le rocce

un mare di pietraVermilion Cliffs - Arizona

Deserto salato - Boliviai camini delle fate – Cappadociale rocce si piegano !

PamuKKale – le cascate pietrificate

fossili nelle rocce

canchas de bochas ?? - Argentina

strati verticali

la composizione di una

roccia

è definita dai

minerali

che la compongono

dipende dal

processo di

formazione della

roccia

classificazion

e

processo sedimentario

classificazione delle rocce

processomagmatico

processo metamorfico

il processo magmatico

r

il processo magmatico

4,5 miliardi

La Terra lentamente si raffredda

i minerali con Tf> solidificano per primi determinando associazioni mineralogiche che,

mutano al diminuire della T

il processo sedimentario

il processo sedimentario

• degradazione

• erosione

• sedimentazione

• diagenesi

• litificazione

• trasporto

il processo metamorfico

aumento diT e/o P

trasformazione allo stato solido(senza rifusione)

di rocce preesistenti

cambia la composizione mineralogica della roccia

processo metamorfico

i minerali delle

rocce magmatiche

Oˉ

Oˉ

Oˉ

Oˉ

Si

ione silicato SiO4 4-

tetraedro

• legami covalenti stabili

• elettricamente instabile

polimerizzazione

caratteristiche:

neutralizzazione

neutralizzazionee

polimerizzazione

polimerizzazione

ossigeno ponte O

minerali felsici

densità bassacolore generalmente chiaro

Fe

neutralizzazione

catione

minerali mafici

densità elevatacolore generalmente scuro

(neutralizzazione)Nesosilicati

cationi uniscono i tetraedri

(non esistono O-ponte)Si : O = 1 : 4 Topazio

Al2(F,OH)2 (SiO4)

GranatoCa3Fe2(SiO4)

Olivina

Mg2(SiO4)

Fe2(SiO4)

AegirinaNaFe(Si2O6)

Augite(Ca,Mg...)2((Si,Al)2O6)

Inosilicati: catena singola

pirosseni

Si : O1 : 3

minor contenuto di

cationi

cationi

Inosilicati: catena doppia

anfiboli

Si : O1 : 2,7

Orneblenda

Amianto

Pectolite

legami forti

legamideboli

minor contenuto di

cationi

cationi

Fillosilicati: foglio

Muscovite

Biotite

Talco

miche

Si : O 1 : 2,5

diminuisce ancora il contenuto dei

cationi

quarzoSiO2

Si : O1 : 2

si annulla o diminuisce

il contenuto dei cationi

feldspatiSi+4 sostituito da

Al+3

ortoclasio(K-

feldspato)

plagioclasi

Na,Ca

Na albiteNa,Ca

oligoclasio andesite

labradorite

Ca,Na bytonite

Ca anortite

Tettosilicati

Oligoclasio

Albite

LabradoriteOrtoclasio

soluzioni allo stato solido

lerocce magmatiche

INTRUSIONE EROSIONE

rocce magmaticheorigine: raffreddamento di una massa fusa

intrusive effusive

• lento raffreddamento• agenti mineralizzatori: gas

struttura: macrocristallina

• veloce raffreddamento• agenti mineralizzatori assenti

struttura: microcristallina vetrosa

porfirica

ROCCE IGNEE

granito

rocce felsiche (acide) SiO2 > 65%

intrusive effusive

porfido

ossidiana

pomice

rocce intermedie (neutre) 65% >SiO2> 52%

effusiveintrusive

andesitediorite

rocce mafiche (basiche) 52% >SiO2> 45%

intrusive effusive

gabbro basalto

rocce ultramafiche (ultrabasiche) SiO2 < 45%

picrite

rocce intrusive rocce effusive

peridotite

magma crostale anatettico

acido

magma mantellicobasico

per risalita

adiabatica

per idratazionedel mantello

origine dei magmi

colata di lava

camera magmatica batolite

neck vulcanico

laccolite messoa nudo

dall’erosione

plateau lavico

condotto vulcanico

vulcano

dicco dicco

laccolite

magma crostale anatettico felsico

filone strato

le rocce sedimentarie

rocce

sedimentarie

chimicheorganogene

clastiche

rocce sedimentarieclastiche

disgregazione fisica

• degradazione alterazione

chimica

• erosione

• trasporto

• sedimentazione in bacini

• diagenesi:

processo sedimentario

litificazione

compattazione e cementazione

disgregazionefisica

termoclastismo crioclastismo

bioclastismo

la degradazione

Sedimentazione in bacini

la deposizione dei sedimenti avviene in modo irregolare

gli accumuli hanno struttura discontinuae si presentano in una successione di strati

