minerali e rocce

5/10/2018 minerali e rocce - slidepdf.com

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Una tavoletta topografica

…caratteristiche di una tavoletta topografica• 7’30’’ di longitudine• 5’ di latitudine

• Scala 1:25.000• Equidistanza 25 m

L’Istituto Geografico Militare(IGM) provvede allarealizzazione della CartaTopografica d’Italia. Essaconsta di 285 carte alla

scala 1:100.00 dette Fogli,ciascuno dei quali copreun’area di 30’ in Longitudine e20’ in Latitudine, estesa inmedia 1.500 km2.Ogni Foglio è diviso inquattro Quadranti uguali,

alla scala 1:50.000. A suavolta, ogni quadrante èsuddiviso in quattroTavolette, che sono cartealla scala 1:25.000.



1’

1’

Rappresentazione cilindricatransversa conforme di

Gauss, centrata sul meridianodi Monte Mario



Lettura della carta ed esercitazione

Determinare:

Coordinate geografiche della vetta del M.te Comunitore.

Impostare la proporzione 30” : lt = x’’ : dm per cui x’’ = dm . 30” / lt

Distanza in linea d’aria tra M.te Comunitore e M.Scalandro.Ricordarsi che la scala della Tavoletta è 1.25.000 (1cm= ? ; 1mm= ? )

In che verso scorre il Fosso Farneto?

Dal paese (chiesa) di Umito si vede la chiesa di S.Sabina a NE?

Costruire un profilo topografico.Riportare la traccia del profilo sulla carta. Organizzare un tabella distanze-quote.Usare il foglio millimetrato dove 1cm=250 metri (stessa scala tavoletta). RiportareLe quote sulle ordinate e le distanze sulle ascisse del profilo.

L’angolo azimutale da M.te Scalandra alla chiesa di Umito.

Usare il goniometro

Distanza sulla Costa Capo d’Umito dalla vetta di Colle Pozzoni alla Chiesa di Umito.

Ricordarsi che la scala della Tavoletta è 1.25.000 (1cm= ? ; 1mm= ? )

Area della superficie innevata sopra i 1500 metri….è solo una proposta!.

Distanze mm Quote m



Risultati

• LATITUDINE 42°44’00 Nord, LONGITUDINE 0°52’55,5” Est da Monte Mario• km 1.3• Sud-Nord• No• 90°

• km 2.23



DIDATTICA DELLA GEOLOGIA (A059) - 28/10/2006

LA STRUTTURA INTERNA DEL PIANETA TERRA - I MINERALI - LE ROCCE



21 Ottobre 2006- il pianeta Terra: caratteristiche generali del pianeta nello spazio

- la rappresentazione della superficie terrestre.

28 Ottobre 2006

- la crosta terrestre: minerali e rocce (origine, caratteristiche); - principi di classificazione delle rocce magmatiche, sedimentarie e

metamorfiche;

- ciclo litogenetico; - impiego come materiali utili.

4 Novembre 2006- la giacitura e la deformazione delle rocce- i fenomeni sismici (Terremoti ed interno della Terra)

Presentazione del corso

DIDATTICA DELLA GEOLOGIA (A059)

Indirizzo Scienze naturali



11 Novembre 2006

- i fenomeni vulcanici

18 Novembre 2006

- modello globale: la tettonica delle placche;- la Storia della Terra;- il clima e la vita ai giorni nostri

25 Novembre 2006- il modellamento naturale della superficie terrestre;- il pianeta e l’uomo (interazioni, risorse e rischi)

Presentazione del corso

DIDATTICA DELLA GEOLOGIA (A059)Indirizzo Scienze naturali



OBIETTIVI DELLA LEZIONE ODIERNA

1) La struttura interna e la composizione del pianeta Terra

2) I minerali della crosta terrestre

3) Classificazione delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche

4) Il ciclo litogenetico (la trasformazione delle rocce)

5) Esempi di utilizzazione dei materiali litoidi



TESTI CONSIGLIATI

- Lupia Palmieri e Maurizio Parotto “La terra nellospazio e nel tempo”. Zanichelli Editore.

- Elvidio Lupia Palmieri e Maurizio Parotto“Immagini ed Itinerari del Sistema Terra”.Zanichelli Editore.

- Mottana A., Crespi R, Liborio G. “Minerali eRocce” Mondadori Editore.

- Pasquali O. “Compendio di Scienze della Terra edell’Universo ”Newton & Compton editori.

STRUMENTI DIDATTICI

SITI INTERNET

http://www.musmin.geo.uniroma1.it;

http://tetide.geo.uniroma1.it/sciterra/musei/museogeo



1) STRUTTURA E COMPOSIZIONE INTERNA DELLA TERRA

Il nostro pianeta presenta una struttura AD INVOLUCRI CONCENTRICI, di diversanatura e spessore. A partire dalla superficie terrestre e procedendo in profonditàverso il centro del pianeta abbiamo: LA CROSTA; IL MANTELLO; IL NUCLEO,suddiviso in NUCLEO ESTERNO e NUCLEO INTERNO.La struttura del pianeta è investigata dalla Sismologia, che studieremo nella lezionesui terremoti.

CROSTA = GUSCIO

MANTELLO = ALBUMENUCLEO = TUORLO



Crosta: è l’involucro più esterno del pianeta e il suospessore varia da una media di 35 Km sotto icontinenti (ma con massimi di 70 Km sotto le catenemontuose) ad una media di 6 Km sotto gli oceani.Costituisce solo il 2% del volume della Terra.

