Minerali e Rocce in esposizione all’Università della Montagna di Edolo (Brescia) Relatore: Giuseppe Carlo Lozzia Correlatore: Franco Previtali Studente Marco Bernardi Matricola 688967 Anno Accademico 2014/2015 Pagina | 2 SOMMARIO 1 INTRODUZIONE ___________________________________________________________ 4 2 Inquadramento Geologico della Valle Camonica __________________________________ 5 3 Collezionismo e Archiviazione _________________________________________________ 8 4 3.1 La fase di ricerca e raccolta _______________________________________________ 8 3.2 Catalogazione e Archiviazione _____________________________________________ 9 Preparazione di un volume-guida di accompagnamento del visitatore _________________ 11 4.1 I minerali _____________________________________________________________ 11 4.2 Rocce _________________________________________________________________ 86 5 Conclusioni ______________________________________________________________ 156 6 Bibliografia ______________________________________________________________ 157 7 Ringraziamenti ____________________________________________________________ 158 Pagina | 3 1 INTRODUZIONE Il presente lavoro espone i risultati della raccolta, classificazione ed esposizione di minerali e rocce, visibili presso la sede dell’Università della Montagna a Edolo (Brescia). Tali operazioni hanno richiesto un impegno di forze e tempo nell’arco di oltre 2 anni La Mostra Permanente raccoglie esemplari di minerali e rocce scelti secondo particolari criteri e per precisi scopi. Nella prima sezione della mostra, dedicata ai minerali, sono esposti campioni selezionati fra le molte migliaia di specie mineralogiche oggi conosciute, privilegiando quelle che più frequentemente compongono le rocce comuni. Sono comunque esposti anche alcuni campioni di minerali di interesse industriale o scientifico. Come loro criterio ordinatore è stata adottata la classica suddivisione in 8 gruppi cristallo-chimici. I minerali introducono dunque all’esame delle rocce (di cui essi sono i componenti primari), suddivise in ignee, sedimentarie e metamorfiche, con qualche esempio anche di rocce filoniane. Si sono volutamente trascurati gli esemplari di rocce rare. I campioni di minerali e rocce provengono non solo da siti italiani, ma anche da numerose località straniere. Rocce e minerali costituiscono una importante risorsa economica (cave e miniere ne sono esempi pratici) e pertanto una sezione è dedicata anche a talune rocce da costruzione. La Mostra vuole offrire agli studenti, agli scolari, ai docenti, ai diversi visitatori, gli esempi di queste risorse naturali che arricchiscono sia la Valle Camonica, sia più in generale le valli alpine. Pagina | 4 2 Inquadramento Geologico della Valle Camonica Pur non essendo i minerali e le rocce esposti ad Edolo strettamente appartenenti al distretto geologico della Valle Camonica, si ritiene utile premettere le note che seguono sull’assetto geologico della valle. L’assetto geologico e tettonico dell’alto bacino del F. Oglio è compiutamente rappresentato nel Foglio Tirano scala 1:100000 e nei fogli Malonno, Breno, Ponte di Legno, Adamello della Carta Geologica d’Italia in scala 1:50000. Alcune grandi linee di dislocazione tettonica attraversano approssimativamente da OSO a ENE questa porzione delle Alpi. La più settentrionale è la «Linea del Mortirolo», che attraversa e disloca le formazioni cristalline dell'Austroalpino Superiore, costituite da gneiss a due miche, minuti e occhiadini, da micascisti muscovitici, filladici e cloritici, da quarziti e da scisti anfibolici. Si ritiene che l'età del complesso austroalpino sia pre-cambriana. Esso include