Rocce definizione tipologie

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Una roccia è un aggregato di naturale di diversi minerali, di solito compatto, che forma una massa ben individuabile solitamente eterogenea (gli ammassi omogenei contengono spesso tracce di altri minerali che privano la roccia dell’uniformità chimica che caratterizza i minerali). Le masse rocciose di cui è costituita la crosta si originano e si evolvono in condizioni molto varie, che si possono sintetizzare in tre grandi processi litogenetici : processo magmatico (o igneo) sedimentario e metamorfico. Il processo magmatico (decine di migliaia di °C – pressioni alte e variabili) è caratterizzato dalla presenza iniziale di materiale fuso (magma), la sua progressiva cristallizzazione per la diminuzione della temperatura porta alla formazione di aggregati di minerali che costituiscono le rocce ignee. Il processo sedimentario (0°C - 150°C e pressioni normali) comprende l’alterazione e l’erosione dei materiali rocciosi che affiorano in superficie da parte degli agenti esogeni (vento, ghiaccio, acqua) e il successivo loro trasporto e accumulo che porta alla formazione delle rocce sedimentarie. Il processo metamorfico (300°C – 800°C e pressioni molto elevate) consta nella trasformazione che avviene allo stato solido di rocce preesistenti perché instabili nelle nuove condizioni ambientali, i minerali vengono distrutti e se ne formano altri che danno origine alle rocce metamorfiche.

Le rocce magmatiche, a seconda dell'origine, vengono distinte in rocce intrusive (o plutoniche), quando il magma solidifica in profondità per impossibilità della massa di risalire in superficie, e rocce effusive, quando il magma trabocca in superficie (emissione di lava), dove solidifica.
Per quanto riguarda le intrusive, poiché il magma si trova all’interno della crosta circondato da altre rocce solidifica completamente e in tempi molto lunghi, formando cristalli di dimensioni visibili a occhio nudo (struttura granulare cristallina). Tali rocce rimangono all’interno della crosta a meno che movimenti della crosta stessa non li sospingano verso l’alto, rendendole indifese contro gli agenti atmosferici che le modellano e le demoliscono.

Nel caso delle effusive, il magma passa da una temperatura di 1000°C a quella ambientale in pochissimo tempo e da pressioni altissime a livelli ordinari: solo una piccola parte della massa magmatica solidifica (finchè è ancora in profondità o mentre sta risalendo) nei fenocristalli: tutto il magma solidifica una volta uscito in superficie rapidamente, formando micro cristalli che non possono piu’ crescere per la rapidità del processo (la sostanza è simile al vetro). Si realizza la struttura porfirica in cui una pasta di fondo microcristallina o amorfa si mescola ai fenocristalli. Tutta la massa è vetrosa: sono le “ossidane”, i vetri vulcanici.
I vari tipi di rocce magmatiche (intrusive ed effusive) vengono distinti in base al contenuto in silice (SiO2) dei loro minerali; si riconoscono quindi:

rocce acide (o sialiche dalle iniziali di Silicio e Alluminio) , ricche in silice (65%) e alluminio (Comegraniti, granodioriti, rioliti), originano rocce di colore chiaro che cristallizzano (per una certa quantità di silice libera) in quarzo;
rocce neutre (dioriti, andesiti) a composizione intermedia (52% - 65% in peso di silice);
rocce basiche, povere in silice (52% e inferiore) ma ricchi di ferro, magnesio e calcio: originano rocce scure (gabbri, basalti) formate da silicati, pochi alluminosilicati e privi di silice libera. Tali rocce vengono anche chiamate Femiche (dalle iniziali di ferro e magnesio);
ultrabasiche, poverissime in silice (45% e inferiore), vengono anche dette ultrafemiche perché formate esclusivamente da silicati di ferro e magnesio (peridotiti).

Le rocce acide sono le più abbondanti tra le intrusive, quelle basiche lo sono tra le effusive. I vari tipi di rocce,
sono dovuti alla diversa origine del magmi da cui derivano: i magmi basici risalgono da zone profonde (dal mantello) di natura ultrabasica, quelli acidi hanno origine invece nella crosta, di natura più eterogenea e, complessivamente, più acida. I magmi si originano per fusione locale dei materiali solidi che formano il mantello o la crosta e che sono sottoposti a lenti movimenti.

I termini ACIDO e BASICO non hanno qui lo stesso significato che in chimica. Ricordiamo che il magma è una massa fusa di dimensioni grandi o enormi che si forma entro la crosta o la parte alta del mantello (15-100 km) ed è una miscela complessa ad alta temperatura di silicati e di gas in essa disciolti. I minerali si separano dal fuso in caso di abbassamento della temperatura e di riscaldamento progressivo in base al loro punto di fusione. In ultima analisi, è facile capire che in base alla percentuale di silicio deriva la qualità e la quantità dei minerali che si formano mentre è dovuta alle modalità di raffreddamento il volume e le dimensioni di tali cristalli.

Famiglie di rocce magmatiche

graniti (acide) = graniti e granodioriti, batoliti (in quanto si originano nelle parti continentali della crosta dove si formano i rilievi montuosi), EFF =rioliti e lipariti che hanno struttura simile alle ossidiane.
dioriti (neutre) EFF =andesiti che caratterizzano l’attività degli allineamenti di vulcani che fiancheggiano le grandi fosse abissali (ANDE).
gabbri (basiche) EFF =basalti, pavimento degli oceani e elementi costitutivi del suolo lunare.
peridotiti (ultrabasiche) costituente fondamentale della parte superiore del mantello.
rocce alcaline (ricche in sodio e potassio) che originano feldspati (magmi alcalini neutri = sieniti - trachiti) e feldspatoidi (magmi alcalini basici = lecititi).

