MINERALI E MINERALI E ROCCEROCCE

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INDICE

Minerali

Rocce ignee

Ignee intrusive

Ignee effusive

Rocce sedimentarie

Rocce metamorfiche

I MINERALI

La litosfera è composta da rocce: miscugli eterogenei di minerali. Questi ultimi sono sostanze pure (non possono essere separati in sostanze più semplici) sia elementari sia composte. Hanno quattro caratteristiche peculiari:

1) sono sostanze inorganiche allo stato naturale;

2) hanno una composizione esprimibile con una formula mineralogica, che può essere differente da quella chimica. Es.: dolomite = Ca,Mg(CO3)2

(vicarianza);

3) hanno atomi disposti geometricamente, cioè formano un solido cristallino (cella elementare);

4) posseggono proprietà fisiche costanti.

CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI

Silicati

Carbonati

Solfuri

Solfati

Alogenuri

Ossidi

Elementi nativi

Nesosilicati

Inosilicati

Fillosilicati

Tectosilicati

SILICATI: 92% della crosta; tetraedro SiO4

4- più cationi di Al, Fe, Ca, Na, K, Mg.

Sialici (quarzo, feldspati, muscovite) e femici (biotite, anfiboli, pirosseni, olivina).

Classificazione:

Class.

NESOSILICATI(da = isola): [SiO4]4–; Mg, Fe

Olivina

Class.

INOSILICATI(da = fibra): [Si2O6]4–

; Al, Ca, Mg, Fe; a catena singola pirosseni

Augite

Class.

INOSILICATI[Si4O11(OH)]7–

; Al, Ca, Mg, Fe; a catena doppia anfiboli

Orneblenda

Class.

FILLOSILICATI(da = foglia): [Si4O10(OH)2]6–

;Al, K, Mg, Fe; Al3+ può sostituire Si4+;miche: muscovite (Al, K), biotite (Al, K, Fe, Mg)

Muscovite BiotiteClass.

TECTOSILICATI(da = architettura): [AlSi3O8]–

;Al3+ sostituisce Si4+ e l'elettroneutralità è ripristinata da K, Na, Ca;feldspati

Ortoclasio

Plagioclasio

Class.

CARBONATI: gruppo (CO3)2-

CaCO3 (calcite)

Ca,Mg(CO3 )2 (dolomite)

Class.

SOLFURI

FeS2 (pirite)

Class.

SOLFATI: gruppo (SO4) 2-

CaSO4 • 2H2O (gesso)

Class.

ALOGENURI

NaCl (salgemma)

CaF2 (fluorite)

Class.

OSSIDI

Fe3O4 (magnetite)

Class.

[SiO2] (quarzo)

OSSIDI

Class.

ELEMENTI NATIVI

Zolfo

Class.

LE ROCCE IGNEE

Le rocce magmatiche sono composte essenzialmente da silicati. In base al rapporto fra minerali sialici e femici si distinguono rocce acide (SiO2 >

66%), intermedie (66% > SiO2 > 52%), basiche (52% > SiO2 > 45%) e

ultrabasiche (SiO2 < 45%). Un'altra suddivisione delle rocce ignee si basa

sul diverso contenuto in elementi alcalini e alcalino-terrosi: se è maggiore il contenuto di Na e K si parla di rocce della serie alcalina, se è maggiore quello di Ca e Mg si parla di serie alcali-calcica, che è molto più comune. Se il magma solidifica in profondità si ha la formazione di rocce intrusive, se fuoriesce in superficie si formano rocce effusive. Principali gas nel magma: H2O, CO2, CO, H2S, SO2, SO3, HCl, NH3, CH4.

Magma primario Magma secondario

Temperatura 1500 °C 700 °C

Contenuto in silice 50% 70%

Acqua 2% 15%

Altri componenti 48% 15%

MAGMA: roccia silicatica allo stato fuso.

ROCCE INTRUSIVE L'elevata pressione e il lento raffreddamento del magma che solidifica al di sotto della superficie terrestre permettono ai componenti volatili come l'acqua e i gas di rimanere intrappo-lati nel magma, facilitando l'aggregazione di ioni e molecole nei reticoli cristallini dei vari minerali.