Compattazione

la diagenesi

la struttura stratificata

A

B

D

C

Tetto dello strato B

Letto dello strato B Piano di

stratificazione

Laminepotenza <

1cmStrato

1cm < potenza < 1m

Bancopotenza >

1m

Strato:è un corpo roccioso tabulare

e rappresenta l’unità strutturale di base delle r.

sedimentarie

coloreCaratteristiche:

potenza (spessore) durezza

ROCCE CLASTICHEclassificazione in base alla granulometria

ROCCIA INCOERENTE ROCCIA COERENTE

• GHIAIA > 2mm CONGLOMERATO

(BRECCE – PUDDINGHE)

• SABBIA 2 ÷ 1/16 mm ARENARIA

ARGILLA < 1/256mm ARGILLITE

LIMO 1/16 ÷ 1/256 mm SILTITE

• PELITI < 1/16 mm

GHIAIA PUDDINGA

BRECCIA PUDDINGA

SABBIE ARENARIE

SABBIE

ARENARIE

ARGILLA ARGILLITE

ROCCE CLASTICHE ghiaia > 2mm

sabbia 2 ÷ 1/16mm

limo-silt 1/16 ÷

1/256mm

argilla<1/256mm

puddinga siltitearenaria

breccia

argillite

ROCCE CLASTICHEclassificazione in base alla composizione chimica

ROCCE CALCAREE

ROCCE SILICEE

ROCCE A COMPOSIZIONE

MISTA

silice (SIO2 )

silicati (SiO4 )

carbonato di calcio (CaCO3 ) calcare

carbonato di calcio e magnesio MgCa(CO3 )2 dolomite

marne: calcari + argilla

alternanza di strati di silice nel calcare

silice

calcare

alternanza di marne e calcare

marne

calcare

meno resistenti

all’erosione

rocce sedimentarieorganogene

ROCCE ORGANOGENE

calcari a foraminiferi

rocce silicee

Diatomeealghe unicellulari con guscio

siliceoRadiolari

protozoi unicellulari con guscio siliceo

Foraminiferiprotozoi unicellulari con guscio

calcareo

farina fossile

ROCCE ORGANOGENE carboni: vegetali fossili

torba

lignite

litantrace

antracite

50m

10m

5m

5m

il carbonederiva dalla decomposizione di piante

che si sono depositate sul fondo di paludi 300 milioni di anni fa

(Carbonifero).

Inizialmente si è formato uno strato di materiale organico compatto detto

torba (fertilizzante), sul quale si sono accumulati numerosi strati di materiale

sedimentario.

La pressione e il calore, esercitati dagli strati sovrastanti, hanno gradualmente

eliminato l'umidità e accresciuto il contenuto di carbonio della torba,

formando il carbone, un magazzino di energia chimica

ROCCE ORGANOGENE

Alghe e plancton, morendo, si depongono sul fondo di bacini poco profondi (paludi, estuari, lagune, mari interni), laddove l'apporto di sostanze organiche è maggiore e le acque sono tranquille così da permettere, insieme all’argilla e alla sabbia trasportate dai fiumi, la sedimentazione.

La trasformazione della sostanza organica deriva dalla subsidenza di questi sedimenti e dal conseguente aumento di temperatura e pressione. Già a ~ 1 Km di profondità e ad una T ~ 60 C° inizia il processo di diagenesi durante il quale i batteri fermentano la sostanza organica che si trasforma in CO2 , CH4 e Kerogene (precursore del petrolio). I sedimenti diventano roccia, in questo caso roccia madre.