Origine dei Magmi
Le rocce ignee della crosta continentale sono acide, quelle della crosta oceanica sono basiche; tra le intrusive dominano le rocce acide e tra le effusive le basiche: graniti e granodioriti insieme fanno il 95% delle intrusive, i basalti e le andesiti il 98% delle effusive.
Se la fusione del magma avviene nel mantello si forma un magma primario ultrabasico a temperatura media 1300°C che origina colate fluide e rocce effusive. Se invece il magma si forma all’interno della crosta continentale a una temperatura media di 650°C si origina un magma formato da minerali sialici, acido, viscoso (perché accoglie anche minerali refrattari con più alto punto di fusione quindi ancora solidi) e perciò chiamato magma anatettico.
La separazione tra i due tipi di manga si affievolisce se teniamo conto che anche il magma basico, nella sua lenta risalita in superficie, può subire una differenziazione e cambiare composizione nel tempo per frazionamento, acquistando e cedendo minerali dalle rocce circostanti. Inoltre, la grande differenza di magmi dipende anche dalla grande eterogeneità delle rocce della crosta, dalla temperatura di fusione e dalla durata del processo. La viscosità infine dipende dalla natura chimica del magma, dalla temperatura e dalla pressione (i magmi acidi sono 10.000 volte più viscosi di quelli basici (1200°C) anche se si trovano a una temperatura 400°C inferiore).
I magmi si formano prevalentemente per l’alta temperatura che si mantiene molto alta all’interno del pianeta: a essa si oppone la pressione che fa aumentare il punto di fusione e evita che tutte le rocce dopo il nucleo fondano. Condizioni necessarie per la fusione rimangono comunque un improvviso aumento della temperatura locale o il passaggio di un fluido capace di idratare le rocce e abbassare così il loro punto di fusione. Non dimentichiamo che i movimenti all’interno del pianeta su larga scala provocano saltuariamente il passaggio allo stato fluido di parti della crosta (ad esempio, le zolle tettoniche che si inseriscono l’una sotto l’altra diventano magma, ma dall’altra parte abbiamo l’innalzamento di una catena montuosa = le rocce non scompaiono quando diventano magma ma vengono reintegrate nella crosta).

La sedimentazione è un processo che comprese la deposizione e l’accumulo di materiali di varia origine quali sabbie, ceneri vulcaniche, resti solidi di organismi, polveri cosmiche e frammenti di meteoriti disgregati dal corpo iniziale in differenti luoghi (depositi fluviali, torba, detriti di falda, sabbia eolica, fanghi argillosi o calcarei, depositi sabbiosi o ciottolosi, argille e calcari).
Le rocce sedimentarie si formano attraverso un processo che è suddiviso in tre fasi: alterazione delle rocce,trasporto dei sedimenti e deposizione degli stessi in un dato ambiente sedimentario. Il lento passaggio dei sedimenti sciolti a rocce avviene tramite un insieme di trasformazioni che prendono il nome di diagenesi: tra i piu’ comuni vi è la litificazione, ovvero una compattazione, dovuta al peso dei materiali che via via si sovrappongono tra loro, e una cementificazione, prodotta dalle acque che circolano nei sedimenti e che portano in soluzioni delle sostanze che, precipitando, colmano i pori tra i sedimenti. Le rocce sedimentarie vengono distinte, in base all'ambiente e al modo in cui si formano, in tre gruppi: clastiche (o detritiche), organogene (o biogene) e chimiche.

Le rocce clastiche si generano per frammentazione e disgregazione di rocce preesistenti, in genere esposte agli agenti atmosferici in un area continentale. Esse si dividono in basse alle dimensione decrescenti dei costituenti principali in ghiere, sabbie e argille.
Le rocce organogene o carbonatiche sono costituite da almeno il 50% di minerali carbonatici (calcite e dolomite). Nel caso derivino da un accumulo meccanico di frammenti di organismi calcarei animali o vegetali calcarei, sono dette particellari, se invece sono costituite da un impalcature rigida di organismi coloniali come i coralli sono dette biocostruite.
Le rocce chimiche sono abbastanza rare e si formano per precipitazione diretta di Sali. Tra le piu importanti vi sono evaporiti ,alcune rocce silicee e le rocce fosfatiche.

Le rocce clastiche si formano per accumulo di materiali (clasti) strappati dall'erosione alle terre emerse e trasportati da acqua, vento o ghiaccio in trappole di

sedimentazione (luoghi idonei alla formazione delle rocce sedimentarie). La dimensione dei clasti indica l’energia del mezzo di trasporto e il loro grado di arrotondamento ne esprime l’usura subita. Si dividono per la dimensione dei clasti in:

Conglomerati: rocce piu’ grossolane formatesi per cementazione della ghiaia. Si dividono in brecce (ciottoli spigolosi) e puddinghe (ciottoli levigati).
Arenarie: rocce formatesi per cementazione di sabbie che possono includere frammenti di quarzo (quarzose), feldspati (feldspatiche) o residui di calcare (calcaree). Depositi in Cina e Russia di sabbia fine portata dal vento prende il nome di Loess.
Argille: rocce formate per compattazione di frammenti microscopici di clasti.
I Flysch sono masse rocciose composta da un alternanza di argille e arenarie formati per un fenomeno di risedimentazione. Ad esempio, nei fondali abissali, la corrente di torbida trascina con sé numerosi detriti che vanno a depositarsi e a stratificarsi una volta che la corrente perde la sua energia di trasporto. Il ripetersi di questo ciclo porta alla formazione delle torbiditi.
Le marne sono rocce clastiche finissime alla base della preparazione del cemento.
Le piroclastici sono detriti di origine vulcanica da lapilli a ceneri che in seguito all’eruzione vanno a depositarsi al suolo.

