Classificazione delle rocce

Materie:	Riassunto
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CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE

Il pianeta Terra si formò circa 4,7 miliardi di anni fa, ed era tutta allo stato fuso. Sottoposti alla forza di gravità, i veri materiali si localizzarono a distanze diverse dal centro della Terra a seconda della loro densità. I più leggeri vicino alla superficie, mentre i più esterni raggiunsero in seguito una temperatura inferiore al punto di fusione ( temperatura alla quale una sostanza solida diventa liquida ), così iniziarono a formarsi composti solidi. Per primi solidificarono i minerali con punto di fusione più alto, e man mano che la temperatura diminuiva, cambiavano le associazioni di minerali che passavano allo stato solido. Ebbero così origine le più antiche rocce della Terra. Le rocce, sono cristalli o di uno stesso minerale o di minerali diversi, che durante la loro trasformazione o successivamente si uniscono in aggregati, formando la crosta terrestre, per azione di forze che agiscono all’interno della Terra o nell’atmosfera .

Dopo la loro formazione, le rocce , in tempi molto lunghi, vengono demolite, alterate, trasformate. Lentamente, ma continuamente, le rocce del nostro pianeta cambiano.

I processi di formazione delle rocce sono: il processo magmatico, il processo sedimentario, il processo metamorfico, da cui dipendono le tre categorie in cui suddividiamo le rocce: magmatiche, sedimentarie, metamorfiche.

Una massa di minerali allo stato fuso, o con sostanze allo stato aeriforme, è il magma, che viene emesso in forma di colate laviche durante un’eruzione vulcanica. La lava si raffredda velocemente vicino alla bocca del vulcano, si solidifica e forma rocce magmatiche o ignee ( fuoco ).

Le rocce magmatiche che si formano in profondità sono chiamate INTRUSIVE, si formano tramite un processo caratterizzato da un lento raffreddamento; infatti le rocce che circondano il magma determinano condizioni di isolamento termico e impediscono la perdita dei gas disciolti. Le rocce magmatiche intrusive, sono anche chiamate rocce plutoniche o plutonici, dal nome del dio greco degli inferi, Plutone.

Le rocce magmatiche che si formano in superficie nel corso di fenomeni vulcanici, sono chiamate EFFUSIVE, avvengono con un processo di raffreddamento molto veloce, dove i gas magmatici si disperdono velocemente nell’atmosfera, e i cristalli che si formano sono molto piccoli (microcristalli) e la roccia appare vetrosa . Le rocce magmatiche effusive sono anche chiamate vulcaniche o vulcaniti, dal nome del dio romano del fuoco, Vulcano.

Il principale carattere che consente di suddividere le rocce magmatiche in intrusive ed effusive, è la dimensione dei cristalli, mentre la forma e la disposizione spaziale dei minerali determinano la STRUTTURA di una roccia.

Una roccia magmatica intrusiva ha una struttura cristallina, come il granito, la diorite, il gabbro. Spesso queste rocce sono usate nella costruzione di edifici a scopo ornamentale. Sono rocce dure, con un aspetto variegato dovuto ai diversi cristalli.

Una roccia magmatica effusiva, ha una struttura microcristallina o vetrosa, come la riolite, l’andesite, il basalto, anch’esse dure e usate per la pavimentazione stradale e le massicciate ferroviarie. Una roccia effusiva vetrosa particolare, è la pomice, che si origina da un magma molto ricco di gas, solidificatosi prima che il gas stesso sia potuto fuoriuscire. Ha una struttura ricca di porosità e microporosità, dovuta alla presenza di bolle di gas, ed è così leggera da galleggiare sull’acqua.

In certi campioni di roccia magmatica, a occhio nudo sono visibili solo pochi cristalli, chiamati FENOCRISTALLI, immersi in una pasta di fondo microcristallina o vetrosa. Una struttura di questo tipo è definita porfirica, cioè le rocce hanno effettuato il processo di solidificazione in prossimità della superficie. In questi casi la velocità di raffreddamento è intermedia, cioè tra quello delle rocce intrusive e quello delle rocce effusive. Rocce di questo tipo sono dette IPOABISSALI.

La composizione delle rocce magmatiche è data dai minerali presenti e dalla loro abbondanza percentuale.queste rocce sono composte da: quarzo, feldspati, miche, anfiboli, pirosseni, olivina,( tutti minerali silicati che sono i principali componenti della crosta terrestre ) e non si presentano tutti insieme nella stessa roccia, ma in base alle condizioni in cui è avvenuta la solidificazione.

Le rocce magmatiche vengono classificate in base alle associazioni dei minerali. Ad es. il granito, è composto dal 30% di feldspato ortoclasio, 35% circa di quarzo, 15% circa di feldspato plagioclasio e per il 20% di miche e anfiboli. Il granito deriva da magmi che si originano a 30/4° Km di profondità, dove la temperatura è di circa 700 °C. la maggior parte dei magmi granitici non giunge in superficie, perché solidifica prima ( tra 2 e 10 Km di profondità ), e sono quindi intrusive.