La composizione è eterogenea (come vedremodopo), e la sua densità varia da 2.7 (crostacontinentale) a 3 g/cm3 (crosta oceanica).La base della crosta è indicata da una discontinuitàsismica detto superficie di Mohorovicic o Moho

Crosta Continentale

Crosta Oceanica

LA CROSTA

6378

5145

2900

6-35 KmCrosta

MantelloMantello

N u c l e o

N u c l e o

NucleoInterno(SOLIDO)

Profondità (km)

Nucleo

Esterno(FLUIDO)

T P

Moho

GutenbergGutenberg

Lehmann

+

-

D



Procedendo dalla superficie terrestre in profonditàentro la crosta si registra un aumento di

temperatura variabile tra i 10°C e i 30°C per ogni

chilometro a seconda delle diverse regioni. Questa

variazione prende il nome di gradiente geotermico.

Similmente alla temperatura cresce anche il valore

della pressione detta "di confinamento". Questaè di tipo idrostatico, in quanto come quella

presente sott'acqua agisce con uguale intensità in

tutte le direzioni. Il gradiente di pressione o

geobarico in genere si valuta intorno ai 250-300

bar ogni km di profondità (1 bar = 1 atmosfera

che è circa equivalente a 1 kg/cm3).

GRADIENTE GEOTERMICO-GEOBARICO



Mantello: è lo strato intermedio della Terra erappresenta l’82% in volume del pianeta.

Si estende fino a 2900 km di profondità doveun’altra discontinuità sismica detta diGutenberg la separa dal Nucleo.

E’ formato principalmente da peridotite, unaroccia composta da silicati di Fe e Mg(vedremo dopo) e da ossidi di Fe, Mg e Si.

La Temperatura sale da poche centinaia di

gradi sotto la costa fino a 3000 °C prossimitàdel nucleo. La Pressione aumenta nello stessointervallo da 9 a 1400 kilobar. La densitàaumenta da 3.3 a 5.6 g/cm3.

Il mantello, come la crosta, è allo stato solido,

fatta eccezione per una fascia estesa tra 70 e250 km di profondità detta astenosfera dove sicrede ci sia una percentuale ridotta (meno del10%) di materiale fuso).

IL MANTELLO

6378

5145

2900

6-35 KmCrosta

MantelloMantello

N u c l e o

N u c l e o


Profondità (km)

Nucleo

Esterno(FLUIDO)

Moho

T P

Gutenberg

Lehmann

+

-

D



Il nucleo è la parte più interna del pianeta ed haun raggio di circa 3400 km dalla discontinuitàdi Gutenberg fino al centro della Terra ecomprende il 16% del volume della Terra.

La Temperatura sale da 3000°C fino a più di4000°C al centro della Terra, dove la Pressionepuò arrivare ad oltre 3600 kbar. La densità, chealla base del mantello era di 5.6 g/cm3, aumentabruscamente entrando nel nucleo dove varia da9.7 g/cm3 fino ai 13 g/cm3 al centro della Terra.

È formato da Ferro e Nichel. Si divide in unNUCLEO ESTERNO, che si comporta come unFLUIDO ed un NUCLEO INTERNO totalmenteSOLIDO. I due involucri sono separati dalladiscontinuità sismica di Lehmann.

6378

5145

2900

6-35 KmCrosta

MantelloMantello

N u c l e o

N u c l e o


Profondità (km)

Nucleo

Esterno(FLUIDO)

T P

+

-Moho

Gutenberg

IL NUCLEO

Lehmann

D



Abbondanze relative in peso dei 7 elementi che costituiscono il 97%della massa della Terra.Il restante 3% è formato da elementi minori come Nichel, Potassio,

Sodio, Cloro

O50.7%

Mg15.3%

Fe15.2%

Si

14.4%

S3.0%

Al1.4%

Ca1.0%

LA COMPOSIZIONE CHIMICA DELLA TERRA



I minerali sono COMPOSTI CHIMICI caratterizzati da:- una composizione chimica caratteristica esprimibile tramite una

formula chimica (es. Quarzo - Si02);- una struttura ordinata di atomi e particelle elementari (ioni,

molecole) secondo una disposizione geometrica che conferisce alminerale un abito cristallino proprietà fisiche omogenee;

- proprietà fisiche omogenee

2) I MINERALI

I cristalli sono corpi solidi poliedrici(cubi, ottaedri, prismi, ecc..) di formaregolare e dotati di spigoli, facce, piani,disposti secondo determinati assi e

angoli, i quali determinano il grado disimmetria del cristallo.Si dicono amorfi quei minerali che nonsono costituiti da un reticolo cristallino di

particelle elementari.



Caratteristiche fisiche dei minerali: la struttura cristallina

struttura cubica del sale o salgemma (NaCl)

Almandino Fluorite

GalenaFluorite

Magnetite Galena

I principali RETICOLI CRISTALLINI nellaSTRUTTURA dei minerali sono

Cubico: cristalli di sale (NaCl), pirite (FeS2),fluorite (CaF2);

Rombododecaedrico; cristalli di almandino;

Ottaedrico; magnetite (Fe3O4);

Prismatico; quarzo (SiO2)

etc…



La durezza

La DUREZZA è la proprietà di resistere all’abrasione e alla scalfittura.

