ITI CANNIZZARO ITI CANNIZZARO “CATANIA” “CATANIA”
Anno Scolastico 2015/16
Corso di Scienze Integrate
Classe 1A meccanica - (SIRIO) - SERALE
Unità Didattica 3:
LE ROCCE IGNEE
Le rocce: distribuzione
Processi LitogeneticiProcessi Litogenetici
Fig. 3.1
IGNEOUS SEDIMENTARY METAMORPHIC
Le rocce: Ambienti e processi di formazione
Le rocce: I principali minerali
Rocce IgneeRocce IgneeRocce formate dal
raffreddamento e dalla consolidazione di un magma
MagmaMagmaFuso silicatico ad alta temperatura (650 to 1200°C).
Miscela di tutti I componenti minerali più I componenti volatili (gas):
H2O, CO2, Cl, F, S
Questi componenti si allontaneranno dal magma allo stato gassoso, quando la Pressione diminuirà.
Si forma nella crosta o nella parte alta del mantello dai 15 ai 100 km
Rocce IgneeRocce Ignee
Formate dal raffreddamento e dalla consolidazione del magma
• plutoniche (intrusive) — raffreddate sotto la superficie
• vulcaniche (effusive) — raffreddate sulla superficie
Fig. 3.2
Fig. 3.2
Intrusive(Granito)
Fig. 3.2
Effusive(Basalto)
Fig. 4.5
Effusive Intrusive
Basalto Gabbro
Riolite GraniteGranito
Granito
Fig. 4.1
Basalto Microcristallino
Fig. 4.1
Struttura delle rocce igneeStruttura delle rocce ignee
Vetrosa (o amorfa) - tipica di Rocce effusive
non sono presenti minerali
Ologranulare Cristallina - tipica di rocce intrusive
rocce fatte da minerali granulari tutti visibili ad occhio nudo
Porfirica tipica di rocce effusive
fenocristalli in massa microcristallina o amorfa
Vescicolare tipica di piroclastiti
con cavità bollose
Struttura Porfirica con fonocristalli
Fig. 4.4
Rocce ignee amorfe e piroclastiti
Fig. 4.3
ObsidianPumice
Ash
Classificazione delle rocce igneeClassificazione delle rocce ignee
In base alla struttura:
• Porfirica, Microcristallina o amorfa: effusive o vulcaniche
• Olocristallina granulare: intrusive o plutoniche
Classificazione delle rocce magmatiche in base Classificazione delle rocce magmatiche in base alla composizione chimicaalla composizione chimica
Classification of Igneous Classification of Igneous RocksRocks
Fig. 4.6
Classificazione delle rocce igneeClassificazione delle rocce ignee
In base ad una maggiore presenza di
• magnesium (Mg) + iron (Fe) = rocce femiche (o basiche)
• silice (Si) = rocce sialiche (o acide)
Classification of Igneous RocksClassification of Igneous RocksWhen we talk about the chemical
composition of a rock we usually speak in
terms of the oxides, e.g.,
Typical basalt Typical granite
SiO2 50% 70%
Al2O3 15% 12%
FeO+MgO 15% 3%
CaO 8% 2%
K2O+Na2O 5% 8%
Classificazione in base alla Classificazione in base alla composizione e alla strutturacomposizione e alla struttura
Effusive Intrusive
Basalto gabbro
andesite diorite
riolite granito
La famiglia delle rocce AlcalineLa famiglia delle rocce Alcaline• Un caso a parte è rappresentato dalla famiglia delle
rocce alcaline, ricche di Na e K tanto da dare origine ad abbondanti minerali dei tipi feldspati o
feldspatoidi. Dai magmi alcalini neutri si hanno le sieniti (intrusive) e le trachiti (corrispondenti effusive).
• Dai magmi alcalini basici si hanno tefriti, fonoliti e leucititi che sono le rocce effusive tipiche del
vulcanismo campano
Classificazione mineralogica
La classificazione di Streckeisen è basata sulla composizione mineralogica (percentuali in volume).In essa si individua un doppio diagramma triangolare con Q=quarzo; A=feldspati alcalini (ortoclasio); P=plagioclasi (labradorite, anortite); F=feldspatoidi. Non vengono presi in considerazione i minerali femici=M (biotite, anfiboli, pirosseni, olivina).Q, A, P, F sono minerali sialici, cioè in prevalenza silico-alluminiferi, per lo più di colore chiaro. M contraddistingue i minerali femici, cioè in prevalenza ferro-magnesiaci, per lo più di colore scuro.Il diagramma viene suddiviso, in base alle percentuali relative dei componenti, in quindici campi, ciascuno dei quali corrisponde ad una roccia plutonica e ad una roccia vulcanica. Vi sono naturalmente termini di passaggio fra un campo e l'altro. Il sedicesimo campo, comprendente le rocce composte da minerali femici.