comunque masse intrusive di età terziaria, prevalentemente granitiche e dioritiche. Più a sud corre la «Linea del Tonale», che è parte della «Linea Insubrica», faglia di grande rigetto che attraversa il versante meridionale delle Alpi e che separa le Austridi, a nord, dalle Alpi Meridionali (Cristallino e Sedimentario Sudalpini). Il Cristallino Sudalpino, pure di età pre-cambriana, è rappresentato in prevalenza, nel settore considerato, da micascisti muscovitici, quarzitici e filladici e da gneiss occhiadini, cloriticogranatiferi e muscovitici. La «Linea Orobica», che si prolunga nella «Linea della Gallinera», è un sovrascorrimento, con trasporto tettonico verso sud, che segna irregolarmente il contatto fra il Cristallino Sudalpino e il Sedimentario Sudalpino. Quest’ultimo complesso comprende, nel settore esaminato, le potenti serie, di età compresa fra il Carbonifero Superiore e il Trias Superiore, costituite da conglomerati e arenarie, argilloscisti e siltiti, marne, dolomi, calcari, variamente alternantisi. Il plutone terziario dell’Adamello - intruso nelle formazioni delle Alpi meridionali- è delimitato dalla “Linea del Tonale”, a nord, e dalla “Linea delle Gidicarie”, ad est. Lo compongono in prevalenza granodioriti e tonaliti, mentre dioriti e gabbri sono piuttosto infrequenti. Nell’alta Val Camonica il Cristallino Austroalpino include graniti, dioriti e gabbrodioriti, ancora facenti parte dei massicci intrusivi terziari, ma forse attribuibili ad una distinta fase del magmatismo alpino. Pagina | 5 Le coperture quaternarie consistono principalmente di: depositi torbosi glaciolacustri e fluviopalustri: depositi fluvioglaciali sciolti; depositi misti morenici e detritici; depositi morenici post-würmiani; falde detritiche e depositi fluvioglaciali cementati; accumuli sciolti di frane e falde detritiche; alluvioni di fondovalle; conoidi di deiezione. Pagina | 6 Pagina | 7 3 Collezionismo e Archiviazione Il riscontrare minerali durante un’escursione in montagna è un evento da ricondurre sì alla conoscenza dei siti geologici più probabili, ma necessita di una discreta dose di fortuna: infatti la sola conoscenza delle particolarità geologiche di un territorio non sempre conduce ad affioramenti con buona esposizione mentre rintracciare blocchi derivanti da crolli consente di riscontrare minerali inattesi. In montagna i siti mineralogici (intesi come siti d’origine) sono costituiti da ambiti in cui la superficie della roccia è fresca (di recente esposizione) e con un discreto grado di fratturazione (che è indice della presenza di fenomeni tettonici); inoltre le zone di accumulo e di distacco di frane, di accumulo di depositi alluvionali o morenici rappresentano ambiti nei quali la variabilità litologica spesso consente di riscontrare minerali provenienti da siti mineralogici spesso lontani. Altre possibili località mineralogiche sono i vuoti minerari, le cave e, semplicemente, gli scassi per lavori stradali e idroelettrici o le zone di accumulo degli scarti delle miniere. 3.1 La fase di ricerca e raccolta L’equipaggiamento del collezionista provetto necessita di: normale equipaggiamento da escursione, che varia a seconda della quota e delle condizioni climatiche ed ambientali; un martello da geologo o similare (del peso minimo di 0,8 o 1.0 kg), a testa larga e possibilmente a penna orizzontale tipo Mauser, ad una o due punte; una serie di scalpelli di varie dimensioni; una spazzola rigida; una lente a 10 ingrandimenti; carta da giornale per imballaggio. Pagina | 8 Utili, ma non assolutamente necessarie, sono: una leva per aprire le fessure senza produrre troppe schegge, etichette e ovatta per avvolgere i campioni molto fragili. La fase di raccolta dovrebbe essere preceduta da una fase di preparazione, comprensiva di consultazione delle carte topografiche e geologiche della zona e di descrizioni scientifiche o a livello amatoriale dei minerali ivi rinvenuti. 