Si misura secondo la scala di Mohs o altre scale empiriche:

Minerali tenerissimi: rigabili con l’unghia (gesso);

Minerali teneri: rigabili con filo o moneta di rame;

Minerali semiduri: rigabili con il temperino;

Minerali duri: rigabili con una lama d’acciaio;

Minerali durissimi non rigabili con una lama d’acciaio (diamante).

cristallo di diamante

La lucentezza

La LUCENTEZZA misura la capacità di un cristallo di riflettere la luce.

Si riconoscono diversi tipi di lucentezza:

Metallica: se la luce viene totalmente assorbita e quindi la superficiedel minerale è opaca;

Adamantina: la più riflettente e luminosa, tipica del diamante;

Vitrea: è la più comune, presenta vari gradi di trasparenza (es quarzo).

lucentezza metallica (pirite FeS2)e vitrea (quarzo – ametista)



… alcune proprietà non importanti: il colore

Il COLORE non è sempre indicativo del tipo e delle proprietàdi un minerale perché bastano poche impurità nella suastruttura a conferire colori differenti. Ad esempio il quarzo(SiO2) è incolore, semi-trasparente ma una piccola quantità diFerro nella sua struttura lo rende rosa. Solo alcuni minerali

hanno sempre lo steso colore (malachite – verde; cinabro –rosso; lapislazzulo - turchese

… ed altre importanti…

IL MAGNETISMO - Alcuni minerali se immersi in uncampo magnetico esterno ne risultano fortementeattratti. E’ il caso della magnetite, un minerale di ferroche mantiene a lungo le proprietà magnetiche indotte

(si comporta come una calamita)

Quarzo incoloreQuarzo viola (ametista)

LA SFALDATURA - E’ la tendenza dei minerali arompersi per urto secondo superfici piane,parallele ad una o più facce dell’abito cristallino. Il saleo salgemma (NaCl) si sfalda secondo superfici cheformano tra loro angoli di 90° ed i frammenti che nerisultano sono tutti cubici ; le miche invece si sfaldano

in lamine piano parallele sottilissime.

sfaldatura cubica (salesfaldatura lamellare (mica)



Composizione chimica dei minerali. Tipi di minerali

I minerali sono composti chimici caratterizzati da una composizione chimica caratteristicaesprimibile con una formula chimica. Esistono 3000 tipi di minerali.

Una prima grande suddivisione distingue i minerali in

SEMPLICI o NATIVI se sono formati da un solo elemento chimico: es. carbonio (cristallizza in 2forme ossia diamante e grafite in relazione agli intervalli di temperatura e pressione), lo zolfo, ilplatino, l’argento, il rame, l’oro, il mercurio, il ferro, il nichel ecc.

COMPOSTI se sono formati da più elementi chimici e costituiscono la maggior parte dei minerali Sidividono in 7 CLASSI:

SOLFURI FeS2, pirite

OSSIDI e IDROSSIDI Fe2O3, ematite – Al2O3.H2O, bauxite

CARBONATI CaCO3, calcite; CaMg(CO3)2 dolomite,

ALOGENURI NaCl, salgemma,

SOLFATI CaSO4.2H20, gesso,

FOSFATI Ca5(F,Cl,OH)(PO4)3 ,apatite,

SILICATI SiO2, quarzo.I silicati sono i minerali più abbondanti nella crosta e sono formati da silicio (Si),ossigeno ed altri elementi chimici.

SOSTANZE ORGANICHE



La struttura base dei silicati è formata da un tetraedro centrato da un atomo di Silicio (Si)che lega a se quattro atomi di Ossigeno (O). I tetraedri possono poi legarsi tra di loro tramiteatomi di ossigeno messi in comune denominati ossigeno-ponte. Si originano così cateneoppure lamine o reticoli tridimensionali di tetraedri secondo un processo chiamato dipolimerizzazione

Queste strutture silicatiche sono poi legate tra di loro tramite altri elementi come Fe, Mg, K,Na, Ca. L’Alluminio invece può prendere il posto del Silicio nel tetraedro-base

I silicati



MicheMiche (Si,(Si,FeFe, Mg, Al, K, Mg, Al, KPirosseniPirosseni ((FeFe, Mg, Al,, Mg, Al, CaCa,, NaNa))

AnfiboliAnfiboli ((FeFe, Mg,, Mg, CaCa, Al, OH), Al, OH)OlivineOlivine ((FeFe, Mg), Mg)

Minerali silicatici FEMICIFEMICI (con(con FeFe, Mg a legare le, Mg a legare le

strutturestrutture silicatichesilicatiche))

Nesosilicati - Inosilicati - Fillosilicati

QuarzoQuarzo (Silice)(Silice) SiO2SiO2FeldspatiFeldspati KAlSi3O8(Ortoclasio)KAlSi3O8(Ortoclasio)

PlagiocasiPlagiocasi NaAlSi3O8 (Albite)NaAlSi3O8 (Albite)CaAl2Si2O8 (Anortite)CaAl2Si2O8 (Anortite)

Minerali silicatici SIALICISIALICI (con, K,(con, K, NaNa,, CaCa aa

legare le strutturelegare le strutture silicatichesilicatiche))

Tettosilicati

G R

U P P I S T R U T T

U R A L I D I S I L

I C A T I



3) LE ROCCE

Mentre un minerale è come detto un composto chimico uniforme, quindi esprimibile con una

formula chimica, una ROCCIA è il più delle volte un AGGREGATO DI MINERALI

Le rocce quindi solitamente sono ETEROGENEE O COMPOSTE cioè formate da due o piùminerali diversi. Si dicono invece rocce OMOGENEE, SEMPLICI o MONOMINERALIquelle rocce che sono formate da un solo minerale

In natura si riconoscono TRE GRUPPI O TIPI PRINCIPALI di rocce

EFFUSIVE

INTRUSIVE

IGNEE SEDIMENTARIE METAMORFICHE

DETRITICHE

ORGANOGENECHIMICHE

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE

di bassogrado

di gradomedio

di gradoalto

MET. REGIONALE

MET. DI CONTATTO



Rocce ignee o magmatiche: provengono

dalla solidificazione del magma. Ilmagma è un fuso a composizioneprevalentemente silicatica e con una certapercentuale di gas.