In tal modo i cristalli possono svilupparsi notevolmente e la struttura della roccia, definita olocristallina o granulare, risulta caratterizzata dalla presenza di cristalli che occupano tutta la roccia e che sono visibili a occhio nudo o con una lente.

Una struttura particolare è quella pegmatitica, caratterizzata da cristalli di grandi o grandissime dimensioni. Di solito è legata a magmi acidi che, insinuandosi nelle spaccature delle rocce preesistenti, risultano molto ricchi di gas e acqua (agenti mineralizzatori). È una struttura tipica delle rocce filoniane (o ipoabissali).

ROCCE EFFUSIVE

A causa del rapido raffreddamento del magma che fuoriesce in condizioni subaeree o subacquee, la formazione di cristalli è ostacolata o impedita del tutto dal fatto che ioni e molecole risultano immobilizzati troppo in fretta nella roccia che solidifica. Si distinguono tre tipi principali di strutture:

1. vetrosa

2. ipocristallina

3. porfirica

Struttura vetrosa o amorfa: è contraddistinta dall'assenza di cristalli e si ha quando la cristallizzazione è inibita completa-mente.

Struttura ipocristallina: formata da microcristalli invisibili a occhio nudo.

Struttura porfirica: si ha quando è possibile distinguere alcuni cristalli più grandi (fenocristalli) immersi in una pasta di fondo ipocristallina (formata da microcristalli invisibili a occhio nudo) o vetrosa. I fenocristalli si formano quando il magma è ancora situato in profondità o durante la sua risalita, mentre la matrice solidifica rapidamente durante l'effusione in superficie.

ORIGINE DELLE ROCCE IGNEE

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE IGNEESerie alcali-calcica

PRINCIPALI ROCCE INTRUSIVE

Granito

Diorite

Gabbro

Peridotite

GRANITO. Componenti essenziali: quarzo, feldspati, mica biotite; accessori: mica muscovite, anfiboli. Aspetto: colore bianco, grigio chiaro, roseo. Struttura: granulare massiccia, a grana media o fine.

quarzo

ortoclasio

biotite

anfibolo

plagioclasio

Schema

DIORITE. Componenti essenziali: plagioclasio, anfiboli; accessori: mica biotite, pirosseni, quarzo. Aspetto: colore grigio scuro o grigio-nerastro (in massa). Struttura: granulare massiccia, a grana media o grossa.

anfibolo

plagioclasio

Schema

GABBRO. Componenti essenziali: plagioclasio, pirosseni, olivina; accessori: anfiboli. Aspetto: colore scuro in massa, grigio-verde o grigio-bruno. Struttura: granulare massiccia, a grana media.

pirosseno

plagioclasio

olivina

Schema

PERIDOTITE. Componenti essenziali: olivina, pirosseni. Aspetto: colore verde più o meno scuro. Struttura: granulare massiccia.

pirosseno

olivina

Schema

PRINCIPALI ROCCE EFFUSIVE

Riolite

Andesite

Basalto

Ossidiana

Pomice

RIOLITE. Componenti essenziali: quarzo, feldspati; accessori: biotite, anfiboli (orneblenda), plagioclasio. Aspetto: colore grigio chiaro, rosa, violaceo, rosso mattone.

Struttura porfirica con fenocristalli di quarzo (corrosi) e di plagioclasio (cor-rosi e arrotondati) in una pasta di fondo microcristal-lina o parzialmente vetrosa.

quarzo

ortoclasio

plagioclasio

Schema

ANDESITE. Componenti essenziali: plagioclasio (andesina), biotite; accessori: anfiboli e pirosseni. Aspetto: colore grigio-bruno verdastro o nero. Struttura: porfirica, con fenocristalli di plagioclasio e biotite immersi in una massa compatta.

Anfiboli e pirosseni

plagioclasio

Schema

BASALTO. Componenti essenziali: plagioclasio, pirosseno; accessori: olivina, anfiboli, vetro. Aspetto: colore nero, variabile verso il bruno-rossastro o verdastro in caso di alterazione. Struttura: ipocristallina; struttura compatta o scoriacea e vacuolare (nei vacuoli possono cristallizzare vari minerali).