In seguito, le spinte tettoniche portano la roccia madre a maggiori profondità, dove, le ulteriori pressioni ed il calore (5-6Km e 200°C) trasformano il kerogene in petrolio. Oltre questo intervallo termico, il kerogene metamorfizza in grafite. I giacimenti petroliferi rimangono intrappolati in rocce (porose) serbatoio, sia sulla terraferma sia sul fondo marino. Il petrolio (olio di roccia) si è formato tra 120 e 80 milioni di a.

idrocarburi: organismi fossili

materia organica

nuovi sedimenti

roccia madre

rocce impermeabili

reservoirroccia madre

ammoniti

nummuliti

bioclastiche

organismi biocostruttori

madreporecorallo di fuoco

atollo (isola laguna)

rocce sedimentariechimiche

ROCCE CHIMICHE• evaporitiche: precipitazione da soluzioni sature

evaporazione mescolamento di soluzioni diminuzione di T

• residuali:

alterazione chimica di rocce preesistenti

dissoluzione

cause della precipitazione

l’evaporazione di acqua marina da una conca di ~ 1 m di diametro rispecchia, su piccola scala,

quanto avviene nell’evaporazione di grandi bacini

evaporite

H2O + CO2 H2CO3

meteorica atmosferica acido

carbonico

CaCO3 + H2O + CO2

Ca(HCO3)2

a: dissoluzione (cavità)

b: concrezione ( travertini, stalattiti, stalagmiti ...)

a

b

DISSOLUZIONE

insolubile solubile

il travertino

forme carsiche epigee

doline

inghiottitoio

foiba

stalattiti

stalattite

stalagmite

colonna

le rocce metamorfiche

processo metamorfic

o• cambia la composizione

mineralogica• non cambia la composizione

chimica

T> e/o P>

la ricristallizzazione

la presenza di lacune consente

agli atomi di muoversi

gli atomi cambiano

posizione senza alterare l’integrità

del solido

gli atomi sono sempre gli stessi ma cambiando di posizione modificano

il reticolo cristallino

La mobilità degli atomi è consentita dalla presenza

delle lacune ed è facilitata dalla temperatura e dalla

presenza di fluidi

La pressione riduce gli spaziformando strutture più compatte

la pressione

litostatica(generata dalla profondità)

agisce in tutte le direzioni

orientata(generata dalle spinte tettoniche)

diminuzione di volume deformazione delle rocce

la pressione orientataP

granito

prima dopo

GNEISS gneiss

il grado di metamorfismo

migmatiti

la serie metamorfica

grado basso grado intermedio grado elevato

tipo di

roccia

rocc

iaar

gill

osa

argill

osci

sto

filla

de

scis

to

gne

iss

fusi

one

cristalli

<1/256mm

cristalli → mica Ø=

la mica (Ø > )

mica, quarzo, feldspati(visibili ad occhio nudo)

mica → quarzo, feldspati granato

migmatiti(caratteristiche metamorfiche e magmatiche)

scistosità diminuisce

clorite (fillosilicato)

muscovite (mica bianca)

biotite (mica nera)

granato (nesosilicato)

staurolite (nesosilicato)

sillimanite (nesosilicato)

feldspato - quarzonon sono minerali

indice

minerali indice

facies metamorfiche:

T modeste – P elevateregimi compressivi

glaucofane (anfibolo)

T modeste – P elevateregimi compressivi

glaucofane (anfibolo)

T → elevate – P elevatissime

regimi compressivi

T elevate – P→ elevatissime

regimi compressivikhondalite

T → elevateintrusione magmatica

marmo

associazione di minerali che presentano lo stesso significato genetico in termini di T e P

tipi di metamorfismoil più importante per la vastità delle zone investite,

è causato da processi dinamici di convergenza tra placche e caratterizzato da elevate T e P

causato da elevate T per l’intrusione di un corpo magmatico

causato soprattutto dalle elevate P che si generano nelle faglie lungo le quali i

blocchi rocciosi scorrono

calcare marmo

metamorfismo da contatto

struttura scistosa

basso grado metamorfico

elevata scistosità

filladi

ardesia

struttura occhiadinagneiss

modesta scistosità

medio-alto grado metamorfico

struttura granulare

scompare la scistosità

alto grado metamorfico

eclogite a granato

rocce crostali

il ciclo litogenetico

MAGMABASICO

MAGMAACIDO

ROCCE MAGMATICHE

INTRUSIVE

ROCCE MAGMATICHE

EFFUSIVE

ROCCE METAMORFICHE

ANATESSI

ROCCE SEDIMENTARIE

ALTE P e T

SEDIMENTI

DISGREGAZIONE – TRASPORTO - ACCUMULO

SOLLEVAMENTO

MANTELLO

CROSTA