Rocce sedimentarie: derivanodall’erosione, trasporto, sedimentazionee cementazione (diagenesi) di sedimenti(materiali incoerenti) presenti sullasuperficie terrestre. A loro volta i sedimenti

si formano per l’azione erosiva degli agentiesogeni (acqua, vento, ghiaccio) su roccepreesistenti o per precipitazione disostanze in soluzione o per accumulo diresti di organismi fossili.

Rocce metamorfiche: si formano inseguito a profonde trasformazionistrutturali e chimiche di altre rocce(ignee, sedimentarie o metamorfiche)sottoposte a variazioni di pressione e

temperatura.

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE



Rocce Ignee o MagmaticheRocce Ignee o Magmatiche



Le rocce ignee o magmatiche derivano dalla dalla solidificazione del magma. Un magma è una massafusa ad alta temperatura che si forma a profondità variabili entro la crosta inferiore o entro il mantello (in

genere tra i 15 e i 100 Km di profondita’). La composizione di un magma è prevalentemente silicatica e ilmagma contiene sempre una certa percentuale di gas.

Rocce ignee intrusive

Rocce ignee effusive

MAGMA

Mantello

Crosta

MOHO

vulcano

ROCCE IGNEE O MAGMATICHE

Dall’interno della crosta terrestre, il magma risale in superficie attraverso vie preferenziali (faglie, fratture)dove trova temperature più basse ed inizia quindi a raffreddarsi e a solidificare.

Inizia un processo di CRISTALLIZZAZIONE del magma: dal fuso si separano (cristallizzano) via via vari

tipi di minerali secondo la temperature di solidificazione/fusione.Se il magma si raffredda lentamente e solidifica interamente entro la crosta senza perdere lacomponente gassosa si formano le ROCCE IGNEE INTRUSIVE.

Se invece il magma nella sua risalita arriva in superficie e subisce un rapido raffreddamento siformano le ROCCE IGNEE EFFUSIVE che fuoriescono da un vulcano sottoforma di lava



Nella formazione delle ROCCE IGNEE INTRUSIVE il magma arriva a solidificare lentamente ecompletamente per una progressiva diminuzione della Temperatura entro la crosta. Tutto il fuso arrivadunque a cristallizzare e la roccia intrusiva che ne deriva ha una struttura GRANULARE, vale a dire èformata interamente dai cristalli di dimensioni visibili ad occhio nudo.

I corpi di rocce ignee intrusive solidificate inprofondità prendono il nome di batoliti. Questicorpi che si formano a migliaia di metri di

profondità arrivano in superficie comeconseguenza di movimenti verticali della crostache le sollevano e/o per l’erosione delle roccesovrastanti che le ricoprono. Nell’immagine sivede il batolite granitico dello Yosemite NationalPark nella Sierra Nevada della California.

Campione di Granito (Roccia Intrusiva)

Granito lucidato (granuli grigi = quarzo;rosa = ortoclasio, bianchi = plagiocasio;neri = miche e anfiboli

Granito in sezione sottile



Nella formazione delle ROCCE IGNEE EFFUSIVE il magma risale fino in superficie dove trabocca comelava. In questi casi la temperatura diminuisce rapidamente da circa 1000°C a quella ambiente e la

pressione scende da valori molto alti (migliaia di atmosfere) a quella ordinaria (e questo comporta laperdita liberando la componente volatile cioè gassosa).

In queste condizioni solo una piccola parte del fuso magmatico, quando è ancora in profondità nellacrosta o mentre sta risalendo riesce a cristallizzare in cristalli di dimensioni apprezzabili. Questi

prendono il nome di fenocristalli (dal greco feno=apparire). Ma quasi tutta la massa fusa del magmaconsolida rapidamente in superficie sottoforma di minuscoli cristalli, visibili solo al microscopio, o informa di vetro. Nel vetro gli elementi chimici non sono organizzati in alcun reticolo cristallino (mineraliamorfi). Cristalli piccoli e vetro formano una pasta di fondo nella quale sono immersi i fenocristalli. Lastruttura che ne deriva si chiama PORFIRICA (dal porfido)

Campione di Riolite (roccia effusiva)

Riolite lucidata (la pasta di fondo è grigio-rosa) Riolite in sezione sottile. Siriconoscono i fenocristalli e la pastadi fondo formata da minuscolicristalli e da vetro (nero)



In casi particolari tutta la massa solida ha una strutturavetrosa, cioè amorfa, senza reticolo cristallino. La rocciache ne deriva si chiama OSSIDIANA e si forma per larapida eiezione da un vulcano di brandelli di magma

ancora interamente fuso, senza fenocristalli formati.

L’arrivo del magma in superficie è accompagnatacome detto da una forte e repentina diminuzione dipressione oltrechè di temperatura. Questo determina la

fuga e dispersione dei materiali volatili, gassosi.Nella roccia restano allora dei vacuoli che la rendonoporosa. Una caso esemplare di questo fenomeno è laPIETRA POMICE, la cui porosità è tale da renderla cosìpoco densa da farla galleggiare sull’acqua.