3.2 Catalogazione e Archiviazione Il materiate raccolto deve essere successivamente selezionato (scartando le porzioni di rocce meno attraenti – attività consigliata prima di intraprendere la strada del ritorno al fine di evitare il trasporto di pesi inutili), catalogato e infine archiviato. La catalogazione (intesa come la classificazione del campione) va eseguita dapprima mediante l’esame macroscopico esaminandone con cura la forma, il tipo di sfaldatura, la lucentezza, il colore ed eventualmente determinandone la durezza e il colore della polvere; la fase successiva è svolta mediante l’ausilio della lente d’ingrandimento o di un microscopio binoculare. Qualora l’esame del campione con i mezzi primari non ne consenta l’esatta catalogazione è necessario approfondire le conoscenze mediante indagini più raffinate: la misura delle caratteristiche ottiche su granuli, oppure su preparati in polvere immersi in una goccia d'olio di vaselina e successivamente posti su un vetrino ed esaminati al microscopio; i saggi chimici qualitativi alla fiamma, ecc. L’operazione successiva è la preparazione dei campioni per l'archiviazione, che si deve condurre inizialmente mediante la pulizia del minerale da croste o da patine e, in qualche caso, anche da quei cristalli adiacenti che limitano il risalto e la bellezza del cristallo scelto. In genere, la pulizia si effettua mediante l’utilizzo di spazzole, spazzolini e pennelli di diverse dimensioni e durezza; qualora le croste o le patine mostrino resistenza alla semplice azione superficiale, è possibile utilizzare punte d'acciaio o acidi selettivi. A pulizia terminata, la preparazione del campione prevede il lavaggio con detersivi o acqua ossigenata molto diluita. Il collezionista inesperto crede sia necessario isolare totalmente i cristalli: questo è un grave errore poiché la presenza di un sottofondo naturale (matrice) non solo è essenziale dal punto di vista scientifico (consente di valutarne l’origine), ma esalta anche l'aspetto estetico del minerale (non c'è miglior cornice per un minerale che la roccia su cui è cresciuto!). Qualora il campione risulti troppo grande rispetto al minerale che si vuol mettere in evidenza è sì opportuno ridurne le dimensioni, ma Pagina | 9 l’operazione deve essere condotta con accuratezza mediante una piccola pressa a bilanciere munita di lama a scalpello al fine di evitare danni al minerale. I campioni vanno sempre accompagnati da un'etichetta che, oltre ai nome del minerale, deve indicare la località di provenienza, l'anno di raccolta e, nel caso di scambi o acquisti, il nome del fornitore. Un minerale perde molto del suo valore se è di località ignota: occorre tenere un registro aggiornato in cui siano contenuti tutti i dati relativi ad ogni campione della collezione, incluse le osservazioni su di esso compiute o fatte compiere per la definizione della specie. L'archiviazione può essere condotta basandosi sul criterio cristallochimico, che è quello seguito nella parte sistematica di questa guida: il criterio si basa sul tipo di abito cristallino assunto e sulla composizione chimica del minerale. Altri criteri, meno comunemente seguiti, si basano sugli aspetti geografico-regionali, strettamente cristallografici, geologici, economici, o semplicemente alfabetici. Molto diffuse anche le raccolte di tipo monografico, cioè inerenti una sola specie o famiglia in tutte le sue varie forme e provenienze. Pagina | 10 4 Preparazione di un volume-guida di accompagnamento del visitatore 4.1 I minerali Un minerale è un corpo solido omogeneo, generalmente formatosi nella crosta terrestre in seguito a processi che escludono la partecipazione di sostanze organiche. Un minerale ha una composizione chimica ed una struttura atomica definite e costanti. Però le sostituzioni isomorfe tra elementi chimici affini rendono spesso variabile, entro certi limiti, la composizione dei minerali. In cristallografia, parte fondamentale della mineralogia descrittiva, si assumono, come riferimento per la classificazione su base geometrica, i parametri delle facce dei cristalli (detti “costanti di reticolo”): a, b, c. Si individuano così 3 GRUPPI CRISTALLINI: MONOMETRICO (in cui i 3 parametri sono uguali: a = b = c; per esempio nel cubo) DIMETRICO (in cui a = b ≠ c; per es. in un prisma retto a base quadrata) TRIMETRICO (in cui a ≠ b ≠ c; per es. bipiramide rombica). I gruppi sono poi suddivisi in 7 SISTEMI CRISTALLINI: Gruppo monometrico: SISTEMA CUBICO. Gruppo dimetrico: SISTEMA TRIGONALE (ROMBOEDRICO), TETRAGONALE, ESAGONALE. Gruppo trimetrico: SISTEMA ORTOROMBICO, MONOCLINO, TRICLINO. Nel 1938 H. Strunz ha proposto una classificazione generale dei minerali di tipo cristallochimico, ossia basata sul motivo strutturale e sulla composizione chimica. La classificazione prevedeva originariamente 8 gruppi (dal I all’VIII), successivamente portati a 9, con l’aggiunta delle sostanze organiche. Nella presente guida verrà seguita la classificazione di Strunz, elencando solo i minerali aventi una diffusione almeno discreta in natura. Pagina | 11 Le classi sono così composte: I. Elementi nativi, Leghe, Carburi, Nitruri, Fosfuri II. Solfuri (con Seleniuri, Tellururi, Arseniuri, Antimoniuri, Bismuturi) III. Alogenuri IV. Ossidi e Idrossidi V. Nitrati, Carbonati e Borati VI. Solfati (con Cromati, Molibdati e i Wolframati) VII Fosfati, Arseniati e Vanadati VIII. Silicati I gruppo ELEMENTI NATIVI Sono i minerali che hanno la composizione più semplice, essendo costituiti da un solo elemento chimico. II gruppo SOLFURI Sono costituiti da un metallo e da zolfo. I solfuri possiedono un elevato peso specifico. Al gruppo appartengono anche i SELENIURI, TELLURURI, ARSENIURI, ANTIMONIURI, BISMUTURI. III gruppo ALOGENURI Sono composti da un alogeno e un metallo. IV gruppo OSSIDI Pagina | 12 Sono composti da ossigeno e da un metallo o un metalloide. IDROSSIDI Derivano dalla combinazione di ossido e acqua. V gruppo CARBONATI Sono sali dell’acido carbonico H2CO3. Vi appartengono anche i NITRATI (sali dell’acido nitrico HNO3) e i BORATI (sali dell’acido borico H3BO3). VI gruppo SOLFATI Sono sali dell’acido solforico H2SO4. Vi appartengono anche i CROMATI, i MOLIBDATI e gli WOLFRAMATI. VII gruppo FOSFATI Sono sali dell’acido fosforico H3PO4. Al gruppo appartengono anche gli ARSENIATI e i VANADATI. VIII gruppo SILICATI Sono i minerali più comuni nella crosta terrestre. Sono tutti caratterizzati dalla presenza, nel reticolo cristallino, del gruppo [SiO4]4- che costituisce un tetraedro (solido con quattro facce triangolari equilatere) avente al centro Si4+ e sui vertici O2-. Le quattro cariche negative libere del tetraedro consentono il legame diretto con altri tetraedri (come nel quarzo, SiO2) oppure con numerose specie di cationi metallici (Ca2+, Na+, K+, ecc.). In particolare, i silicati vengono distinti in famiglie secondo le diverse modalità di collegamento dei tetraedri fondamentali. Pagina | 13 Si tratta dei: Nesosilicati (dal greco “nésos”, isola): i tetraedri sono singoli e collegati da cationi. Sorosilicati (dal greco “soros”, gruppo): silicati a gruppi