Le rocce organogene sono formate da sostanze prodotte da un'attività biologica, e si presentano in genere come ammassi di gusci, di resti scheletrici o di sostanza organica variamente trasformata. Si dividono in base alla loro natura in:

Rocce carbonatiche: calcari organogeni dovuti all’accumulo di gusci contenenti carbonato di calcio (CaCO3); dolomie formatesi tramite dolomitizzazione se la loro diagenesi è interessata da soluzioni acquose ricche di magnesio.
Rocce silicee: rocce che presentano gusci organici ricchi di silice formano la selce (SiO2).
Carboni fossili: rocce dovute all’accumulo di sostanze organiche e che derivano dalla fossilizzazione di vegetali che si arricchiscono di carbonio e quindi di potere calorifico mentre perdono gli altri elementi chimici vegetali. Nel giro di parecchi milioni di anni dunque avremo la formazione di torba, lignite, litantrace, antracite.
Idrocarburi: miscele di composti del carbonio e dell’idrogeno a cui si aggiungono piccole quantità di ossigenati, fosfati, azotati. In natura si trovano idrocarburi solidi (bitume, asfalto), liquidi (petrolio e derivati raffinati), gassosi (metano). Derivano dalla decomposizione di sostanze organiche a opera di batteri anaerobi accumulati su fondali marini poco ossigenati mischiati a fanghi finissimi. Una volta formatesi, le sostanze essendo più leggere tendono a risalire verso l’alto dove formano i giacimenti (in caso incontrino delle rocce non porose e impermeabili).

Le rocce chimiche si formano per processi chimici (precipitazione: rocce evaporitiche, come gesso e salgemma; alterazione da dissoluzione: rocce residuali, come le bauxitz). Quando in una soluzione si raggiunge la saturazione, il soluto in eccesso si deposita sul fondo (precipitazione).

Evaporiti: assistiamo all’evaporazione del solvente (ad esempio un bacino idrico rimasto isolato) e al deposito del soluto sul fondo in base alla sua solubilità. Lo stesso fenomeno è registrabile in bacini desertici. In questo gruppo ritroviamo i calcai e le dolomie, che possono formarsi per deposito di CaCO3 o CaMg(CO3)2 nell’acqua marina senza la mediazione di organismi viventi. In aree continentali, il deposito di carbonato di calcio laddove l’acqua subisce rimescolamenti meccanici dà origine al travertino. Stesso meccanismo è alla base della formazione di stalattiti e stalagmiti in ambiente carsico. Alcune rocce silicee possono originarsi per deposito e precipitazione chimica: sui fondali marini, in prossimità di sorgenti termali di origine vulcanica o nel sottosuolo in soluzione, dove crea le foreste pietrificate e i legni silicizzati.
Rocce Residuali: rocce che derivano dall’accumulo in situ dei detriti dopo alterazione esogena. Tipiche rocce residuali sono i suoli. Se l’alterazione meteorica avviene in zone tropicali caldo-umide per sottrazione di silice rimane la laterite (ferro) e in seguito per sottrazione anche del ferro le bauxiti (alluminio).

I processi esogeni che tendono a levigare tutte le rocce che affiorano sulla superficie terrestre vengono compensati dai processi endogeni all’interno della Terra che portano nuove rocce “a galla”. Si ha la formazione di un mantello detritico in seguito all’erosione degli agenti atmosferici che può formare rocce residuali se rimangono là dove son state separate dal blocco originale o rocce sedimentarie se vengono trasportate.

Le rocce sedimentarie sono, in complesso, il risultato del continuo riciclaggio di ogni roccia che arrivi in superficie, attraverso processi di alterazione-erosione, trasporto e accumulo.

Le rocce metamorfiche si formano in seguito alla trasformazione di altre rocce. Tali trasformazioni sono provocate da aumenti di pressione e di temperatura. Il metamorfismo è dunque quel processo che provoca la trasformazione di qualunque tipo di roccia quando viene a trovarsi in un ambito chimico-fisico molto diverso da quello originario senza che si arrivi alla fusione. Le reazioni chimiche e di trasformazioni sono chiamate cristallizzazione metamorfica. Le associazioni di minerali formatesi in seguito ad un processo metamorfico prendono il nome di paragenesi. Con il termine facies metamorfica si intende l’insieme di rocce di varia natura e composizione comprendente un serie di minerali (minerali indice) che si sono formati in determinate condizioni metamorfiche di pressione e temperatura.
Esistono tre tipi di metamorfismo a seconda della maggiore o minore influenza della pressione o della temperatura.

Il metamorfismo di contatto si ha nelle immediate vicinanze di una massa magmatica che si introduce nella crosta terrestre e modifica le rocce presenti nell’aureola di contatto in base alla loro vicinanza al fuso. E’ essenzialmente dovuto all’effetto della temperatura del magma incandescente sulle rocce circostanti e provoca la scomparsa dei minerali più labili e un aumento della grana.
Il metamorfismo cataclastico si localizza in corrispondenza di fratture dove la roccia è sottoposta a enormi pressioni.
Il metamorfismo regionale è quello che si sviluppa su vaste estensioni ed è provocato dall’azione di temperature elevate e di forti pressioni variamente orientate (di carico e orientata). E’ tipico delle radici delle catene montuose profondamente erose e intensamente ripiegate. Quando la pressione è ancora basa abbiamo la formazione di minerali lamellari o appiattiti orientati nel verso perpendicolare alla pressione capaci di suddividersi facilmente in piani di scistosità; con l’aumento della profondità avremo minerali dall’aspetto piu’ granulare.
L’ultrametamorfismo consiste nella fusione di una parte del materiale che non può metamorfosarsi per sempre. Se questo fuso cristallizza abbiamo la formazione di migmatite. Altrimenti si avrà un magma anatettico e quindi l’inizio di un nuovo ciclo magmatico.

Rocce uguali possono dare origine a diversi minerali poiché la trasformazione finale dipende da parametri di temperatura a pressione nuovi, da dove il processo di è arrestato, dalla profondità. Si distinguono un metamorfismo di grado basso, medio o alto in base a quanto profonde sono le modificazioni a partire dalla roccia iniziale.

I diversi processi litogenetici fanno parte di un ciclo litogenetico, nel quale i materiali della crosta vengono continuamente rimaneggiati e riciclati perché non sono più in equilibrio con l’ambiente che li contiene. Idrosfera e atmosfera si sono arricchite di sostanze in seguito ai processi di sedimentazione e trasporto, mentre dal mantello proviene di continuo magma basaltico primario. Le rocce sono quindi le tracce e le testimonianze da cui partire per capire «come funziona» la Terra.