…ancora sulle ROCCE IGNEE EFFUSIVE



I magmi dai quali derivano le rocce ignee possono avere composizione iniziale differente per cui ilprocesso di CRISTALLIZZAZIONE può portare a ROCCE IGNEE, sia INTRUSIVE che EFFUSIVE conuna composizione mineralogica diversa.

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE IGNEE INTRUSIVE ED EFFUSIVE IN BASEALLA LORO COMPONENTE MINERALOGICA

1) Vi sono magmi con una quantità di silice inferiore al52% in peso e più ricchi invece in Ferro, Magnesio eCalcio (elementi più pesanti) ed originano nel processo di

cristallizzazione minerali FEMICI. Questi magmi sonodetti BASICI o FEMICI e originano ROCCE IGNEEBASICHE O FEMICHE (non contengono SiO2 libera cioèquarzo). Il termine “basica” è riferito al contenuto inSilice, appunto minore del 52% in peso.

2) Va ricordata la presenza di magmi ultrabasici con

percentuale in silice minore del 45% in peso. Dannoorigine a ROCCE ULTRABASICHE O ULTRAFEMICHE(peridotiti)

MicheMiche (Si,(Si,FeFe, Mg, Al, K, Mg, Al, KPirosseniPirosseni ((FeFe, Mg, Al,, Mg, Al, CaCa,, NaNa))

AnfiboliAnfiboli ((FeFe, Mg,, Mg, CaCa, Al, OH), Al, OH)OlivineOlivine ((FeFe, Mg), Mg)

Minerali silicatici FEMICI (conFEMICI (con FeFe, Mg a legare le, Mg a legare le

strutturestrutture silicatichesilicatiche))

Nesosilicati - Inosilicati - Fillosilicati

QuarzoQuarzo (Silice)(Silice) SiO2SiO2FeldspatiFeldspati KAlSi3O8(Ortoclasio)KAlSi3O8(Ortoclasio)

PlagiocasiPlagiocasi NaAlSi3O8 (Albite)NaAlSi3O8 (Albite)CaAl2Si2O8 (Anortite)CaAl2Si2O8 (Anortite)

Minerali silicatici SIALICI (con, K,SIALICI (con, K, NaNa,, CaCa aa

legare le strutturelegare le strutture silicatichesilicatiche))

Tettosilicati

3) Vi sono magmi ricchi in Silicio (Si) eAlluminio (Al) che sono elementi leggeri.Questi danno origine nel processo di

cristallizzazione a minerali sialici e a silice(Tabella sottostante). Questi magmi sono dettiACIDI o SIALICI e danno origine a ROCCEIGNEE ACIDE O SIALICHE. Il termine “acida”indica una percentuale in Silice superiore al65% nella roccia.



GRANITO DIORITE GABBROGRANODIORITE PERIDOTITE

RIOLITE ANDESITEDACITE BASALTO

R O C C E

I G N E E

I N T R U S I V E

R O C C E

I G N E E

E F F U S I V E

%SiO2 (Qtz)

densità

PICRITI

Rocce acide o sialiche Rocce intermedie Rocce basiche65% 52%

Rocce acide o sialiche Rocce intermedie Rocce basiche



Abbiamo visto come per le ROCCE IGNEE, sia INTRUSIVE che EFFUSIVE è è possibile

operare una prima distinzione del loro contenuto mineralogico in base al CONTENUTO INSILICE e distingure cos’ tra ROCCE ACIDE O SIALICHE e ROCCE BASICHE o FEMICHE.

Risulta significativa anche una ulteriore distinzione basata sul contenuto in elementi alcalini(Na,K) ed elementi alcalino-terrosi (Ca, Mg).

Vanno infatti ricordate le rocce alcaline-basiche che presentano un elevato contenuto insodio (Na) e Potassio (K) e che sono tipiche dei vulcani laziali e campani. Tra di esse èconosciuta la leucitite, una roccia ignea effusiva formata da cristalli di un minerale chiamatoleucite immerso in una pasta di fondo vetrosa. È stata a lungo usata nel passato comepavimentazione delle antiche strade romane.

Leucitite e cristalli di leucite Blocchi di leucitite usati per lapavimemtazione di una strada romana



Rocce SedimentarieRocce Sedimentarie



Le rocce sedimentarie possono avere origine differente ma si generano tutte nei livellipiù alti della crosta terrestre e a differenza delle rocce ignee e metamorfiche sonoROCCE ESOGENE, cioè prodotte da fenomeni fisici e chimici attivi sulla superficie

del pianeta. Costituiscono solo il 5% della crosta terrestre ma sono estremamenteeterogenee come tipologia.

ROCCE SEDIMENTARIE

I costituenti sono formati da mineralie frammenti di rocce preesistenti erosi,trasportati e sedimentati dagli agenti

esogeni (vento, acqua, ghiaccio)

I costituenti sonoformati da cristallidi precipitazione

da soluzioni acquose

I costituenti sonoin parte fossili

La roccia è DETRITICAcome

il CONGLOMERATO

La roccia è CHIMICAcome l’ANIDRITE

la roccia è ORGANOGENACome il CALCAREORGANOGENO

La storia nelle rocce sedimentarie



Tutte le rocce sedimentarie registrano i processi fisici, chimici e biologici che le hanno generate;

inoltre, molte contengono fossili. Queste caratteristiche permettono di definire gli ambienti

deposizionali. Gli ambienti deposizionali sono aree specifiche nelle quali avviene la deposizione dei

sedimenti. I sedimenti possono essere granuli, clasti di rocce preesistenti nel caso delle ROCCE

DETRITICHE, precipitati da soluzioni acquose nel caso delle ROCCE CHIMICHE e parti di resti

fossili nelle ROCCE ORGANOGENE.