di 2 tetraedri. Ciclosilicati (dal greco “kuklos”, anello): i tetraedri (3, 4 oppure 6) formano degli anelli. Inosilicati (dal greco “inos”, filare): silicati a catene di tetraedri, semplici (pirosseni) o doppie (anfiboli). Fillosilicati (dal greco “phyllon”, foglia): tetraedri disposti a strati o fogli, alternati a strati di ottaedri di alluminio o magnesio e ossigeno. Tectosilicati (dal greco “tektòneia”, struttura, architettura): edificio cristallino costituito da tetraedri direttamente uniti per vertici. Nelle schede che seguono sono descritti minerali singoli o gruppi di minerali associati in un singolo campione esposto nella mostra. I simboli utilizzati hanno il seguente significato: Dur., durezza (da 1 a 10 nella scala di Mohs); p.sp., peso specifico o densità (rapporto fra il peso del minerale e il peso di un egual volume di acqua distillata). 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Le rocce sono comunemente costituite da più minerali riuniti in aggregati, ma esistono anche rocce composte da un unico minerale dette monomineralogiche (es. calcare, dolomie, gessi, ecc.). La composizione di una roccia non si esprime con una formula chimica - come nel caso dei minerali–ma con un elenco dei principali minerali costituenti e con le loro percentuali in peso o in volume. È possibile esprimere la composizione di una roccia anche mediante le percentuali in peso dei suoi ossidi elementari ricavate attraverso l’analisi chimica. Le rocce, classificate in base alla loro origine, secondo i criteri della geologia, si distinguono in: rocce ignee, derivanti dalla solidificazione dei magmi; rocce sedimentarie, prodotte dalla disgregazione fisica e dalla alterazione chimica di rocce preesistenti, seguite dal trasporto ad opera di diversi agenti (acque, vento, ghiacciai, gravità) e quindi dalla sedimentazione in ambienti subacquei o subaerei. Alcune rocce sedimentarie sono costruite direttamente da organismi acquatici (scogliere coralline) o sono costituite da accumuli di resti organici; rocce metamorfiche, prodotte dalle intense trasformazioni strutturali subite da rocce in zone profonde della Terra, in condizioni di elevate pressioni (idrostatiche e orientate) e temperature. Pagina | 86 Pagina | 87 Pagina | 88 Pagina | 89 Pagina | 90 Pagina | 91 Pagina | 92 Pagina | 93 Pagina | 94 Pagina | 95 Pagina | 96 Pagina | 97 Pagina | 98 Pagina | 99 Pagina | 100 Pagina | 101 Pagina | 102 Pagina | 103 Pagina | 104 Pagina | 105 Pagina | 106 Pagina | 107 Pagina | 108 Pagina | 109 Pagina | 110 Pagina | 111 Pagina | 112 Pagina | 113 Pagina | 114 Pagina | 115 Pagina | 116 Pagina | 117 Pagina | 118 Pagina | 119 Pagina | 120 Pagina | 121 Pagina | 122 Pagina | 123 Pagina | 124 Pagina | 125 Pagina | 126 Pagina | 127 Pagina | 128 Pagina | 129 Pagina | 130 Pagina | 131 Pagina | 132 Pagina | 133 Pagina | 134 Pagina | 135 Pagina | 136 Pagina | 137 Pagina | 138 Pagina | 139 Pagina | 140 Pagina | 141 Pagina | 142 Pagina | 143 Pagina | 144 Pagina | 145 Pagina | 146 Pagina | 147 Pagina | 148 Pagina | 149 Pagina | 150 Pagina | 151 Pagina | 152 Pagina | 153 Pagina | 154 Pagina | 155 5 Conclusioni Questa rassegna di minerali e rocce intende guidare i visitatori, che speriamo numerosi, nel percorso di osservazione dei 132 campioni esposti dei quali 67 minerali e 65 rocce. All’ingresso della mostra il visitatore trova una versione cartacea della guida per mezzo della quale può accedere a tutte le informazioni scientifiche e tecniche utili all’inquadramento di ogni singolo campione esposto. Le schede, che accompagnano le foto dei minerali e rocce, esposti sono state studiate per poterne estrarne le informazioni comprensibili in rapporto