Fonte: http://unitiresistiamo.altervista.org/Rocce.doc

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

Le rocce

Un roccia è un aggregato naturale di diversi minerali talvolta anche di sostanze non cristalline. In genere le rocce sono eterogenee, cioè costituite da più specie di minerali, ma esistono anche le omogenee formate da un solo minerale. Per definire precisamente una roccia occorre identificare il tipo e il numero di minerali presenti in essa ed è quindi necessario ricorrere a più approfondite prove di laboratorio.
Le masse rocciose si originano secondo 3 tipi di processi litogenici:

Magmatico o igneo: caratterizzato dalla presenza iniziale di un magma che risale dall’interno della Terra e la progressiva cristallizzazione del fuso per la diminuzione della temperatura porta alla formazioni di aggregati di minerali, le rocce magmatiche o ignee.
Sedimentario: l’alterazione e l’erosione di materiali rocciosi che affiorano in superficie da parte degli agenti esogeni e il loro trasporto e accumulo porta alla formazioni di nuovi prodotti, le rocce sedimentarie.
Metamorfico: la trasformazione che avviene all’interno della Terra allo stato solido di rocce preesistenti che vengono a trovarsi in condizioni diverse da quelle di origine, le rocce metamorfiche.

Le terre emerse sono formate dal 55% di metamorfiche, dal 40% di ignee e dal 5% di sedimentarie.
Un magma è un materiale fuso che si forma per cause diverse entro la crosta o la parte più alta del mantello. E’ una miscela di silicati ad alte temperatura con gas in esso disciolti. Il magma se si raffredda subisce un processo di cristallizzazione dando origine alle rocce magmatiche che si dividono in:

Intrusive: che si formano in profondità circondate da altre rocce
Effusive: che si formano in superficie quando il magma fuoriesce sfruttando fratture della crosta.

Nelle rocce intrusive il raffreddamento avviene in tempi lunghi e la roccia è formata da cristalli di dimensioni visibili ad occhio nudo, cioè presenta una struttura granulare olocristallina. Le rocce intrusive possono comunque affiorare in superficie, dopo essere state spinte verso l’alto dai movimenti della crosta.
Nelle rocce effusive la temperatura e la pressione del magma che risale in superficie si abbassa drasticamente e si formano pochi cristalli di dimensioni apprezzabili detti fenocristalli, mentre gli altri non hanno il tempo di accrescersi. Si forma a volta una sostanza di tipo vetroso poiché gli atomi non hanno avuto la possibilità di organizzarsi in cristalli. Si realizza cosi la struttura porfirica in cui in una pasta di fondo sono sparsi alcuni fenocristalli. Se la massa è completamente vetrosa abbiamo le ossidiane.
Esistono vai tipi di magmi che possono portare a rocce diverse tra loro. La distinzione tra i magmi si basa sul contenuto di silice SiO2 libera o combinata nei silicati:

Magmi acidi: Sono magmi ricchi in silicio e alluminio che danno origine a rocce con pochi silicati e molti allumino silicati e da una certa quantità di silice libera e solidifica in quarzo. Le rocce sono anche dette acide o sialiche
Magmi neutri: hanno una composizione intermedia e danno origine a rocce neutre con rapporto equilibrato fra alluminosilicati e silicati.
Magmi basici: magmi densi a bassa quantità di silice e ricchi in ferro e magnesio e calcio e danno origine a rocce scure, formate da molti silicati e prive di silice libera. Le rocce sono anche dette basiche o femiche
Magmi ultrabasici: con percentuale di silice inferiore al 45 %. Le rocce originate dette ultrabasiche o ultrafemiche hanno densità elevata e colore molto scuro e sono formate da silicati di ferro e magnesio.

I minerali ricchi di silicio e alluminio sono detti sialici, mentre quelli ricchi di ferro magnesio o calcio sono detti femici. Esistono 5 famiglie di rocce magmatiche:

Graniti. Le rocce intrusive acide contengono molti granuli di quarzo, molti cristalli di feldspati e pochi minerali femici. Le rocce ricche di quarzo sono i graniti, mentre quelle povere di quarzo sono i granodioriti. Le masse fuse di tipo granitico vengono generate a grande profondità e danno origine a batoliti. Le rocce effusive di questa famiglia hanno la stessa composizione chimica di quelle intrusive, ma diversa modalità di cristallizzazione. Ricorderemo le rioliti o lipariti che assumono l’aspetto delle ossidiane.
Dioriti. Derivano da magmi neutri che danno luogo ad una miscela di composti sialici e femici (plagioclasi e pirosseni o anfiboli). I corrispondenti effusivi con fenocristalli abbondanti e ben cristallizzati sono le andesiti che caratterizzano l’attività degli allineamenti di vulcani che fiancheggiano le grandi fosse abissali.
Gabbri. Derivano da magmi basici e danno rocce intrusive scure con plagioclasi ricchi di calcio. Le rocce effusive sono i basalti il tipo più diffuso tra le rocce effusive
Peridotiti. Derivano da magmi ultrabasici e sono formate da olivina. Esse sono il costituente fondamentale della parte superiore del mantello
Rocce alcaline. Alcuni magmi sono ricchi di elementi alcalini (sodio e potassio) tanto da dare origine ad abbondanti minerali dei tipi feldspati e feldspatoidi. Ricordiamo le sieniti, intrusive, povere di quarzo e ricche di ortoclasio e le effusive, le trachiti. Tra le alcaline basiche ricordiamo le leucititi.