La storia nelle rocce sedimentarie

SCOGLIERA CORALLINA

AMBIENTE COSTIERO

AMBIENTE FLUVIALE

AMBIENTE

LACUSTRE



Le ROCCE SEDIMENTARIE DETRITICHE derivano dalla DIAGENESI (trasformazione in roccia) di sedimenti

costituiti da detriti di rocce preesistenti prima erosi dagli agenti esogeni, poi trasportati ad opera di fiumi,

vento, mare ed infine deposti in un particolare AMBIENTE DEPOSIZIONALE.

In ROCCIA SEDIMENTARIA DETRITICA possiamo distinguere i CLASTI, cioè i frammenti delle rocce

originarie ed il CEMENTO che li lega assieme, costituito spesso da cristalli di minerali una volta discioltinelle acque che circolavano entro i sedimenti.

ROCCE SEDIMENTARIE DETRITICHE

sedimento roccia

clasticemento

Cl ifi i d ll d t iti h G l t i



Classificazione delle rocce detritiche - Granulometria

GHIAIA

I clasti hanno diametro >2mm

SABBIAI clasti hanno diametro <2mm e >1/16mm

ARGILLAI clasti hanno diametro <1/16mm

CONGLOMERATI

E BRECCE

ARENARIE

ARGILLITI O PELITI

Le rocce detritiche si suddividono in base alla granulometria, cioè alla misuradelle dimensioni dei clasti o detriti che componevano il sedimento originario

Conglomerati e brecce sono tipici di ambienti di

sedimentazione caratterizzati da alte energie di trasporto e

sedimentazione (fiumi, cascate); le arenarie sono tipiche di

ambienti di sedimentazione sia ad alta che bassa energia (piane

costiere, fondali marini, fiumi). Le argille infine sono

caratteristiche di ambienti di bassa energia, come laghi o fondali

oceanici

SEDIMENTO ROCCIA

Caratteristiche delle rocce sedimentarie detritiche -



Un sedimento con ciottoli

ben arrotondati (forme ovali e sferiche, spigolismussati)ben selezionati (di simile granulometria)

Un sedimento con ciottoliangolosi (a spigoli vivi)mal selezionati (diverse granulometrie)

arrotondamento e selezionamento dei clasti

TRASPORTO LUNGO!!!

TRASPORTO BREVE!!!

Caratteristiche delle rocce sedimentarie detritiche



Una roccia con ciottoli

- ben arrotondati- ben selezionati

Una roccia con ciottoli

- angolosi- mal selezionati

arrotondamento e selezionamento dei clasti

Composizione delle rocce sedimentarie detritiche



I minerali più diffusi nelle rocce detritiche sono:

Quarzo (SiO2)Quarzo (SiO2), feldspati (silicati) e minerali delle argille (es miche);la calcite (CaCo3) è invece il minerale più comune nei calcari detritici

Composizione delle rocce sedimentarie detritiche

Roccia sedimentaria in sezione sottile Cristalli di Quarzo

ROCCE SEDIMENTARIE CHIMICHE



Le ROCCE SEDIMENTARIE CHIMICHE sono quelle rocce che si sono formate e si formano tuttora per

processi di natura chimica.Il più evidente tra questi processi è la “precipitazione” sul fondo di bacini acquei come laghi e mari, di

composti (sali) sciolti nelle acque lacustri o marine. La precipitazione avviene quando si supera il

limite di solubilità della sostanza in soluzione acquosa. Questo avviene tanto più facilmente se

sussiste un fenomeno di evaporazione delle acque.

PRINCIPALI ROCCE SEDIMENTARIE CHIMICHE

Calcari: derivano da precipitazioni di carbonato di calcio (CaCO3) dall’acqua del mare. Il fenomeno è

particolarmente diffuso in mari poco profondi, caldi, tropicali magari sottoposti ad evaporazione (barriere

coralline). In alcune occasioni la precipitazione di veli concentrici di carbonato di calcio intorno a

minuscoli granuli di qualunque origine porta alla formazione di un gran numero di piccole sfere dette

ooliti le quali, una volte cementate, danno origine ai calcari oolitici.

calcare oolitico calcari stratificatiBarriera corallina

T i h i bi i i li f i



Evaporiti: derivano da precipitazioni di diversi sali che si

depositano entro un bacino lacustre, costiero (laguna) o

marino poco profondo in seguito ad una forte evaporazione

delle acque in regioni a clima arido. Precipitano dalle acque

prima la calcite (CaCO3), poi il gesso (CaSO4.2H20) e

l’anidrite (CaSO4) e infine il salgemma o sale comune

(NaCl).

Cristallli di salgemma (NaCl)

Selce: deriva da precipitazioni di silice (SiO2) dalle acque

marine.

Travertino: anche in ambienti continentali possono formarsi

calcari per il deposito di CaCO3 da acque sorgive o

idrotermali sovrassature (ricche) in carbonato di calcio. E’questo il caso dei travertini che si formano dove sussistono

forti variazioni di temperatura e pressione nel percorso delle

acque attraverso le rocce (vicino ad una sorgente o ad una

cascata ad esempio), condizioni queste che facilitano laprecipitazione del CaCO3.