al grado di conoscenza di interesse del visitatore stesso. Oltre alla guida è stato realizzato un sito internet accessibile a chiunque desideri accedervi tramite il portale dell’Università della montagna. La collezione può cosi fornire un quadro sufficientemente ricco dei minerali e delle rocce più comuni nelle Alpi Italiane e in alcuni altri Paesi del mondo. Pagina | 156 6 Bibliografia ASSOCIAZIONE AD METALLA, 2008 – Parco archeominerario della Valle Camonica: catalogazione dei siti minerari. Provincia di Brescia. BELTRAMI G., BIANCHI A., BONSIGNORE G., CALLEGARI E.. CASATI P.. CRESPI R.. DIENI I.. GNACCOLINI M., LIBOR10 G., MONTRASIO A., MOTTANA A., RAGNI U., SCHIAVIATO G. e ZNNETTIN B., 1971 - Note illustrative della Carta Geologica d'Italia. Scala 1:100.000. Foglio 19 Tirano. Servizio Geologico d'Italia, Roma. BERRUTI G., 1981 - Geologia del territorio bresciano. Grafo Ed., Brescia. BIANCHI A., BONI A., CALLEGARI E., CASATI P., CASSINIS G., CO•IZZOLI G., DAL PIAZ G. B., DESIO A., GIUSEPPETTI G., MARTINA E., PASSERI L. D., SASSI E P., ZANETTIN B. e ZIRPOLI G., 1971 - Note illustrative della Carta Geologica d'Italia. Scala 1:100.000. Foglio 34 Breno. Servizio Geologico d'Italia, Roma. D'ALESSIO D., 1986 - Geologia e geomorfologia. In: PREVITALI F. et al., Studi climatologici, idraulici, geologici e pedologici sul bacino del fiume Oglio a nord di Darfo (Valle Camonica). Primi risultati. In: POLELLI M. (a cura di), Metodologie di analisi della marginalità nei territori della Valle Camonica. P.F. IPRA-CNR, Milano. MOTTANA A., CRESPI R., LIBORIO G. (2006). Minerali e rocce. Mondadori Electa, Milano. MARESCH W., MEDENBACH O. (1989). Rocce. Traduzione Italiana, Rizzoli Ed., Gütersloh DE WRACHIEN D., PREVITALI F. (1980). Geopedologia. Guida al corso di mineralogia e geologia. C.L.E.S.A.V., Milano. CASATI P. (Ed.) (1996). Scienze della Terra. Vol.1. Elementi di geologia generale. CittaStudi Edizioni, Milano. BORELLI A., CIPRIANI N. (1987). Guida al riconoscimento dei minerali. Arnoldo Mondadori Editore, Milano. Pagina | 157 7 Ringraziamenti Il momento che stavo aspettando di più di questo cammino universitario erano i ringraziamenti... Ringraziamenti doverosi e sinceri verso tutte le persone che ho incontrato in questo percorso di vita... Ringrazio il professor Franco Previtali, che con la sua grande passione per il mondo della geologia mi ha fatto appassionare ancora di più fino al punto da creare una mostra e vivere l'emozione di scrivere un libro guida; Ringrazio il professor Lozzia per avermi guidato e consigliato in questo cammino di laurea come mio tutor; Ringrazio il dottor Gilberto Zaina per avermi aiutato con le mappe geologiche della valle Camonica; Ringrazio tutti i Professori che mi hanno insegnato e accompagnato in questo cammino, ognuno di loro mi ha lasciato delle lezioni di vita che porterò dentro di me per sempre! Con oggi si chiude un altro capitolo della mia vita!!! Un traguardo che mi ero fissato! Una sfida che mi ero posto!!! E finalmente ho raggiunto il mio obbiettivo!!! Sono passati un po' di anni, ma in questi anni ho conosciuto persone davvero fantastiche, uniche, che mi hanno aiutato a raggiungere questo traguardo! Ed è a loro che va il mio GRAZIE!!! Grazie a tutti voi che mi avete dato la forza per andare avanti!!! Un GRAZIE particolare a quelle persone che durante questo cammino sono diventate delle Stelle che mi guardano da lassù!!! Un ringraziamento particolare alla mia famiglia che mi ha dato il sostegno per arrivare a questo traguardo E un ringraziamento molto speciale va a Linda, che mi ha aiutato a trovare la forza per finire gli ultimi esami e laurearmi!!! GRAZIE Pagina | 158