METAMORFICHE SEDIMENTARIE IGNEE IL SUO COMPITO CICLO ROCCE

METAMORFICHE SEDIMENTARIE IGNEE IL SUO COMPITO CICLO ROCCE CARATTERISTICHE LA GEOLOGIA I MINERALI COME SI FORMANO CARATTERISTICHE CLASSIFICAZIONE DENTRO I MINERALI

METAMORFICHE SEDIMENTARIE IGNEE IL SUO COMPITO CICLO ROCCE CARATTERISTICHE LA GEOLOGIA I MINERALI COME SI FORMANO CARATTERISTICHE CLASSIFICAZIONE DENTRO I MINERALI

LA GEOLOGIA Che cos’ è? La geologia (dal greco γῆ, gê, "terra" e λόγος, logos, "studio") è la branca delle scienze della Terra che studia, appunto, la Terra e i processi che la plasmano e la cambiano, a differenza della geografia che descrive l’aspetto esterno attuale della Terra. La geologia studiando i fenomeni che modificano la Terra, s’interessa anche alla costituzione interna e alla sua storia dall’origine fino ad oggi.

A cosa serve? La geologia è indispensabile per: La utili previsione e la (prevenzione del dissesto idrogeologico degrado Il. Laritrovamento di materiali quali i minerali ed il alla Il. Laritrovamento e lo progettazione di dei strade, canali, gallerie, grazie disastri naturali quali: le del suolo, frane, alluvioni). petrolio. sfruttamento di fonti conoscenza del sottosuolo. eruzioni vulcaniche ed i energetiche collegate al calore terremoti. della Terra.

Le rocce sono un aggregato di minerali che, in percentuale più o meno elevata, costituiscono la crosta terrestre. Le rocce sono prevalentemente eterogenee. Queste sono dette anche composte, in quanto formate da diverse specie mineralogiche, benché esistano anche rocce omogenee (dette anche semplici), formate da un’unica specie mineralogica. Esistono infine rocce che non contengono minerali, come ad esempio le ossidiane o vetri vulcanici, che sono omogenee e amorfe. Lo studio delle rocce si effettua sotto diversi punti di vista: • il punto di vista genetico; • il punto di vista del contenuto mineralogico; • il punto di vista delle strutture e tessiture che costituiscono il diverso modo di aggregazione dei minerali e in genere delle particelle che formano la roccia; • il punto di vista della posizione geologica; • il punto di vista dell’età geologica che viene valutata facendo uso dei criteri stratigrafico-paleontologici e dei metodi di datazione radiometrica. Tutti questi aspetti possono essere sintetizzati nel punto di vista della petrogenesi. Tale aspetto, pertanto, costituisce il fine ultimo dell’indagine petrografica. Le rocce, sotto l’aspetto genetico, si suddividono in tre grandi gruppi: rocce magmatiche, rocce sedimentarie, rocce metamorfiche.

Rocce ignee o magmatiche Le rocce ignee ( dal latino ignis : fuoco) o magmatiche sono le rocce più antiche presenti sulla Terra. Esse sono presenti sulla Terra da circa 3, 8 miliardi di anni, si formarono infatti, quando il magma che ricopriva la Terra si solidificò. Esse, si formano tutt’ora, grazie alle eruzioni vulcaniche. Queste rocce si dividono in rocce magmatiche intrusive ed effusive. La loro unica differenza è che le rocce magmatiche intrusive si formano all’interno degli strati rocciosi, mentre, quelle effusive, si formano quando il magma fuoriesce dal cratere del vulcano. Rocce effusive Rocce intrusive

Rocce effusive Una roccia ignea effusiva o vulcanica è una roccia magmatica prodotta dalla solidificazione della lava sulla superficie terrestre: in ambiente subaereo o subacqueo (solitamente sottomarino). Esistono diversi tipi di rocce effusive, classificate in base alla loro struttura: • Porfiriche, sono le rocce dove si trovano grossi cristalli, immersi in una «pasta» di fondo non cristallino. Un esempio è il porfido. • Microcristalline, sono le rocce che sono composte da un agglomerato di cristalli piccolissimi ed invisibili ad occhio nudo. Un esempio è il basalto. • Vetrose, sono le rocce al cui interno non vi sono cristalli. Un esempio è l’ossidiana

Rocce intrusive Le rocce intrusive si formano quando il magma rimane intrappolato in sacche profonde ed il raffreddamento avviene lentamente poiché gli strati rocciosi che lo avvolgono impediscono la dispersione termica. Si formano così dei cristalli, spesso grandi che hanno la struttura olocristallina, ossia completamente cristallina. Le rocce intrusive formano ammassi rocciosi chiamati plutoni. Esempi di rocce intrusive sono: • Il granito • la diorite • Il gabbro

Le rocce sedimentarie sono le rocce che si formano grazie all’accumulo di materiali di diverso tipo, tale procedimento avviene soprattutto sul fondo marino, dei laghi e dei fiumi. La parola «sedimentaria» infatti significa «che si posa sul fondo» . Le rocce sedimentarie si dividono in: • Rocce detritiche • Rocce organogene • Rocce piroclastiche • Rocce chimiche la creazione delle rocce sedimentarie.

