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2
Obiettivi 2
Descrivere i vari fenomeni fisici e
chimici che alterano le rocce
Illustrare
i
vari
tipi
di
modalità
di
sedimentazione
Indicare
le diverse
trasporto dei sedimenti.
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3
IDEE - GUIDA
Le
rocce
sedimentarie
sono
determinate dal tipo di erosione
erosione,
dal tipo di trasporto ma anche
dall’ambiente di sedimentazione
sedimentazione.
Prima di giungere alla roccia
sedimentaria
si
deve
passare
attraverso
la
diagenesi
o
che
implica
un
litificazione,
litificazione
processo piuttosto lungo.
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4
Parole chiave
Diagenesi
Serie stratigrafica
Piroclastiti
Tilliti
Conglomerati
Areniti
Peliti; evaporiti; roccia
organogena.
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5
Le forze in gioco
1.
2.
3.
Forze esterne o esogene
esogene, il cui motore è
l’energia solare, mentre gli agenti sono di
natura:
FISICO-MECCANICA
CHIMICA
BIOLOGICA.
Il risultato di tali forze è la
formazione delle rocce sedimentarie.
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7
Introduzione
Il processo sedimentario è l’ultimo
dei 3 grandi processi litogenetici che
ci resta da esaminare
esaminare..
A differenza degli altri due, il
processo sedimentario non dipende
da cause endogene, profonde della
litosfera, ma deriva dai processi della
dinamica esogena
esogena..
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8
Introduzione
I processi della dinamica esogena
derivano dalla interazione dei fluidi
dell’atmosfera e dell’idrosfera con
i solidi della litosfera
litosfera..
Il risultato di tale interazione sono i
SEDIMENTI,, che trasportati anche
SEDIMENTI
lontano dal luogo di origine giungono
nel loro ambiente di sedimentazione
sedimentazione..
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9
Introduzione
Alla formazione
delle rocce
sedimentarie
contribuiscono
anche gli esseri viventi
viventi..
Esse in Italia sono le più diffuse e
caratterizzano
molti
paesaggi
geologici italiani
italiani..
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Le rocce sedimentarie
Derivano dal deposito dei
prodotti della degradazione di
rocce preesistenti, per azione
meccanica e
chimica degli
agenti esogeni e per azione
biologica degli esseri viventi
viventi..
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FASI DEL PROCESSO
SEDIMENTARIO
1.
DEGRADAZIONE
2.
EROSIONE E TRASPORTO
SEDIMENTAZIONE
4. Stratificazione e
inglobamento fossili
3.
5.
DIAGENESI o litificazione.
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La degradazione: la formazione
sul posto dei sedimenti
I sedimenti o clasti sono i
frammenti litici diversi per
natura, forma e dimensioni che,
adeguatamente
trasformati,
vanno a costituire le rocce
sedimentarie.
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e
Dai sedimenti
alla roccia
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Cemento e clasti
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15
La degradazione
superficiale
Alterazione fisica
o disgregazione:
disgregazione
l’insieme dei processi
che producono i
frammenti di varie
dimensioni.
Alterazione
chimica o
disfacimento:
disfacimento
Idrolisi, dissoluzione,
idratazione….
Questi due processi si influenzano e rafforzano
a vicenda e dipendono dal clima (nelle regioni
aride prevale la disgregazione) e dall’altitudine (ad
alta quota prevale la disgregazione)..
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16
La degradazione: la
formazione dei sedimenti
1.
2.
3.
Le modalità di formazione dei
clasti sono numerose, ma possiamo
citare tre fattori fondamentali che
agiscono insieme:
FATTORI FISICI
FATTORI CHIMICI
FATTORI BIOTICI.
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Formazione dei sedimenti
FATTORI
FISICI
e
FATTORI
CHIMICI
formano
i
detriti
clastici, cioè frammentati
FATTORI BIOTICI formano i
detriti
biogeni,
formati
da
scheletri, conchiglie di organismi
morti..
morti
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18
La degradazione: la
formazione dei sedimenti
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
AGENTI o FATTORI FISICI:
Variazioni di temperatura
Gelo e disgelo: alternanza di …
Vento
Organismi viventi.
AZIONI:
Termoclastismo
Crioturbazione
Crioclastismo.