Travertino di sorgente idrotermale (Tivoli)

ROCCE SEDIMENTARIE ORGANOGENE



Le ROCCE SEDIMENTARIE ORGANOGENE si formano per il continuo accumulo e disfacimento di

resti fossili di organismi caratterizzati da parti organiche costituite da sostanze minerali (solitamente

CaCO3). La maggior parte di esse si formano in ambiente marino, le più grossolane (con frammenti fossili

più grandi) vicino alle coste, le più fini (con frammenti di dimensioni ridotte) nei fondali aperti.

PRINCIPALI ROCCE SEDIMENTARIE ORGANOGENE

Calcari organogeni: sono rocce formate quasi esclusivamente da CaCO3 sia come parte inorganica che

come resti biogeni (frammenti fossili di conchiglie di molluschi, alghe, coralli, plancton ed altri organismi a

guscio calcareo)

Dolomie:sono rocce formate da un minerale detto

dolomite CaMg(CO3)2 e che si formano per un processo

di dolomitizzazione (sostituzione del Ca con il Mg) di

calcari organogeni. Ne esistono anche alcune di origine

chimica. Dal termine dolomie prendono il nome le

Dolomiti.

resti di coralli in un calcare organogeno



Selce: oltre alle selci di origine chimica ne esistono di natura organogena e sono costituite da un numero

enorme di gusci silicei di organismi detti radiolari o di aghi di spugne. Si parla allora di radiolariti espongoliti.

Carbon fossili: derivano dalla fossilizzazione di grandi masse di vegetali (alberi, piante acquatiche, alghe).

Con il tempo la sostanza organica si arricchisce in carbonio perdendo altri elementi come H, O, N.

Idrocarburi: sono miscele di composti del carbonio e dell’idrogeno. Derivano dalla lentra

decomposizione di sostanze organiche ad opera di batteri anaerobi.

Fosforiti: sono depositi di fosfato di calcio che

derivano da accumuli, ad esempio nelle grotte, di

ossa di vertebrati o di escrementi di uccelli

marini (guano). Sono sfruttati per i fertilizzanti

agricoli.

fosforite

Il contenuto biogenico delle rocce sedimentarie - I Fossili



• Fossili

- sono i resti o le tracce degli organismi;

- possono essere usati per datare le rocce;

- sono parte integrante delle rocce, a volte fino

a costituirne l’unico componente; alcuni

calcari sono costituiti per intero da gusci o

frammenti di gusci (lumachelle).

- danno indicazioni sull’ambiente di

deposizione.

- le strutture sedimentarie biogeniche prendono

il nome di tracce fossilitracce fossili.

- un’ intensa rielaborazione del sedimento da

parte degli organismi prende il nome di

bioturbazionebioturbazione.

lumachella

segni di tracce fossili e bioturbazione



Rocce MetamorficheRocce Metamorfiche

ROCCE METAMORFICHE



Il processo metamorfico o metamorfismo (lett. “cambiamento di forma”)comporta la trasformazione 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”. Questa trasformazione è innescata da alcuni fattori tra cui i

più importanti sono la variazione (aumento) di temperatura e la pressione

In alcuni casi la roccia subisce solo dei modesti cambiamenti in altri si può arrivaread un cambiamento radicale che interessa soprattutto la struttura mineralogica della

roccia. Il metamorfismo consiste dunque nella riorganizzazione dei minerali

esistenti e/o nella formazione di nuovi minerali, più stabili alle nuove

condizioni di temperatura e pressione, alle quali la roccia è sottoposta.

A volte può variare leggermente anche la composizione chimica della roccia. Nel

metamorfismo non si arriva alla fusione della roccia, altrimenti avremo un

magma e poi la formazione di rocce magmatiche.

ROCCE METAMORFICHE

Il processo metamorfico ha luogo quando una roccia viene sottoposta a condizioni di



Temperature e Pressioni diverse da quelle in cui essa si è formata. Infatti quando

sprofondano certi minerali,ad esempio come quelli argillosi, diventano instabili e gli atomi

dei loro reticoli cristallini cambiano disposizione e si formano dei minerali nuovi che sono

stabili in quelle nuove condizioni.

Esempio di metamorfismo. A seguito di

un aumento di pressione alcuni cristalli

dei minerali di un granito si orientano e si

allineano su un piano perpendicolare a

quello su cui agisce la pressione. La roccia

metamorfica che ne risulta, detta gneiss,

presenta una evidente scistosità, vale a

dire una orientazione parallela dei minerali.

Questo tipo di metamorfismo è detto

metamorfismo da carico e si innesta per il

progressivo aumento del peso dei

sedimenti sovrastanti ed in accumulo

sopra un determinato livello roccioso.

GranitoGneiss

TIPI DI METAMORFISMO



METAMORFISMO LOCALE. IL METAMORFISMO DI CONTATTO.

Quando un magma risale attraverso la crosta o si ferma entro di questa provoca un forte aumento di

temperatura nelle rocce con le quali viene a contatto. Si crea così una zona di metamorfismo detta

aureola di contatto il cui spessore può arrivare a qualche Km entro la quale le rocce sono sottoposte a

trasformazioni mineralogiche. Si parla allora di metamorfismo di contatto dovuto essenzialmente alle alte

temperature. E’ il caso ad esempio della trasformazione del calcare, roccia sedimentaria formata da minuscoli

frammenti di CaCO3 in marmo, roccia metamorfica costituita da un mosaico di grossi cristalli di CaCO3.