1.CLASSIFICAZIONE DI STRECKEISEN (1967)
La composizione del magma ne La composizione del magma ne influenza il comportamento quando influenza il comportamento quando
ancora fluidoancora fluido
Maggiore è il contenuto in SiO2 (silice), maggiore è la
viscosità
Fattori che controllano la Fattori che controllano la viscosità di un magmaviscosità di un magma
• Composizione:alto SiO2 = alta viscosità
• basso contenuto in volatili = alta viscosità
• Temperatura: bassa temperatura = alta viscosità
Origine dei magmiOrigine dei magmi• Graniti e granodioriti (rocce acide) costituiscono il 95%
delle rocce intrusive• Basalti e andesiti formano il 98% di quelle effusive• Magmi primari (fusione parziale del mantello superiore
peridotidico)• Magmi anatettici (fusione parziale della crosta
continentale)
Differenziazione magmatica:• Cristallizzazione frazionata• Mixing• Contaminazione
Il processo di fusione completa di una roccia e la completa cristallizzazione
del magma non cambia la composizione del sistema, ma se
l’uno o l’altro dei processi avviene parzialmente, la composizione del
magma e/o della roccia neoformata è diversa.
Fusione parzialeFusione parziale
• E’ l’inverso della cristallizzazione frazionata
• L’ultimo minerale formato avrà la più bassa temperatura di fusione
Da dove provengono i magmi?Da dove provengono i magmi?
• BasaltoBasalto: In linea generale, una fusione parziale
(10/15%) del mantello (45% SiO2) produrrà il basalto
(50% SiO2).
• Con l’addizione di acqua, i basalti fondono
parzialmente per produrre AndesiteAndesite (60% SiO2).
• Graniti Graniti Possono anche essere prodotti per
cristallizzazione frazionata di un magma basaltico. La maggior parte dei graniti viene però prodotta per
anatessi.
CristallizzazioneCristallizzazione
Idealmente, la cristallizzazione è l’opposto della fusione
In realtà, il processo di cristallizzazione è più complesso perchè le rocce sono aggregati complessi di molti minerali con differenti temperature di fusione
(cristallizzazione)
Cristallizzazione frazionataCristallizzazione frazionata
•E’ la modifica di un magma per cristallizazione e rimozione dei minerali neoformati durante il raffreddamento.
•Con il raffreddamento si formeranno per primi i minerali che hanno una maggiore Tf. Questi precipiteranno sul fondo della camera magmatica e si allontaneranno dal magma che aumenterà la concentrazione dei minerali restanti nel fuso residuo. (differenziazione gravitativa)
Fig. 4.9a
Cristallizzazione Frazionata per Cristallizzazione Frazionata per differenziazione gravitativadifferenziazione gravitativa
Cristallizzazione frazionataCristallizzazione frazionata
Fig. 4.9b
Differenziazione magmatica Differenziazione magmatica per mescolamento di magmiper mescolamento di magmi
Fig. 4.12
Fig. 4.14
Assimilazione Assimilazione
Serie di BowenSerie di Bowen
Cristallizzazione sempliceCristallizzazione sempliceEsempio: quarzo
Quando la fusione raggiunge la Temperatura di cristallizzazione di un minerale, questi si forma e
non subisce ulteriori cambiamenti con il
raffreddamento
1450°C
no crystals
1440°C 1350°C 1280°C
Ca 50%Na 50%
Ca 30%Na 70%
Ca 45%Na 55%
no liquid
Ca 87%Na 13%
Ca 75%Na 25%
Ca 50%Na 50%
solidcomp.
liquidcomp.
Plagioclase Feldspar
Esempio: Plagioclasi – feldspatoLa composizione del minerale si modifica di continuo
gradualmente durante il raffreddamento
Cristallizzazione continuaCristallizzazione continua
Cristallizzazione discontinuaCristallizzazione discontinua
Con il procedere del raffreddamento, i minerali precedentemente formati
reagiscono con il fuso per produrre nuovi minerali
Olivina Pirosseni Anfiboli Mica
Discontinuous Discontinuous crystallizationcrystallization
1900°C
no crystals
1875°C 1700°C 1554°C
MgSiO3 no liquidMgSiO3 96%
SiO2 4%
solidcomp.
liquidcomp.
1555°C
Mg2SiO4 Mg2SiO4 MgSiO3
MgSiO3 70%
Mg2SiO4 30%
Olivine Pyroxene
Fig. 4.11
Serie di BowenSerie di Bowen
Perchè si forma un magmaPerchè si forma un magma
• Aumento di T
• Diminuzione di P (Apertura di fratture)
• Aumento di PH2O e/o PCO2 (Arrivo di fluidi in grado di idratare le rocce)
Volcanism Due to Partial Melting Volcanism Due to Partial Melting in a Subduction Zonein a Subduction Zone
Fig. 4.19
Magma Chamber Beneath Magma Chamber Beneath Mid-ocean Spreading RidgeMid-ocean Spreading Ridge
Fig. 4.18
Fig. 4.13
Types of Igneous StructuresTypes of Igneous Structures
FineFine
• Grazie
• per avere avuto la pazienza di ascoltarmi
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