Schema

OSSIDIANA. Componente essenziale: vetro; accessori: minerali di vario tipo. Aspetto: colore rosso, verde scuro o nerastro, talora a bande e chiazze. Struttura: roccia vetrosa (oloialina) caratterizzata da frattura concoide a bordi taglienti e traslucidi.

POMICE. Componente essenziale: vetro; accessori: minerali di vario tipo. Aspetto: colore grigio chiaro. Struttura: roccia vetrosa (oloialina), molto porosa e leggera.

LE ROCCE SEDIMENTARIE

Rocce sedimentarie: processo sedimentarioRocce sedimentarie: processo sedimentario

1) Degradazione fenomeni fisici e chimici che determinano la disgregazione

e l’alterazione delle rocce preesistenti

2) Trasportoa opera di vettori come acqua, ghiaccio, vento

3) Sedimentazionedeposito o precipitazione dei materiali trasportati

4) Diagenesitrasformazione dei sedimenti incoerenti in roccia compatta grazie a costipamento e cementazione

Rocce sedimentarie: processo sedimentarioRocce sedimentarie: processo sedimentario

Rocce sedimentarie: ambienti deposizionaliRocce sedimentarie: ambienti deposizionali

Ambienti continentali, di transizione, marini

Zonazione dell’ambiente marino

Rocce sedimentarie: ambienti deposizionaliRocce sedimentarie: ambienti deposizionali

1) Composizione

insieme dei costituenti detritici e chimici

2) Tessitura

dimensione, forma e disposizione spaziale dei granuli

3) Struttura

caratteristiche macroscopiche visibili in affioramento

Rocce sedimentarie: caratteriRocce sedimentarie: caratteri

Rocce sedimentarie: classificazioneRocce sedimentarie: classificazione

1) Rocce clastiche o detritiche

- Ruditi (clasti >2mm)

- Peliti (clasti <1/16 mm)

- Areniti (fra 2mm e 1/16 di mm)

2) Rocce di origine chimica

3) Rocce organogene

(gesso, salgemma, travertino, alabastro)

LE ROCCE METAMORFICHE

Metamorfismo: fenomeno che comprende le trasfor-mazioni che una roccia subisce quando viene a trovarsi in un ambiente diverso (per T e P) da quello in cui si è formata.

Tali trasformazioni consistono nella blastesi (formazione di nuovi minerali) e in variazioni nella struttura e nella tessitura della roccia, senza che si abbia la fusione o che cambi la composizione chimica.

L'intensità (o grado) del metamorfismo si deduce dalla presenza di minerali indice.

Scistosa

Gneissica

Tipi di strutture

1) di contatto riscaldamento per intrusione di magma nelle rocce

circostanti (agisce la T); alone di contatto;

2) cataclastico in corrispondenza di fratture (agisce la P);

3) regionale ampie zone alla radice delle montagne; implica forti

variazioni sia della P sia della T; dà origine a foliazione;

4) ultrametamorfismo a elevate T si ha parziale fusione della roccia: migmatiti.

Tipi di metamorfismo:

Metamorfismodi subduzione

Metamorfismo di carico

Metamorfismo regionale Ult

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Diagenesi - ROCCE SEDIMENTARIE

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cata

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tico

Metamorfismo di contatto

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE METAMORFICHE

FILLADI: a grana fine (i minerali non sono riconoscibili a occhio nudo) e finemente scistose. Sono costituite in prevalenza da fillosilicati, come miche e clorite. Metamorfismo regionale (come massimo grado di metamorfismo).

MICASCISTI: di grana maggiore rispetto alle filladi e con netta scistosità, contengono più del 50% di miche. Metamor-fismo regionale.

CALCESCISTI: composti da calcite, mica, clorite (un fillo-silicato) e quarzo. Derivano da metamorfismo di calcari con varie mescolanze di argilliti e arenarie. Metamorfismo di grado medio basso.

GNEISS: più ricchi di feldspati dei micascisti. La distinzione, però, si basa sulla scistosità, che negli gneiss non è ben eviden-te, mentre la frattura è a cubetti e a lastre spesse. Metamor-fismo regionale.

SERPENTINITI: derivate da peridotiti, contengono serpenti-no (un fillosilicato). Derivano da metamorfismo regionale.

MARMI: composti da calcite o dolomite a grana grossa, deri-vano da metamorfismo di contatto o regionale di calcari e dolomie.