Il basalto, è composto da: 10% di plagioclasi, 70% di pirosseni e 20% di olivina. Il basalto ha origine sotto la crosta terrestre a 65/100 Km di profondità , dove la temperatura è compresa tra 1200 e 1400 °C. nella maggior parte dei casi il magma basaltico giunge alla superficie ancora fluido e solidifica all’esterno della crosta, ed è quindi effusivo.

Le rocce magmatiche possono essere suddivise anche in FELSICHE ( minerali formati da Silicati e Ossigeno ) , e MAFICHE ( silicati ricchi di magnesio e ferro ). Le rocce composte da soli minerali mafici, sono chiamate ULTRAMAFICHE . non esistono rocce ultramafiche effusive.

Il granito è una roccia felsica intrusiva, la riolite è una roccia felsica effusiva, il gabbro è una roccia mafica intrusiva, il basalto è una roccia mafica effusiva.

Categoria di rocce
Composizione mineralogica
Roccia intrusiva
Roccia effusiva
felsiche
Quarzo, feldspato ortoclasio, minerali mafici in piccole quantità
granito
riolite
intermedie
Quarzo assente, feldspato ortoclasio, feldspato plagioclasio, minerali mafici
diorite
andesite
mafiche
Quarzo assente, feldspato plagioclasio, minerali mafici in grande quantità
gabbro
basalto
ultramafiche
Minerali felici assenti, solo minerali mafici
peridotite
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ROCCE SEDIMENTARIE ( si formano con la DIAGENESI)

Tutte le rocce a contatto con l’atmosfera si disgregano e formano detriti di varie dimensioni. Le acque dei mari e dei fiumi, il vento e i ghiacciai, trasportano i detriti e li accumulano sulla superficie terrestre. I detriti depositati prendono il nome di SEDIMENTI SCIOLTI.

I sedimenti si accumulano nel tempo, gli uni sugli altri, fino a formare grandi spessori, non più formati da frammenti separati, ma duri e compatti come cemento, perché l’acqua che vi circola contiene sostanze disciolte che si depositano quando vengono espulse.

Gli accumuli di rocce sedimentarie sono formati da STRATI, con spessori che vanno da 1 cm a 4/5 m.

DIAGENESI = insieme dei processi chimico-fisici che trasformano i sedimenti sciolti in rocce sedimentarie.

ROCCE CLASTICHE ( rotte, frammentate)

Le rocce clastiche, dette anche detritiche, sono formate da frammenti di rocce preesistenti, che sono state trasportati, depositati e infine trasformati in rocce. L’arrotondamento dei granuli, permette di capire la lunghezza del trasporto: frammenti a spigoli vivi, trasporto breve, frammenti a spigoli arrotondati, trasporto lungo. I detriti che si accumulano ai piedi delle pareti rocciose delle montagne, hanno spigoli vivi ; mentre le ghiaie fluviali e marine, trasportate per lunghi tratti dalle correnti hanno spigoli arrotondati.

Le rocce clastiche, possono essere suddivise in gruppi, e classificate in base alle dimensioni dei granuli ( in mm ) e al loro grado di compattezza.

Sedimento sciolto
argilla
silt
sabbia
ghiaia
roccia
argillite
siltite
arenaria
conglomerato
ROCCE ORGANOGENE

Le rocce organogene possono derivare o da parti del corpo di organismi o dai prodotti dell’attività degli organismi stessi. Col passare del tempo, i resti degli organismi si accumulano e subiscono la diagenesi fino a formare vere e proprie rocce. Tipici sedimenti organogeni sono i depositi di gusci di molluschi marini. I fondali dei mari profondi sono coperti da un fango formato dai gusci di organismi planctonici ( formano il plancton, che occupa lo strato più superficiale delle acque marine), microscopici e unicellulari come foraminiferi, radiolari, diatomee. Questi fanghi danno origine a rocce come calcari pelagici, radiolariti, diatomiti.

Sono rocce organogene anche il GUANO, formato dall’accumulo degli escrementi di uccelli marini, e i carbon fossili, derivanti da resti vegetali sottoposti a diagenesi:

ambiente paludoso con abbondante vegetazione, nel sottosuolo forma la TORBA ;

i depositi vegetali sepolti a poca profondità, si trasformano in LIGNITE ;

un ulteriore seppellimento e aumento di pressione, trasformano la lignite in LITANTRACE ;

aumento di calore, diminuzione di ossigeno, acqua, idrogeno, formano infine ANTRACITE.

ROCCE CHIMICHE

Le rocce chimiche, si formano in bacini sedimentari marini o continentali, in cui si verificano particolari fenomeni chimico-fisici, e si ha la produzione di sostanze solide insolubili, che si depositano sul fondo. Il caso più tipico è quello delle evaporati, che sono formate da Sali poco solubili, che si sono depositati in un bacino marino a seguito dell’evaporazione dell’acqua in cui erano disciolti. ( es. di evaporati: Mar Rosso e Mar Mediterraneo).

