Rocce sedimentarie Le ROCCE SEDIMENTARIE le rocce sedimentarie

Rocce sedimentarie

Le ROCCE SEDIMENTARIE le rocce sedimentarie possono essere raggruppate in due grandi categorie: materiali di origine Clastica o detritica (frammenti cementati insieme) Chimica o organogena (materiale formato in parte o interamente in seguito a precipitazione chimica organica o inorganica)

ROCCE DETRITICHE NOME dei delle ROCCE coerenti SEDIMENTI incoerenti NOME dei GRANI Blocchi CONGLOMERATI ARENARIE ARGILLITI GHIAIE SABBIE FANGHI CLASSI DIMENSIONALI in mm 256 - 4096 Ciottoli di varia grandezza 2 - 256 Sabbia di varia grandezza 2 - 1/16 (0, 0625) Silt di varia grandezza 1/16 (0, 0625) 1/256 (0, 0039) Argilla < 1/256 (< 0, 0039)

Grandezza dei granuli La grandezza dei granuli delle rocce detritiche è funzione di: - grandezza dei costituenti della roccia di partenza - quantità di energia del sistema (velocità della corrente, turbolenza del mezzo di trasporto) - durata del trasporto

G Ghiaia (>2 mm) Ghiaia G Gf Fg F(g) F Fanghi 1: 9 (silt + argilla) (< 0. 0625 mm) Breccia Fs(g) Fs Gfs Gs Sgm Sf(g) Sf 1: 1 Rapporto Sabbia: Fango Sg S(g) S 9: 1 Sabbia (2 -0. 0625 mm) G Conglomerato

Brecce e conglomerati I clasti in una breccia devono essere angolari I conglomerati in senso stretto possono avere qualche clasto angolare, ma in genere mostrano un certo grado di arrotondamento

Ghiaia (>2 mm) G Gf Fg F(g) F Fanghi 1: 9 (silt + argilla) (< 0. 0625 mm) Fs(g) Fs S Gfs Gs Sg m Sf(g) Sf 1: 1 Rapporto Sabbia: Fango Sabbia Sg S(g) S 9: 1 Sabbia (2 -0. 0625 mm) S Arenaria

Ghiaia (>2 mm) F G Gf Fg Gs Sgm F(g) Fs(g) F Fs Fanghi 1: 9 (silt + argilla) (< 0. 0625 mm) Gfs Sg Sf(g) Sf 1: 1 Rapporto Sabbia: Fango S Sabbia 9: 1 (2 -0. 0625 mm) F Argillite Fango

ROCCE DI DEPOSITO CHIMICO EVAPORITI Si generano per evaporazione delle acque marine o salmastre. Questi fenomeni si verificano in climi aridi dove le precipitazioni e gli apporti fluviali non riescono a compensare le perdite derivanti dall’evaporazione delle acque Sequenza di formazione dei minerali più caratteristici delle evaporiti. Quando i volumi iniziali si riducono ad 1/3 inizia a precipitare il gesso, ad 1/10 è la volta del salgemma e, quindi, oltre 1/20, iniziano a precipitare gli altri sali di potassio e di magnesio che sono, pertanto, i più solubili.

EVAPORITI Se si porta a secchezza una colonna d’acqua marina alta 1000 metri, la quantità di gesso ha uno spessore di soli 75 cm mentre quella di salgemma è alta ben 13, 7 metri. CRISI DI SALINITA’ DEL MEDITERRANEO Circa 5, 9 milioni di anni fa, il precursore dell'odierno stretto di Gibilterra si chiuse ed il Mediterraneo evaporò e si trasformò in una conca prevalentemente asciutta e profonda, la cui base in alcuni punti raggiungeva 3, 2 - 4, 9 km al di sotto del livello degli oceani.

SEDIMENTAZIONE dei CALCARI INORGANICI L'anidride carbonica si discioglie nell'acqua seguendo la legge di Henry S= k p (dove S è la solubilità del gas e p la pressione parziale esercitata dal gas sulla soluzione) L’anidride carbonica inoltre reagisce con l'acqua formando ioni bicarbonato (reazione di carbonatazione o carbonazione) CO 2 + H 2 O H+ + HCO 3 - 2 H+ + CO 32 -.