Tra le rocce intrusive il 95 % derivano da magmi acidi, mentre tra quelle effusive il 98% derivano da magmi basici o neutri. Se la fusione avviene a grande profondità nel mantello si forma un magma primario ad alta temperatura che è molto fluido tanto da poter risalire fino in superficie. Esso da origine alla gran parte delle rocce effusive. Se la fusione avviene a minori profondità all’interno della crosta si formano fusi acidi detti magmi anatettici, che sono molto viscosi e si muovono con difficoltà e non risalgono molto entro la crosta e cristallizzano in profondità. In conclusione i magmi basici risalgono in superficie, mentre quelli acidi no. Può accadere che un magma cambi composizione nel tempo e perciò attraverso la differenziazione un magma di origine basico dia luogo ad una rocca neutra o acida.
La temperatura all’interno della Terra è in grado di fondere tutti le rocce che conosciamo, ma la pressione ne impedisce il passaggio allo stato liquido. Però la fusione può avvenire per: locale aumento della temperatura, arrivo di fluidi in grado di inumidire la roccia presente o risalita di materiale dalle zone più interne che alla stessa temperatura, ma a diversa pressione fonde. Sappiamo comunque che all’interno della Terra devono esserci rimescolamenti di materiali anche allo stato solido oltre che migrazioni di fluidi.
Il termine sedimentazione indica la deposizione e l’accumulo su terre emerse o sul fondo di bacini acquei di materiale di varia origine dopo che questi sono stati trasportati più o meno a lungo dai cosiddetti agenti esogeni. Il lento passaggio da sedimenti freschi a rocce sedimentarie avviene per un insieme di fenomeni che prende il nome di diagenesi. Il più comune è la litificazione che avviene per compattazione e cementificazione
La compattazione è dovuta al peso dei materiali che si sovrappongono che fa ridurre gli spazi vuoti (pori) tra i sedimenti.
La cementazione è prodotta da acque che circolano nei sedimenti sfruttando la presenza dei pari e che portano in soluzione alcune sostanze; tali sostanze riempiono i pori cementando tra loro i granuli. Tra i cementi più comuni ricordiamo la calcite e la silice.
Le rocce sedimentarie si dividono in tre grandi gruppi: clastiche, organogene e chimiche.
Le rocce clastiche sono rocce formate da frammenti, clasti, di altre rocce di ogni tipo che si accumulano. Per risalire all’ambiente di formazione si tiene conto della dimensione dei clasti che riflettono l’energia dell’ambiente in cui si sono deposti.

Le rocce con clasti maggiori di 2 mm sono i conglomerati che derivano dalla lente cementazione delle ghiaie. Si chiamano brecce con ciottoli spigolosi, mentre se i ciottoli sono arrotondati, segno di un lungo trasporto, sono detti puddinghe.
Clasti più piccoli sono le arenarie, sabbie cementate che possono essere ricche di granuli di quarzo o di altra natura.
Clasti finissimi danno origine alle argille che derivano dallo sgretolamento di rocce di vario tipo e si depositano sul fondo dei grandi laghi, sui delta, in mare aperto. Quando diventano più compatti sono detti argilliti
Le marme sono una mescolanza di calcare e di argilla
Le piroclastiti sono depositi di materiali di varie dimensioni emessi da esplosioni vulcaniche. Esse sono considerate sedimentarie, anche se i materiali sono di origine ignea.

Le rocce

Nelle rocce clastiche possiamo trovare resti fossili di organismi viventi insieme agli altri clasti. Ma esistono un vasto gruppo di rocce formate quasi solamente dall’accumulo di sostanze legate all’attività biologica e chiamate organogene o biogene. La presenza di resti fossili consente di risalire all’ambiente in cui la roccia si è formata . Esistono 4 tipi di rocce organogene:

Rocce carbonatiche. Sono i calcari organogeni che derivano dall’accumulo di gusci calcarei formati da carbonato di calcio CaCO3 noto come calcite immersi in una matrice fine. Associate ai calcari anche se meno abbondanti si trovano spesso le dolomie formate da calcio e magnesio cioè da dolomite. Tali rocce si sono formate in rocce calcaree che vengono interessate da circolazione di soluzioni acquose ricche di magnesio.
Rocce silicee: l’accumulo di gusci di organismi che utilizzano la silice al posto della calcite porta alle rocce silicee tra cui ricordiamo la selce.
Carboni fossili e idrocarburi: i primi derivano dalla fossilizzazione di grandi masse di vegetali per progressivo arricchimento di carbonio e perdita degli altri elementi chimici dei vegetali. I secondi sono miscele di composti del carbonio e dell’idrogeno a cui si aggiungono composti ossigenati, azotati e fosforati. In natura troviamo idrocarburi solidi, liquidi e gassosi. Si trovano sepolti e derivano dalla decomposizione ad opera dei batteri anaerobici di sostanze organiche.

Le rocce di origine chimica sono quelle che si sono deposte per fenomeni chimici. Il più evidente fra questi è la precipitazione sul fondo di bacini acquei di composti che si trovano sciolti nell’acqua, quando la loro quantità raggiunge la saturazione che da origine alle rocce evaporitiche o evaporiti. Oppure per dissoluzione all’aria libera di rocce preesistenti che danno origine alle rocce residuali.

Evaporiti: quando un bacino evapora sul fondo rimangono i sali depositati in ordine inversamente proporzionale alla loro solubilità: prima la calcite, poi la dolomite, poi il gesso e l’anidrite e infine il salgemma, silvite e carnallite. Ritroviamo in questo gruppo i carbonati calcari e dolomie che derivano da precipitazioni di calcite e dolomite senza intervento di organismi viventi. Troviamo calcari per il deposito di acque dove la calcite raggiunge la saturazione per diminuzione di pressione o aumento di temperatura, in questo caso abbiamo i travertini e alabastri. Origine analoga hanno le stalattiti e le stalagmiti che rivestono le grotte. Anche alcune rocce silicee possono derivare da precipitazione chimica: infatti la silice circola nel sottosuolo in soluzioni acquose e può sostituire il legno degli alberi sepolti creando le foreste pietrificate e i legni silicizzati.
Rocce residuali: derivano dall’accumulo senza trasporto di materiali che restano solo l’alterazione di una roccia affiorante. Rientrano in questa categoria tutti i suoli come prodotto dell’interazione tra atmosfera e rocce della superficie terrestre. Ricordiamo la laterite e la bauxite.

Ogni roccia che affiori in superficie è attaccata dagli agenti atmosferici che ne provocano la disgregazione e l’alterazione. Si forma cosi un mantello detritico che può restare in luogo o essere trasportato.