MarmoMetamorfismo da contatto (aureole di contatto in lilla)

METAMORFISMO REGIONALE



METAMORFISMO REGIONALE.

Nel caso del metamorfismo regionale ampie zone della crosta terrestre possono essere interessate

dal processi metamorfici, che avviene quando movimenti importanti della crosta terrestre fanno

sprofondare al suo interno sedimentarie o magmatiche. In questo caso all'effetto termico dovuto alla

profondità si combina l’effetto della della pressione, che può essere a sua volta legato al peso delle

rocce sovrastanti (pressione e metamorfismo da carico) o per spinte di masse continentali in

movimento (pressione orientata).

Quando nella trasformazione della roccia prevale l’azione delle forti pressioni orientate si formano

minerali appiattiti ed isoorientati (perpendicolarmente alla direzione della pressione). Le rocce che ne

derivano presentano una tipica scistosità, assente nelle rocce originatesi per metamorfismo da contatto.

Le trasformazioni metamorfiche risultano più o meno marcate a seconda dell’entità dell’aumento di

pressione e/o temperatura cui le rocce originarie sono sottoposte. Si parla allora di metamorfismo di

basso, medio e alto grado.

Il processo metamorfico non può continuare all’infinito: oltre certi valori di pressione e temperatura si ha la

fusione della roccia metamorfica con le formazione di magmi detti anatettici, che sono il collegamento tra

rocce metamorfiche ed ignee.

PRINCIPALI TIPI DI ROCCE METAMORFICHE



FILLADI: derivano da metamorfismo regionale di basso grado su

rocce argillose o argilloso-sabbiose; sono formate da minuscoli

cristalli di quarzo e mica (visibili solo al microscopio) e di solito la

scistosità è molto accentuata, tanto da provocare lo sfaldamento

della roccia in sottili lamine.

SCISTI. derivano da metamorfismo regionale di grado medio e alto

su rocce argillose. Tra questi vanno menzionati i micascisti dove sialternano letti di miche (visibili ad occhio nudo) e letti di quarzo in

granuli o lenti che conferiscono alla roccia la tipica scistosità.

GNEISS. derivano da metamorfismo regionale di grado medio e alto

ed hanno una composizione simile a quella dei graniti dai quali

solitamente derivano. Non necessariamente presentano scistosità.

DIAGRAMMA PressioneDIAGRAMMA Pressione--Temperatura (PT) TIPI DI METAMORFISMOTemperatura (PT) TIPI DI METAMORFISMO



Temperatura (°C)o

d e p t h

( k

m

)

2000 0

400 600 800

5

1

5

2 5

3 5

3 0

2 0

1 0

Metamorfismoregionale

Non possibilein natura

P r e s s

i o n e

( a t m )

5 0 0 0

1 0 0 0 0

Metamorfismodi contatto

Metamorfismoregionale

4) IL CICLO LITOGENETICO



I processi magmatico, sedimentario e metamorfico fanno parte di un unico ciclo di

rappresentano diversi stadi: IL CICLO LITOGENETICO.



Ossidiana



Ossidiana

• L’ossidiana è un vetrovulcanico, una pietra lavica

prodotta dall’effusione di lavenon cristallizzate a causa delrapido raffreddamento.Generalmente di colore

nerastro è stata impiegatanella preistoria per laproduzione di oggetti liticicome raschiatoi, punte difrecce, coltelli.



Lo studio delle rocce sedimentarie



Osservazione e acquisizione dati-- Osservare gli affioramentiOsservare gli affioramenti (luoghi dove le rocce sono esposte).- Esaminare con attenzione:

• tessitura,

• composizione,• contenuto fossilifero,• caratteri geometrici dei depositi,• rapporti con le altre rocce.

Un’interpretazione preliminare può essere

data in campagna, ma in genere servonostudi più approfonditi - es. sezioni sottilisezioni sottili.

Strutture delle rocce sedimentarie



• Le strutture sedimentarie sono caratteristiche visibilialla scala dell’affioramento – che si formano durante o poco dopo la deposizione,

– testimonianza dei processi fisici e biologici che agiscono neidiversi ambienti deposizionali.• Le strutture sedimentarie osservate negli ambienti

attuali aiutano ad interpretare l’ambiente

deposizionale di rocce con strutture simili.

Goblin Valley SP, USA

Stratificazione



• La stratificazione è una struttura primaria delle rocce.- per spessori da centimetricia plurimetrici si parla di stratistrati

veri e propri;- per spessori da millimetrici

a decimetrici si parla di laminelamine.

•• LoLo stratostrato èè gradatogradato quandomostra una progressivadiminuzione dellagranulometria.

• La stratificazionestratificazione è incrociataincrociataquando il contatto sullasuperficie deposizionale

è angolare.Zion NP, USA

Ambienti deposizionali e analisi di facies



• Ricordiamo che l’ambiente deposizionale – è il luogo nel quale avviene la deposizione;

– In particolare, è l’area nella quale si origina un tipoparticolare di deposito, in relazione ai processi fisici,chimici e biologici che agiscono in quel luogo.

• La definizione dell’ambiente di deposizioneavviene solo dopo avere determinato – tessiture, strutture, composizione, contenuto

fossilifero, geometrie.• Questa procedura prende il nome di analisi di

facies.

minerali e rocce

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