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TERMOCLASTISMO
Dal greco Klastòs = spezzato, si
verifica
quando
una
roccia
è
sottoposta
a
sbalzi
termici
considerevoli (in montagna e nei
deserti) per cui le rocce subiscono
dilatazioni
e
contrazioni
con
conseguente frammentazione e
desquamazione o esfoliazione.
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TERMOCLASTISMO
Frammentazione
Frammentazione:profonda,
cioè
fratturazione con deflagrazione
Desquamazione o esfoliazione:
superficiale, si manifesta nelle
rocce eterogenee, con diversi
coefficienti di dilatazione che
producono tensioni differenziali.
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CRIOCLASTISMO
(Krios
Krios = gelo) Processo dovuto al
gelo e disgelo dell’acqua che penetra
nelle fessure delle rocce dove gela,
aumenta di volume e allarga le
fessure stesse, frammentando e
desquamando le rocce.
Si ottengono i clasti che vengono
ulteriormente frammentati.
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CRIOTURBAZIONE
Il gelo provoca rigonfiamenti,
deformazioni nel corpo roccioso
e nel suolo, premessa alla
disgregazione granulare
delle
rocce porose e a quella in blocchi
delle rocce fratturate
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La degradazione: la
formazione dei sedimenti
1.
2.
3.
FATTORI CHIMICI: acqua (H2O),
anidride carbonica (CO2) e ossigeno
(O2), organismi viventi.
AZIONI::
AZIONI
Idratazione e idrolisi
Ossidazione
Dissoluzione.
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La degradazione: la
formazione dei sedimenti
FATTORI BIOTICI: gli esseri
viventi.
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26
I prodotti della
degradazione meteorica
Ioni
Idrossidi
Granuli di quarzo, frammenti
vari, minerali…
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EROSIONE e TRASPORTO
Erosione
Erosione:
rimozione
dei
detriti
prodotti
dalla
degradazione
meteorica
(fisica-meccanica-chimica).
Dipende dal clima
clima, dai rilievi
e dalla vegetazione della
regione.
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28
EROSIONE e
TRASPORTO
Trasporto i sedimenti vengono
Trasporto:
trasportati lontano dal luogo
d’origine, grazie a diversi agenti
agenti.
Tale fase dipende da molti fattori,
tra cui le dimensioni dei clasti.
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TRASPORTO: agenti
Trasporto fluviale
fluviale:: tipo trattivo
(trascinamento)
Trasporto marino
marino::
trattivo e
gravitativo
Trasporto glaciale
glaciale:: tipo trattivo
Trasporto eolico
eolico:: tipo trattivo
Trasporto gravitativo
gravitativo:: le frane.
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30
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31
Sedimentazione: tipi
1.
2.
3.
È la deposizione dei sedimenti e
può avvenire in diversi ambienti.
MECCANICA: per acqua, vento,
MECCANICA
gravità.
CHIMICA: per solubilità,
CHIMICA
evaporazione, precipitazione.
ORGANOGENA: attività organismi.
ORGANOGENA
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Sedimentazione: ambienti
Ambienti o facies
facies:: l’insieme dei
caratteri litologici, strutturali e
paleontologici presenti in una
roccia,
che
esprimono
l’ambiente di sedimentazione,
prende il nome di FACIES
FACIES..
Ci sono tre gruppi di facies
facies::
continentali,, di transizione e
continentali
marine,, divisi in sottogruppi
marine
sottogruppi..
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Sedimentazione: ambienti
1.
2.
3.
Ambienti o facies..
MARINO: neritico, batiale, abissale,
MARINO
adale: in base alla profondità.
CONTINENTALE:arido
CONTINENTALE
(glaciale
e
desertico); idrico (torrentizio, fluviale,
lacustre, palustre), vulcaniche
vulcaniche, spelee
spelee.
TRANSIZIONE:lagunare, litorale, bassa e
TRANSIZIONE
tidale).
alta marea (tidale
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34
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35
Grafico di facies
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36
Facies
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37
Principali ambienti di
sedimentazione
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38
FACIES
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39
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FACIES
Spelee
Spelee:
costituite da sedimenti
eterogenei deposti all’interno di
caverne: materiali rocciosi caduti
dalle volte, fosfati da escrementi di
pipistrelli, resti ossei di mammiferi,
utensili umani, concrezioni calcaree.
Tidali: tra l’alta e la bassa marea.