SEDIMENTAZIONE dei CALCARI INORGANICI CO 2 + H 2 O H+ + HCO 3 - 2 H+ + CO 32 Una parte del bicarbonato reagisce con lo ione calcio formando carbonato di calcio che precipita nei sedimenti formando calcari inorganici. Ca 2+ + 2 HCO 3 - Ca. CO 3 + H 2 O + CO 2

SEDIMENTAZIONE dei CALCARI INORGANICI Effetti del PH A seconda del p. H la reazione è più o meno spostata verso destra o verso sinistra. Con p. H < 4, 3 l'anidride carbonica si trova essenzialmente come gas disciolto, mentre con p. H > 8. 3, come accade nelle acque superficiali marine, si ha prevalenza di carbonato. Ciò è dovuto soprattutto alla fotosintesi che arricchisce le acque in ossigeno e le impoverisce di anidride carbonica e quindi riduce la concentrazione di H+ Le acque oceaniche hanno in generale un p. H intermedio e quindi la forma più comune di carbonio inorganico disciolto è lo ione bicarbonato HCO 3 -.

Limite di compensazione dei carbonati La solubilità della CO 2 diminuisce con la temperatura. L'anidride carbonica entra negli strati profondi dell'oceano a causa del flusso verso il basso di acque fredde alle latitudini polari. La maggior parte dell'anidride carbonica degli strati profondi dell'oceano è però restituita all'atmosfera quando le acque fredde e profonde dell'oceano risalgono alle latitudini tropicali. Naturalmente una buona parte dell'anidride carbonica presente negli oceani viene utilizzata dalle piante acquatiche per il processo di fotosintesi, mentre la respirazione degli organismi acquatici restituisce la CO 2 alle acque. Al di sotto dei 4000 -5000 m la notevole pressione di anidride carbonica e la diminuzione di temperatura porta alla dissoluzione dei carbonati. Resti carbonatici possono qui conservarsi solo se il tasso di sedimentazione è maggiore di quello di dissoluzione. Le spoglie di organismi planctonici calcarei si sciolgono prima di oltrepassare questa profondità. Questa soglia è detta lisoclino o limite di compensazione dei carbonati. Il limite si alza spostandosi verso le zone polari e in corrispondenza di eruzioni vulcaniche (200 m) per l’aumento di concentrazione di anidride carbonica.

CALCARI Origine -chimica (precipitazione da soluzioni soprassature di Ca. CO 3) - organogena (accumulo di organismi a guscio calcareo) - detritica (disgregazione e trasporto di materiali calcarei di origine organica e inorganica) Es. calcareniti

Travertino Si forma per fenomeni di incrostazione operati da acque di cascate o corsi d’acqua saturi in Ca. CO 3 e con temperature superiori ai 20° C. Il colore del travertino dipende dagli ossidi che ha incorporato (cosa che accade abbastanza facilmente, essendo di sua natura una pietra abbastanza porosa). La colorazione naturale varia dal bianco latte al noce, attraverso varie sfumature dal giallo al rosso. È frequente incontrarvi impronte fossili di animali e piante.

Stallattiti e Stalagmiti Ca 2+ + 2 HCO 3 - Ca. CO 3 + H 2 O + CO 2 Una stalattite comincia a formarsi come un sottile tubicino di calcite; l'acqua che fuoriesce da una fessura della volta scorre all'interno del tubicino e cade goccia a goccia dall'estremità. Mentre si forma la goccia la soluzione risente della scarsa pressione parziale del CO 2 nell'atmosfera della grotta, e libera questo gas facendo precipitare Ca. CO 3. La calcite si deposita sull'orlo del tubicino come un anellino di tanti piccoli cristalli. Col tempo l'estremità del tubicino si ostruisce e la soluzione, che fuoriesce da fessure situate in prossimità della base, deposita vari strati concentrici attorno al tubicino iniziale che in questo modo si ingrossa e si allunga; di qui la struttura "a tronco d'albero"delle stalattiti Le stalagmiti, che si formano nei punti dove le gocce d'acqua vanno a cadere sul pavimento, più che una struttura concentrica, tipo stalattite, ne presentano una "a cupole sovrapposte". Poiché le cupole possono prolungarsi ai lati con delle lamine sottili, le forme risultanti sono molto varie e fantasiose.

Calcari organogeni Sono formati quasi esclusivamente da resti di conchiglie e scheletri di organismi acquatici; la maggior parte di tali organismi, animali e vegetali, vive nelle acque che sovrastano la piattaforma continentale: si tratta di vari specie di molluschi lamellibranchi (ostriche, mitili, vongole), oltre che dei coralli, delle madrepore, dei numerosi tipi di alghe microscopiche; alla loro morte, i gusci calcarei, talvolta interi, più spesso ridotti in frammenti dall'azione delle onde, si accumulano sul fondo della piattaforma continentale; con il passare del tempo tali sedimenti organici si cementano tra di loro; i calcari organogeni che si formano nei pressi delle zone litoranee contengono molta argilla, quelli invece che si formano nelle acque più profonde sono costituiti quasi unicamente da calcare puro.