Le rocce

Le rocce metamorfiche si formano in seguito alla trasformazione di altre rocce provocata da aumenti di pressione e di temperatura. Il metamorfismo avviene in profondità all’interno della crosta terrestre, ma senza arrivare alla fusione delle rocce. Le trasformazioni riguardano sia i minerali e sia la struttura della roccia. Nel metamorfismo si verificano nella roccia una serie di reazioni chimiche e fisiche che portano alla roccia nuova. Al termine la roccia avrà raggiunto nuove condizioni di equilibrio con l’ambiente e una nuova stabilità. La composizione chimica globale viene conservata. E’ quindi possibile risalire in generale alla roccia che ha subito il metamorfismo. Si è giunti al concetto di facies metamorfiche ognuna delle quali raggruppa tutte le rocce che sono ri-cristallizzate in un certo intervallo di temperatura e pressione senza tenere conto della loro eterogeneità chimica e in tal modo poter risalire alla profondità raggiunta entro la crosta dalle rocce che hanno subito il metamorfismo.
Un magma provoca un forte aumento di temperatura nelle rocce con cui viene a contatto. Intorno le rocce subiscono modificazioni nella composizione dei minerali. Si forma così un aureola di contatto e si parla in tal caso di metamorfismo di contatto come avviene ai calcari che diventano marmi.
Il metamorfismo regionale avviene quando movimenti della crosta terrestre fanno sprofondare nel suo interno masse di rocce che vengono sottoposte a forti pressioni. Si formano quindi minerali appiattiti e lamellari orientati tutti nello stesso modo e le rocce che ne derivano hanno forte scistosità ovvero la proprietà di suddividersi facilmente in lastre secondo piani paralleli.
Le trasformazioni risultano più o meno forti a seconda dei valori di temperatura e pressione (si dice metamorfismo di grado basso medio o alto), Il metamorfismo non può proseguire in modo indefinito: oltre certi valori si arriva alla fusione e alla formazioni di rocce ignee. Questi processi di ultrametamorfismo segnano un collegamento tra rocce ignee e metamorfiche.
Le rocce metamorfiche si dividono in 4 gruppi.

Le filladi che derivano da metamorfismo di basso grado di rocce argillose o argillo-sabbiose come la grafite.
I micascisti sono formati da cristalli di quarzo e miche che conferiscono alla roccia la tipica scistosità e derivano da metamorfismo regionale di grado medio o alto di rocce argillose
Gli gneiss che derivano da metamorfismo regionale di grado da medio ad alto e hanno composizione simile a quella dei graniti
In zone della crosta con temperature relativamente basse, ma alte pressioni si formano gli scisti a glaucofane per metamorfismo di basso grado di lave basaltiche. A metamorfismo di alte temperature ma pressioni variabili e in condizioni di assenza o scarsità di acqua sono attribuite le granuliti a granati.

I processi magmatico, sedimentario e metamorfico fanno parte di un unico ciclo detto litogenico. Un primo stadio comprende l’intero processo magmatico, poi avviene quello sedimentario che porta all’accumulo di sedimenti e il terzo stadio è quello del processo metamorfico che ci riporta al processo magmatico. Nella realtà avvengono numerosi elementi di complicazione: il ciclo non è perfettamente chiuso e spesso la trasformazione delle rocce non segue questo ciclo.

Autore: Federico Ferranti

Fonte: http://www.riassuntiliceo.altervista.org/quintof/geo19.doc

Fonte: http://www.riassuntiliceo.altervista.org/quintof/geo20.doc

Fonte: http://www.riassuntiliceo.altervista.org/quintof/geo21.doc

Le Rocce

Le pietre naturali da costruzione provengono dalle rocce naturali. Le rocce sono formazioni naturali composte da una o più minerali. Quando sono formate da un unico minerale (ad esempio, solfato di calcio), si tratta di un materiale omogeneo con composizione chimica ben definita, quando sono formate da più minerali (ad esempio, quarzo, feldspato e mica), si tratta di materiali eterogenei. In alcune rocce (ad esempio nei graniti ) è possibile distinguere, facilmente, i minerali che le costituiscono.

Le pietre naturali

I requisiti tecnici e gli usi delle pietre da costruzione dipendono principalmente dalle seguenti caratteristiche:

il peso specifico apparente: è dato dal peso (in kg) di un decimetro cubo di roccia, indica la compattezza del materiale;
durezza: indica la resistenza alla scalfittura; in base a tale proprietà, le pietre possono essere tenere, semidure, dure e durissime;
durevolezza: indica la resistenza nel tempo all’azione disgregatrice degli agenti atmosferici;
porosità e permeabilità all’acqua;
resistenza alla compressione;
lavorabilità: possibilità del materiale di essere tagliato, scolpito e lucidato;
aspetto estetico e colore;

Le pietre naturali, dopo l’estrazione ed eventuali lavorazioni, possono essere commercializzate sotto forma di:
massi o blocchi, di aspetto irregolare e di grandi dimensioni;

pietre da taglio, appena sbozzate;
lastre, tagliate in modo regolare e talvolta levigate;
pietrisco, in pezzi irregolari di dimensioni ridotte.

Classificazione delle rocce in base alle loro origine

In base alla loro origine le rocce si distinguono in:

Magmatiche o eruttive	Sedimentarie	Metamorfiche
Si sono formate per solidificazione del magma.	derivano dall’accumulo di sostanze presenti nell’acqua o nell’atmosfera.	sono le rocce che, dopo la loro formazione hanno subito trasformazioni chimico - fisiche tali da modificare la loro struttura e la loro composizione chimica.

Le rocce magmatiche si suddividono in:

Intrusive	Effusive
La solidificazione del magma è avvenuta lentamente nel sottosuolo. Queste rocce si presentano con struttura granulare (granitoide) più o meno fine ed uniforme. La lenta solidificazione del magma ha permesso la formazione di cristalli ben sviluppati e quindi facilmente visibili.	La solidificazione del magma è avvenuta rapidamente, all’esterno e a contatto dell’aria. La struttura complessa e molto compatta, viene detta porfirica, essa è costituita da una massa microcristallina o vetrosa in cui sono immersi grossi cristalli. Il rapido raffreddamento non ha consentito ai cristalli di svilupparsi.