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DIAGENESI
Comprende
una
serie
di
fisico,
trasformazioni
di
ordine
meccanico e chimico
chimico, che partendo
dai sedimenti incoerenti portano alla
litificazione.
litificazione
Dura un arco di tempo lunghissimo e
dipende da molti fattori.
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DIAGENESI: fattori
Natura dei sedimenti
Ambiente di sedimentazione
Pressione degli strati sovrastanti
Temperatura
Profondità degli strati.
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DIAGENESI: fasi
COMPATTAZIONE:
COMPATTAZIONE
riduzione di volume
dei sedimenti con eliminazione di acqua e
gas.
RICRISTALLIZZAZIONE:
RICRISTALLIZZAZIONE
scioglimento
minerali e ricristallizzazione.
CEMENTAZIONE::
CEMENTAZIONE
precipitazione
sostanze cementanti (CaCO3 - SiO2)
di
METASOMATOSI::
METASOMATOSI
di
sostituzione
minerali..
minerali
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DIAGENESI
Un fango
fango:: diventa un’argilla
Una sabbia diventa un’arenaria
Una
ghiaia
diventa
un
conglomerato.
conglomerato.
N.B. La diagenesi avviene senza
temperature e pressioni elevate,
mentre il tempo gioca un ruolo
importante..
importante
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Giacitura e struttura
GIACITURA a strati. Disposizione spaziale di
uno strato che può essere inclinato, orizzontale,
verticale.
È
definita
da
due
parametri:
immersione e pendenza.
STRUTTURA: compatta, porosa, vacuolare. Le
STRUTTURA
caratteristiche macroscopiche di una roccia.
TESSITURA: le dimensioni o granulometria,
TESSITURA
la forma (sferica, appiattita, allungata) delle
particelle.
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La stratificazione
È parallela perché riflette le
condizioni ambientali in cui è
avvenuta.
Lo spessore è di alcuni cm, mm o
dm.
Ha un significato cronologico perché
gli strati più antichi giacciono in basso
rispetto a quelli più recenti.
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La stratigrafia
È la scienza che studia gli strati
rocciosi
nei
loro
caratteri
litologici e paleontologici, nella
loro
reciproca
posizione
e
rapporti..
rapporti
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Elementi di uno strato
Per
strato
si
intende
una
determinata massa di sedimenti
deposti in condizioni ambientali e
fisiche costanti. I suoi elementi sono
sono:
Lo spessore o potenza
Il tetto o superficie superiore
Il letto o superficie inferiore
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Elementi di uno strato
Direzione
Immersione:: tramite la bussola
Immersione
da geologo
Inclinazione:: tramite il
Inclinazione
clinometro..
clinometro
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50
Elementi di uno strato - figura
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51
Elementi di uno strato
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52
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53
Classificazione: criteri
1.
2.
3.
4.
Il criterio più seguito è quello genetico
in base al quale si possono distinguere:
Rocce
clastiche
o
detritiche
o
terrigene o meccaniche
Rocce chimiche
Rocce biogene o biologiche oppure
organogene..
organogene
Piroclastiche:: vulcaniche d’origine,
Piroclastiche
sedimentarie per giacitura
giacitura..
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55
Rocce clastiche o
detritiche
Sono rocce che derivano dalla
frammentazione di altre rocce,
per sedimentazione meccanica
meccanica..
Possono essere:
• Coerenti
• Incoerenti
Incoerenti..
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ROCCE CLASTICHE:
IN BASE
AL DIAMETRO DEI CLASTI
CONGLOMERATI
O RUDITI:
Grana > 2 mm
• brecce
• puddinghe
• ghiaia
Areniti o sabbie
o psammiti:
Con grana tra 2
mm e 1/16mm.
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Argille o lutiti o
peliti,
con grana
< 1/16 mm.
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ROCCE CLASTICHE:
IN BASE
ALLA NATURA DEI CLASTI
•Roccia monogenica:
monogenica:
da un solo tipo di
roccia
•Roccia poligenica
• Conglomerato
Conglomerato:
• I clasti hanno
forma arrotondata
• Breccia
Breccia:: clasti
con spigoli vivi.