Dolomie costituite principalmente dal minerale dolomite, chimicamente un carbonato doppio di calcio e magnesio Mg. Ca(CO 3)2 Non si formano direttamente ma da diagenesi dei calcari marini mediante un processo di dolomitizzazione in cui avviene una parziale sostituzione degli atomi di calcio con quelli di magnesio. Per la dolomitizzazione sono necessarie due condizioni fondamentali: a) un rapporto Mg/Ca sufficientemente elevato e b) un meccanismo in grado di far fluire attraverso la roccia un volume sufficiente di soluzione "dolomitizzante", in modo che la reazione possa completarsi e quindi formarsi una vera roccia dolomitica. Le Dolomiti sono costituite da dolomie che derivano da antiche scogliere coralline

EDIFICI SEDIMENTARI BIOCOSTRUITI Sono le scogliere formate da coralli ed alghe rosse. Questi due tipi di organismi vivono associati in ambienti marini dai quali prelevano sia l’ossigeno che l’anidride carbonica necessari, rispettivamente, per la loro respirazione che per la fotosintesi. Le scogliere coralline possono essere ubicate sia in prossimità delle coste sia in pieno oceano dove contribuiscono alla formazione di atolli corallini che rappresentano l’evoluzione di scogliere che si formano attorno a vulcani in fase di sprofondamento.

Atollo Isola vulcanica oceanica bordata da una scogliera generata dalla crescita di coralli. Il vulcano subisce una subsidenza in genere correlata alla diminuzione di volume della base di appoggio. Dopo l’affossamento dell’originario vulcano rimane una struttura subcircolare che racchiude una laguna.

Rocce silicee -Origine chimica da precipitazione di Si 02 SELCE: tende a concentrarsi in lenti estremamente compatte e pressoché inattaccabili dagli agenti atmosferici, peculiarità che, insieme con la relativa abbondanza, la durezza e la frattura concoide ne hanno fatto il materiale principale della lavorazione primitiva dell’età della pietra. DIASPRI: Il diaspro appare generalmente di colore rosso mattone (per inclusioni microcristalline di ossidi di ferro, principalmente ematite Fe 2 O 3) o verde con varie tonalità. Si formano per precipitazione chimica della silice stessa, depositatasi come gel sui fondali marini entro la linea di compensazione della silice, posta a circa 1000 metri di profondità

Rocce silicee - Origine organica da accumuli di organismi a guscio siliceo -DIATOMITI: rocce derivate dall’accumulo di gusci di diatomee, alghe unicellulari che vivono in acque superficiali degli oceani e nei laghi -RADIOLARITI: rocce derivate dall’accumulo di radiolari (protozoi a guscio siliceo)

Rocce residuali Quando processi di degradazione di rocce cristalline o sedimentarie avvengono con grande velocità per particolari condizioni climatiche i materiali residuali formatisi possono rimanere in posto, oppure venire più o meno limitatamente trasportati Le lateriti, sono caratterizzate da un arricchimento di ossidi ed idrossidi di Fe e Al, con perdita di silice. Si formano in aree tropicali caldo umide. L'acqua piovana infiltrandosi causa la scioglimento dei minerali dello strato roccioso e diminuisce la percentuale di elementi altamente solubili, quali sodio, potassio, calcio, magnesio e silicio. In tal modo si innalzano le percentuali relative di elementi meno solubili, come ferro ed alluminio. La presenza della goethite e dell'ematite, che sono ossidi di ferro, è all'origine del loro colore rosso-marrone.

Rocce residuali Le bauxiti, differiscono dalle lateriti, per un più basso tenore in silice e per una maggiore quantità di idrossido di alluminio (30 -75%), oltre che per un più accentuato rimaneggiamento meccanico. I giacimenti di bauxite sono sfruttati per l’estrazione dell’alluminio

Rocce piroclastiche l'insieme di tutti i prodotti, esplosivi ed effusivi, non ancora caduti al suolo, di una eruzione vulcanica e generalmente formano dei depositi i cui elementi non sono ancora cementati. La parola piroclasto deriva dal greco, pyro (fuoco) e klastos, (spezzare). La densità della roccia piroclastica (flusso o eruttiva) dipende dalla concentrazione di particelle e dal livello di turbolenza del materiale. I depositi di flussi piroclastici ricchi di pomice sono chiamati ignimbriti. I tufi sono le più diffuse rocce piroclastiche. Risultano formati in maggior parte da lapilli di dimensioni comprese fra i 2 mm e i 30 mm

Come riconoscere una roccia SEDIMENTARIA La roccia è formata da granuli ben visibili I granuli sono formati da minerali e frammenti di roccia La roccia è terrigena come il CONGLOMERATO I granuli sono formati da cristalli giustapposti La roccia è chimica come l’ANIDRITE I granuli sono costituiti da fossili la roccia è Organogena Come il CALCARE Fossilifero