Altre rocce chimiche si formano quando le acque dei fiumi si mescolano a quelle del mare. Gli ioni sciolti nell’acqua del fiume reagiscono con ioni presenti nell’acqua marina, formando Sali insolubili che si depositano sul fondo.

A volte anche i cambiamenti di temperatura possono provocare rocce chimiche. La SOLUBILITA’ (quantità massima di una sostanza che si può sciogliere in un determinato volume d’acqua ), diminuisce progressivamente quando la temperatura scende. Al di sotto di determinati valori, alcuni ioni in soluzione, cristallizzano e si raccolgono sul fondo.

ROCCE CARBONATICHE

Le rocce carbonatiche sono composte da carbonato di calcio , un sale poco solubile che si deposita sul fondo. Rocce carbonatiche sono il calcare e la dolomia. I principali produttori di carbonati sono gli organismi viventi, che utilizzano gli ioni- carbonato presenti nel cibo o nell’acqua per costruire il proprio scheletro. I gusci di molluschi, gli scheletri esterni dei coralli e quelli interni dei ricci di mare, sono tutti formati da carbonato di calcio, ed è presente anche nello scheletro dell’uomo.

Si possono trovare rocce sedimentarie con composizione mista di silicati e carbonati, dette MARNE, formate da argilla e carbonato di calcio.

ROCCE METAMORFICHE = quando hanno subito una trasformazione rispetto alla struttura originaria, con processo allo stato solido.

La causa principale del processo metamorfico, sono l’aumento della temperatura e della pressione. Le temperature elevate rendono più mobili i componenti delle strutture cristalline ( possono separarsi e poi riaggregarsi in combinazioni nuove) le pressioni elevate fanno assumere ai componenti delle rocce forme più compatte e più dense. Temperatura e pressione possono agire insieme o separatamente; e aumentano con la profondità.

Rocce con la stessa composizione mineralogica, che hanno subito trasformazioni sempre più accentuate, formano una SERIE METAMORFICA.

Le argilliti, si trasformano in filladi e in micascisti. Rocce metamorfiche caratteristiche sono l’ardesia e lo gneiss. L’ardesia, che deriva dalle argilliti, è utilizzata nella copertura dei tetti e per fare lavagne; lo gneiss ha composizione simile a quella del granito.

Le rocce scistose, si suddividono in lastre tra un piano e l’altro. La scistosità si svolge su piani non paralleli e presentano accavallamenti e distorsioni. La struttura scistosa si origina per effetto di una pressione orientata. Le rocce scistose sono frequenti in corrispondenza delle catene montuose originate da forti compressioni della crosta terrestre. Sotto l’azione della pressione, cristalli come le miche, di forma lamellare, o gli anfiboli, di forma allungata, tendono a cambiare struttura cristallina e a disporsi perpendicolarmente alla direzione in cui agisce la pressione. I cristalli si dispongono per strati paralleli, alternati ad altri di colore diverso.

Non tutte le rocce metamorfiche hanno struttura scistosa, MARMI e QUARZITI hanno una struttura compatta.

Le rocce magmatiche e quelle metamorfiche sono trasformate in rocce sedimentarie.

Le rocce magmatiche e quelle sedimentarie possono subire metamorfismo.

Le rocce di tutti e tre i tipi, possono andare incontro a una rifusione ( rifacimento ), ed essere di nuovo trasformate in magma. L’insieme di tutte queste relazioni prende il nome di CICLO LITOGENETICO, o ciclo delle rocce.

Il ciclo litogenetico è un processo che ha avuto inizio con la formazione della Terra solida, ed è destinato a continuare finchè il pianeta manterrà la propria struttura. Gli incessanti processi di trasformazione delle rocce, indicano che la crosta terrestre è in continua evoluzione.

Il ciclo litogenetico, mostra come le rocce superficiali possono venire sepolte in profondità, ed essere trasformate in rocce metamorfiche. Se subiscono forti aumenti di temperatura, queste rocce giungono al punto di fusione e si trasformano in magma. Dal magma possono riformarsi rocce magmatiche. Le rocce profonde possono poi essere portate in superficie dai movimenti che deformano in continuazione la parte più superficiale della Terra, così il ciclo evolutivo delle rocce è incessante.

MINERALI SILICATI

olivina
pirosseni
anfiboli
miche
argilla
quarzo
ortoclasio
plagioclasio
MINERALI NON SILICATI

calcite
dolomite
gesso
salgemma
ROCCE MAGMATICHE

granito
diorite
gabbro
peridotite
ROCCE SEDIMENTARIE

arenaria
argillite
calcare
evaporite
marna
ROCCE METAMORFICHE

gneiss
quarzite
marmo