Le rocce detritiche o clastiche Le rocce sedimentarie clastiche (dal greco κλαστός klastos: spezzato, rotto, sminuzzato) o rocce detritiche derivano da sedimenti i cui elementi costituenti a loro volta derivano principalmente dall'accumulo di frammenti litici di altre rocce alterate, trasportati in genere da agenti esogeni diversi, come: corsi fluviali, correnti marine, venti, ecc. Questi accumuli rocciosi si depositano alla base delle montagne o alla foce dei fiumi. A seconda delle dimensioni dei granuli, sono chiamate: ghiaia, sabbia o argilla. Se nelle acque dove si depositano i detriti, vi sono sostanze cementanti, queste s’ inseriscono tra i granuli dando origine alle rocce detritiche cementate. Un esempio di tali rocce sono: 1. Conglomerati 2. Arenarie 3. Marne

Rocce organogene Le rocce organogene, sono rocce sedimentarie formate da sedimenti derivanti dagli organismi viventi in diversi modi. Esse contengono molto spesso scheletri, gusci o resti vegetali, che alla morte degli organismi a cui appartengono questi resti, vengono depositati sul fondo marino. In altri casi, invece, si tratta di strutture prodotte da organismi costruttori ( come ad esempio i coralli). A differenza degli scheletri e dei gusci di tali organismi, che vengono inglobati dalla roccia, la restante parte degli organismi viene trasformata in particolari sostanze organiche, quali: petrolio carbone Le Dolomiti sono montagne formate da rocce organogene

Rocce piroclastiche Le rocce piroclastiche ( dal greco πυρός= fuoco) sono rocce che hanno caratteristiche intermedie tra le rocce sedimentarie e quelle eruttive, poiché esse derivano dalla sedimentazione di materiale vulcanico. Le rocce piroclastiche sono formate da ceneri e lapilli espulsi durante l’attività vulcanica esplosiva e in genere si depositano intorno al cono vulcanico. Esempi di rocce piroclastiche sono: • La pomice • Il tufo vulcanico Cava di pomice

Rocce chimiche Le rocce chimiche si formano grazie a procedimenti chimici che avvengono in natura. Tra questi si ricorda quello che forma le stalattiti e le stalagmiti. Il procedimento è il seguente: l’acqua unendosi all’anidride carbonica, forma l’acido carbonico. L’acido carbonico, a contatto con il carbonato di calcio forma il bicarbonato di calcio. All’interno delle grotte l’acqua è ricca di bicarbonato di calcio, un «sale» solubile, che durante l’evaporazione dell’acqua, libera l’anidride carbonica, divenendo carbonato di calcio. Il carbonato di calcio si deposita così nel punto dove la goccia si stacca dal soffitto e dove cade. Avremo così le: § Stalattiti, pendenti dal soffitto della grotta § Stalagmiti, attaccate al suolo della grotta Le grotte di Castellana sono un complesso di grotte di origine carsica situato in Puglia.

Rocce metamorfiche Le rocce metamorfiche sono rocce che hanno subìto processi di metamorfosi legati all'esposizione ad alte temperature e pressioni. Questo processo prende il nome di metamorfismo, che si divide in due tipi: 1. Il metamorfismo a contatto; 2. Il metamorfismo a pressione. Tali rocce derivano quindi da rocce già esistenti che possono essere rocce sedimentarie, rocce magmatiche oppure altre rocce metamorfiche. La maggior parte di esse viene usata come materiale da costruzione. Alcuni esempi sono: 1. il marmo, la cui caratteristica è la resistenza all’usura. 2. L’ardesia, la cui caratteristica è la resistenza agli agenti atmosferici. 3. Lo gneiss, la cui caratteristica è la resistenza all’acqua. Tutte queste rocce hanno una caratteristica ossia la scistosità, che fa sì che questi siano facilmente divisibili in lastre. I due tipi di metamorfismo

Il ciclo delle rocce Tutte le rocce presenti sul pianeta Terra si trasformano continuamente a causa degli agenti esogeni (gli agenti che agiscono dall’esterno) e degli agenti endogeni (gli agenti che agiscono dall’interno); le rocce vecchie verranno distrutte ed al loro posto si formeranno nuove rocce. I processi che permettono la formazione delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche; sono collegati in un ciclo chiamato: ciclo delle rocce.