Le rocce sedimentarie possono essersi formate per deposito:

Meccanico	Chimico	Organogeno
Il materiale depositato, trasportato dalle acque e dai venti, proviene dalla disgregazione di rocce preesistenti.	Per precipitazione in seguito a una reazione chimica di sostanze disciolte nell'acqua.	Per accumulo di resti di vegetali o di animali non ulteriormente decomponibili.

Le rocce metamorfiche possono essersi formate da rocce magmatiche o sedimentarie per:

Metamorfismo dinamico	Metamorfismo di contatto	Metamorfismo regionale
Per azione di pressioni elevate, a causa del peso delle rocce sovrastanti.	Per azione di temperature elevate, dovute al contatto il magma (rocce fuse)	Per azione sia della pressione che della temperatura.

Nella seguente tabella sono riportati alcuni esempi di rocce suddivise in base alla loro origine.

Magmatiche		Sedimentarie			Metamorfiche
Intrusive	Effusive	Deposito meccanico	Deposito chimico	Deposito organogeno
Graniti Sieniti Gabbri Peridotiti	Trachiti Porfidi Basalti Lave	Arenarie Ardesie Sabbie Ghiaie	Alabastro Travertino Gesso Anidride	Dolomitiche Fosfatiche Silicee Carboni fossili	Marmi Gneiss Micascisti Quarziti

Classificazione delle rocce in base alle loro composizione chimica

Rocce gessose	Rocce calcaree	Rocce silicee
Sono costituite da solfato di calcio anidro (CaSO4) o biidrato (CaSO4•2H20).	Sono costituite prevalentemente da carbonato di calcio (CaCO3).	Sono formate da anidride silicica (Si02) e da silicati. Le rocce che hanno una percentuale di Si02 maggiore del 52% sono anche definite rocce acide.

Delle rocce gessose fanno parte:

L’alabastro gessoso	La pietra da gesso	L’anidrite
Di color bianco avorio, traslucido e facilmente lavorabile. Viene utilizzato come materiale per foggiare statue o oggetti decorativi per interni, in quanto ha una scarsa resistenza agli agenti atmosferici.	Adoperata per preparare un legante usato fin dall’antichità: il gesso da presa.	Formata da CaSO4 anidro, di aspetto bianco, grigiastro o madreperlaceo, è usata in lastre a scopo ornamentale per interni.

Le rocce calcaree sono formate principalmente da CaCO3 (carbonato di calcio), di queste rocce fanno parte:

Il travertino	Una roccia sedimentaria di origine chimica, depositata da acque particolarmente ricche di bicarbonato di calcio Ca(HCO3)2. Il bicarbonato di calcio è un sale solubile, per riscaldamento o a causa dell’evaporazione dell’acqua si trasforma in carbonato di calcio che è un sale insolubile; Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O La sua colorazione è variabile dal grigio al giallognolo (dipende dalle impurezze presenti). Viene utilizzato come pietra da decorazione poiché è piuttosto poroso e ricco di fossili e perciò non può costituire strutture portanti (scarsa resistenza alla compressione). Gli antichi Romani utilizzavano il travertino per i loro monumenti più importanti, il Colosseo era, inizialmente, tutto rivestito di tale pietra.
L’alabastro calcareo	Una roccia di aspetto simile all'alabastro gessoso, viene utilizzato come materiale per foggiare statue o oggetti decorativi. È chiamato anche alabastro orientale.
I calcari	Sono rocce molto diffuse in natura, contengono sovente impurezze quali argilla, silice, terre, fossili. La maggior parte di esse viene utilizzata per produrre leganti (calci e cementi); i migliori come aspetto e resistenza meccanica si possono impiegare come pietre da costruzione o da rivestimento.
Le marne	Sono rocce calcaree sedimentarie ricche di argilla. Se quest’ultima non supera il 25% della massa vengono denominate calcari marnosi; se è in quantità compresa tra il 25% e il 60% si parla di marne vere e proprie; se l’argilla supera il 60% si hanno le marne argillose. Si utilizzano come materia prima per la produzione di calci idrauliche e cementi.
I marmi	Sono rocce metamorfiche, piuttosto compatte, di media durezza, che derivano da rocce sedimentarie di natura organogena. La trasformazione e avvenuta per metamorfismo regionale, è stata dovuta cioè all'azione sia della pressione che della temperatura. Sono formati essenzialmente da CaCO3 (bianco), ma possono contenere impurezze che ne determinano la colorazione. L’estrazione dei blocchi di marmo dalle cave avviene per mezzo di tagli eseguiti con fili elicoidali di acciaio, più raramente mediante esplosivi o martelli pneumatici. Dal punto di vista chimico, i marmi come tutte le rocce calcaree vengono corrose dagli acidi. Attualmente, a causa del progressivo inquinamento dell’aria, cui segue il fenomeno delle piogge acide, le strutture, le decorazioni e le statue di marmo e di travertino subiscono danni irreparabili.

I marmi rappresentano le rocce calcaree di maggiore pregio e vengono classificati, soprattutto, in base al loro aspetto che determina anche il valore commerciale. Le loro colorazioni, molto varie da cava a cava, possono costituire un elemento decorativo assai efficace. Tuttavia la loro porosità e la scarsa resistenza chimica alle piogge acide consigliano l’utilizzazione di queste pietre solo in situazioni non a rischio. I più importanti marmi sono:

Marmi bianchi	Il più pregiato è il marmo di Carrara (o marmo statuario), estratto dalle Alpi Apuane, ha un aspetto microcristallino compatto ed è adattissimo per le sculture. Il marmo bianco comune ha una struttura più grossolana e spesso chiazze e striature di altri colori.
Marmi gialli	Sono tali per la presenza di Fe2O3. nH2O (limonite).
Marmi rossi	Il colore rosso è dovuto alla presenza di ossidi di ferro, come l’ematite (Fe2O3).
Marmi turchini	Il colore, grigio - azzurro, è determinato dalla presenza di particelle carboniose, in quantità inferiore a quella dei marmi neri.
Marmi verdi	Non sono veri e propri marmi, ma pietre silicee che, una volta pulite e lucidate, assumono un aspetto molto simile a questi
Marmi policromi	Sono tali quelli in cui una colorazione non prevale sulle altre.