1. Breccia glaciale
2. Breccia di frizione
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58
Sabbia e areniti
Clastiche: Foto
Argillite
Ghiaia e
ciottoli
Argilla
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Tufo:
piroclastica
59
Figure rocce clastiche
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60
ROCCE CHIMICHE
CARBONATICHE •Biostroma
Biostroma: cioè
•Calcaree
calcari di
•Travertino
Foraminiferi e
•Stalattiti
Molluschi.
•Stalagmiti
•Bioerma
Bioerma:
•Alabastro
Biocostruite da
•Dolomie
Coralli, spugne,
Alghe….
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Evaporitiche
•Salgemma
•Gesso
•…….
61
BAUXITE
Chimiche: foto
CALCARE
TRAVERTINO
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62
ROCCE BIOLOGICHE
CARBONATICHE
•Calcaree
SILICEE
•Madrepore
•Diaspro
•coralli
•Selce
Rocce
Fosfatiche Combustibili
•Fosforiti
•Torba
•Guano
•Lignite
•Litantrace
•Antracite
•Petrolio.
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Biogene: foto
b) TORBA
a) DIATOMITE
c) ANTRACITE
d)GRAFITE
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65
Foto di r. organogene
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66
Classificazione – fig.
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67
Rocce clastiche particolari
Tilliti:derivano dalla cementazione del till
Tilliti
till,
un sedimento finissimo
erosione glaciale.
derivato
dalla
Torbiditi:derivano
Torbiditi
dal deposito del materiale
delle frane lungo il pendio della scarpata
continentale
(correnti
di
torbida),
con
stratificazione graduata (prima i sedimenti pesanti
poi i fini)
Piroclastiti:dal deposito di ceneri e
Piroclastiti
lapilli vulcanici (i tufi).
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68
Le serie stratigrafiche
Un insieme di strati formatisi nelle
stesse condizioni ambientali viene
denominata formazione sedimentaria.
Una sequenza verticale di strati
costituisce una serie stratigrafica,
dove
ogni
formazione
di
strati
corrisponde ad un certo ambiente, di
cui offre informazioni preziose sui
paleoambienti di sedimentazione
sedimentazione.
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69
prof. Filippo QUITADAMO
70
Caratteristiche
rocce
sedimentarie
1.
Si formano da altre rocce per
degradazioni di tipo fisico,
chimico e biologico
2.
Sono stratificate
Contengono fossili.
3.
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71
Riassunto
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72
prof. Filippo QUITADAMO
73
Verifica
prof. Filippo QUITADAMO
74
Risposte
7. I resti vegetali rimasti sepolti sfuggono alla
ossidazione
e
iniziano
un
processo
di
carbonizzazione e diagenesi, attraverso le forme di
torba, lignite, litantrace e antracite.
8. I frammenti grossolani sono pesanti e si
depositano presso la costa, perché non possono
essere trasportati per grandi distanze. I frammenti
fini sono leggeri e possono essere trasportati a
maggiore distanza dalla costa.
9. Il ciclo del carbonio; l’estrazione dei carboni
fossili;
perché
sono
immessi
rapidamente
nell’atmosfera grandi quantità di CO2.
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75
Verifica a risposta aperta
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Indica i diversi agenti di trasporto dei
sedimenti
Definisci la diagenesi e indica le fasi
Che cosa si intende per facies ?
Illustra i vari tipi di facies
Riporta criteri e classificazione delle rocce
sedimentarie
Quali sono le caratteristiche delle rocce
sedimentarie.
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76
Verifica a S/M
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77
Vero o falso
prof. Filippo QUITADAMO
78
Vero o falso? (1V; 2F; 3V; 4F; 5F; 6V;
7F)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Le rocce evaporitiche si formano nel mare
Il litantrace si è formato in ambiente marino
Diagenesi = formazione rocce sedimentarie
I calcari sono esclusivamente rocce
chimiche
I conglomerati sono rocce incoerenti
I ripple marks sono increspature dei
depositi di spiaggia
I depositi petroliferi sono tipici di ambienti
desertici.
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79
Risposte: 1c;2b;3a;
4a;5c;6d.
prof. Filippo QUITADAMO
80
Risposte:
7d;8a;9a;10a.
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81
Pag. 287
Pag. 285
Pag. 289
Pag. 287
Pag. 290
prof. Filippo QUITADAMO
82
prof. Filippo QUITADAMO
83
Classifica le rocce sedimentarie in base all’origine
prof. Filippo QUITADAMO
84