Le caratteristiche delle rocce Le rocce sono aggregati di minerali, il cui aspetto può essere molto vario. Esse vengono classificate in base alle seguenti caratteristiche: • presenza di minerali: ossia la presenza di uno o più minerali all’interno di essa; • colore: ossia la loro colorazione; • effervescenza: le rocce formate da carbonato di calcio, a contatto con l’acqua, producono effervescenza; • peso specifico: una roccia può esser valutata in base al rapporto tra il suo peso e il suo volume; • fratturazione: quando una roccia si spacca si crea una superficie di fratturazione. Analizzando tutte le caratteristiche di una roccia, si può capire la sua struttura, che può essere: lamellare, compatta, olocristallina, granulosa, vitrea e porfirica. esempi di rocce

ILaminerali crosta terrestre, ossia la parte più esterna della litosfera, al 99% è costituita da: silicio, ossigeno, alluminio, ferro, calcio, sodio, magnesio e potassio. Tutti questi elementi vengono chiamati minerali, che aggregandosi, formano le rocce che appunto compongono la litosfera. I minerali sono sostanze naturali , solide e con una composizione chimica definita e costante. Essi si trovano in accumuli omogenei, più o meno estesi e sono sostanze: naturali, solide ed omogenee. Sono naturali perché si formano attraverso processi naturali, fisici e chimici. Sono solide, poiché hanno forma e volume propri, fa eccezione il mercurio che è l’unico minerale allo stato liquido. Sono infine omogenee poiché hanno composizione e proprietà uguali in ogni loro parte. I loro sistemi cristallini sono classificati in base alla presenza di elementi di simmetria nel reticolo cristallino e sono classificati in sette tipi fondamentali: Cubico; Tetragonale; Esagonale; Romboedrico; Rombico; Monoclino; esempi di minerali

Classificazione dei minerali Oggi si conoscono circa 3000 minerali, che vengono classificati in otto classi, in base alla forma geometrica, alla composizione chimica e al reticolo cristallino. Ecco le classi 1° classe: ELEMENTI NATIVI Sono i minerali costituiti da un solo elemento chimico, come: oro, ferro, zinco, rame, piombo, argento, carbonio ( grafite e diamante)… 3° classe: ALOGENURI Sono i minerali formati da vari elementi combinati con fluoro e cloro, come: fluorite (calcio e fluoro; salgemma ( sodio e cloro)… 5° classe: CARBONATI Sono i minerali costituiti da vari elementi metallici combinati con il gruppo carbonico, come: siderite, malachite… 2° classe: SOLFURI Sono i minerali costituiti da vari elementi metallici, combinati con lo zolfo, come: galena (piombo e zolfo); pirite (ferro e zolfo); cinabro (mercurio e zolfo)… 4° classe: OSSIDI Sono i minerali costituiti da vari elementi combinati con l’ossigeno o con composti contenenti ioni OH, come: quarzo (ossigeno e silicio); ematite (ferro e ossigeno); limonite (idrossido di ferro) … 6° classe: SOLFATI Sono i minerali costituiti da vari elementi metallici combinati con il gruppo solforico, come: celestina, barite… 7° classe: FOSFATI 8° classe: SILICATI Sono i minerali costituiti da vari elementi combinati con il gruppo fosforico, come: combinati con il gruppo silicico, come: apatite… topazio, mica…

Caratteristiche dei minerali Ogni minerale presenta delle proprietà fisiche ne consentono il riconoscimento anche ad occhio nudo. Queste sono: • La densità che si indica con la lettera greca r (rho), che è il rapporto tra la massa (m) ed il volume (V) del minerale: r= m/Ve si esprime in Kg/dm 3 o in g/cm 3 la densità esprime quindi la pesantezza di un minerale. Essa è molto importante poiché i minerali più pesanti possono essere separati con un semplice lavaggio o filtraggio. I metalli più pesanti sono: Il platino ( r=21, 4 g/cm 3 ) L’oro ( r=19, 3 g/cm 3 ) Il piombo ( r=11, 4 g/cm 3 ) • La lucentezza, ossia la quantità di luce riflessa dal minerale. • La tenacità, ossia la resistenza che oppone un minerale alla frattura. • Il colore, ossia la colorazione di un minerale. • La durezza, ossia la resistenza che un minerale presenta alla scalfittura. Esiste una scala che misura la durezza di un minerale, la scala di Mohs. Essa stabilisce dieci gradi di durezza prendendo come riferimento dieci minerali diversi, ciascuno di essi può scalfire il precedente e può esser scalfito dal successivo. In base alla durezza avremo minerali: Teneri Semiduri Durissimi