Le rocce silicee sono costituite prevalentemente da silicati e da silice (SiO2). Le più importanti pietre silicee provengono da rocce eruttive, meno pregiate ma anch'esse utilizzate nell'edilizia sono quelle di origine sedimentaria.
Le più importanti rocce silicee di origine magmatica sono:

I graniti	Sono rocce intrusive, molto compatte, con elevata durezza e resistenza agli agenti atmosferici ( sono adatti anche per usi esterni ), costituite da un agglomerato di silice e silicati. I più comuni sono formati da ortoclasio (un feldspato), quarzo e mica. Si presentano come rocce acide con struttura granulare (cristalli ben sviluppati ) più o meno fine ed uniforme. La loro colorazione varia dal bianco al grigio, dal rosa al rosso e dipende soprattutto dalle impurezze presenti nell’ortoclasio. Per la loro elevata resistenza alla compressione (2000 kg/cm2) e alla corrosione sono adatti per strutture architettoniche importanti, ma oggi sono usati soprattutto a scopo decorativo.
Le sieniti	Rocce di origine intrusiva simili per aspetto e composizione ai graniti, rispetto ai quali sono meno acide per la minore quantità di quarzo. Il loro uso è analogo a quello già menzionato per i graniti. Talvolta presenta cristalli più grandi di altri (struttura porfiroide). Le colorazioni più comuni sono quelle grigiastre, rosate e violacee.
I porfidi	Sono rocce di origine effusiva, con questo nome si indicano diversi tipi di roccia silicea. Tra questi il più importante è il porfido quarzifero, una roccia effusiva di composizione analoga a quella del granito (ortoclasio, quarzo, mica e anfiboli) e struttura molto compatta. Tale struttura, detta porfirica, è costituita da una massa microcristallina o vetrosa in cui sono immersi grossi cristalli (fenocristalli di ortoclasio). A seconda delle impurezze i porfidi assumono colorazioni varie: rossastra, grigiastra, verdognola. L’uso principale del porfido è quello per pavimentazioni stradali, dove viene disposto a cubetti con piacevole effetto estetico; si può utilizzare anche per rivestimenti.
Le trachiti	Sono rocce effusive con composizione analoga a quella delle sieniti. Vengono impiegate come pietre da muratura dal buon effetto cromatico.
I basalti	Sono le rocce effusive più diffuse sulla crosta terrestre. Il loro colore è piuttosto scuro (anche nero); la struttura è quasi sempre a grana fine, molto compatta. La loro durezza è causa di difficile lavorabilità. Vengono utilizzate in lastre per le pavimentazioni stradali. Tra le cave italiane di basalto più importanti vi sono quelle dell'Etna.

Le più importanti rocce silicee di origine sedimentaria sono:

Le arenarie	Sono costituite da sedimenti sabbiosi e quarzosi, cementati da materiali di tipo argilloso e calcareo o gessoso. Vengono utilizzate nei luoghi di origine come pietre da costruzione e le più compatte come pietre da taglio o da affilare.
I conglomerati	I frammenti cementati che li compongono sono di aspetto più grossolano di quelli delle arenarie. Si suddividono in brecce (se le particelle sono irregolari) o puddinghe (se le particelle sono tondeggianti).
Le ardesie	Sono rocce sedimentarie a strati, cementati tra loro in un secondo tempo (per questo motivo si possono facilmente tagliare in lastre). Quelle di colore grigio vengono utilizzate come coperture di costruzioni o per rivestire muri interni; quelle di colore nero sono usate come lavagne.
I tufi	Derivano dalla cementazione di materiali piroclastici (ceneri, lapilli e pomici). Si utilizzano in loco come pietre da muratura e da rivestimento. Una varietà è il peperino, molto usato come pietra decorativa di colorazione grigio - verde.

Rocce incoerenti
Le rocce incoerenti sono costituite da detriti non cementati tra di loro. Vengono utilizzati in edilizia come materiale da riempimento o per ottenere conglomerati.
Dal punto di vista chimico, poiché possono derivare da rocce di varia
natura:

silicee, costituite prevalentemente da quarzo;
calcaree, in cui abbonda il carbonato di calcio;
granitiche, provenienti dal disfacimento di graniti e sieniti;
miste, in cui sono presenti almeno due dei tipi citati sopra.

I materiali migliori sono quelli che derivano dalla frantumazione di rocce silicee o granitiche.

I ciottoli	Sono rocce incoerenti provenienti da disgregazione naturale o artificiale ( cave ), hanno forma tondeggiante abbastanza regolare, con la dimensione maggiore superiore ai 7 cm. Un tempo (oggi assai meno) erano usati per pavimentare strade (acciottolato).
Le ghiaie	Si estraggono generalmente dal greto dei fiumi, sono costituite da particelle senza spigoli, di forma variabile, con dimensioni da 1 a 5 cm. Vengono adoperate per i viali dei giardini e per la preparazione del calcestruzzo. Le ghiaie, commercialmente, si possono suddividere in: ghiaie grosse, con diametro dei granuli intorno ai 5 cm; ghiaie medie, con diametro dei granuli intorno ai 3-4 cm; ghiaietto, con diametro dei granuli inferiore ai 3 cm.
Il pietrisco	Si forma spontaneamente per il disfacimento fisico di vari tipi di rocce; può essere ottenuto artificialmente dalla frantumazione di pietre silicee (per uso edilizio quest’ultimo è il migliore). Si presenta in frammenti con spigoli vivi ed è utilizzato per lavori stradali, poiché unito al bitume costituisce l’asfalto, e per la preparazione del calcestruzzo. In analogia a quanto detto per le ghiaie, a seconda delle dimensioni si può parlare di: pietrisco grossolano, pietrisco medio e pietrischetto.
Le sabbie	Sono formate da piccole particelle tondeggianti e si suddividono in: sabbie fini, con diametro dei granuli inferiore a 0,5 mm; sabbie medie, con diametro dei granuli compreso tra 0,5 e 2 mm; sabbie grosse, con diametro dei granuli superiore a 2 mm.

Fonte: http://www.michiweb.it/public/Appunti/Le_rocce.doc

Sito web: http://www.michiweb.it

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