Formazione dei minerali I minerali possono formarsi in diversi modi, come: 1. Per solidificazione, in seguito a raffreddamento di materiali puri, come nel caso del magma o lava. 2. Per precipitazione ed evaporazione da sostanze disciolte in acqua. 3. Per sovrasaturazione (raffreddamento) ad es. stalattiti/stalagmiti o per evaporazione del solvente (riscaldamento) ad es. saline. 4. Per brinamento (da gas a solido) da vapori ad es. vapori di zolfo; 5. Per sublimazione da vapori caldi; 6. Per attività biologica; Quando si forma un minerale, inizialmente alcune molecole si dispongono in maniera ordinata, formando il «germe» , ossia le prime maglie del sistema cristallino, sul quale si depositeranno altre molecole, andando a formare il minerale. Se durante questo processo , l’ambiente non è in totale quiete, i cristalli assumeranno forme imperfette. Concrezioni di calcite

Il porfido è una roccia vulcanica effusiva. Esso è formato da una pasta vitrea o macrocristallina di fondo, che ne costituisce più del 65% nella quale sono immersi piccoli cristalli le cui dimensioni si aggirano verso i 2/4 mm in percentuale variabile tra il 30/35%. I cristalli più abbondanti sono quelli di quarzo, tanto che alla roccia viene attribuita anche la denominazione di «porfido quarzifero» . Il suo colore comunque varia dal grigio chiaro ad un marrone medio. Il porfido viene estratto in diverse località. In ognuna di esse possono variare il colore della roccia, la conformazione geologica del giacimento e quindi le tecniche impiegate per la lavorazione. Uno dei più celebri luoghi di estrazione e lavorazione è il Trentino, dove il porfido si presenta con colorazione variegata.

Le rocce ignee che contengono i materiali che cristallizzano per ultimi sono povere di silice ma ricche di magnesio e ferro, e per questo sono dette basaltiche. Il contenuto di ferro fa sì che siano più scure e più compatte delle altre rocce ignee. Tipico esempio è proprio il basalto, una roccia finemente granulare, il cui colore varia dal nero al verde scuro, composta da pirosseni plagioclasi ricchi di calcio. Alcune isole vulcaniche come l'Islanda o le Hawaii sono costituite essenzialmente da rocce di basalto, così come quasi tutto il fondale oceanico

Nel corso dell'eruzione vulcanica, grossi frammenti di lava liquida vengono espulsi in aria, dove solidificano assai rapidamente. Il brusco raffreddamento produce così una struttura vetrosa, che è la caratteristica principale delle rocce chiamate appunto «vetri vulcanici» o ossidiane. Tipicamente essa è scura e lucida, assai dura e fragile.

IL PETROLIO Il petrolio è un liquido oleoso, più o meno denso e viscoso, di un colore che spazia dal giallo al bruno scuro fino al nero. Esso è dotato di riflessi che spaziano dal colore verde all’azzurro e di un odore particolare. Esso, inoltre è costituito prevalentemente da idrocarburi liquidi, che contengono disciolti idrocarburi naturali solidi o gassosi, a loro volta accompagnati da percentuali relativamente piccole di composti ossigenati, solforati o azotati. Il petrolio è detto anche olio minerale. Esso si ritrova in sacche o falde nei pressi di rocce porose a profondità variabili da poche decine di metri a qualche chilometro. La composizione elementare del petrolio è compresa entro i seguenti limiti: • dal 79 all’ 89% di carbonio; • dal 9, 5 al 15% di idrogeno; • dallo 0, 02 al 2% di azoto; • dallo 0, 1 al 7% di ossigeno; • dallo 0, 01 al 6% di zolfo.

IL CARSISMO Il termine carsismo indica l'attività chimica esercitata dall'acqua, soprattutto su rocce calcaree, sia di dissoluzione che di precipitazione. La parola «carsismo» ha origine dal nome della regione dove inizialmente questo fenomeno è stato studiato: il Carso Triestino. Questo fenomeno, però, non avviene solo in Italia, ma anche in altre parti del mondo come: in Florida, nel Texas, in Venezuela, in Brasile, in Australia, in Cina, in Tunisia, in Marocco.

LA SCALA DI MOHS La scala di Mohs è un criterio empirico per la valutazione della durezza dei materiali. Esso nome dal prende il mineralogista tedesco Friedrich Mohs, che la ideò nel 1812. Questa scala utilizza come riferimento la durezza di dieci minerali numerati progressivamente da 1 a 10. Ogni minerale è in grado di scalfire quello che lo precede ed è scalfito da quello che lo segue. Il primo minerale della serie è il talco, l'ultimo è il diamante. La scala di Mohs fornisce un valore puramente indicativo della durezza, in quanto la differenza reale di durezza tra due minerali successivi varia anche notevolmente, per esempio il corindone (n. 9 di questa scala) è circa sei volte più duro del topazio (n. 8), mentre il diamante (n. 10) risulta essere circa 140 volte più duro del corindone, come è stato messo in evidenza dalle prove