Genesi delle rocce lapidee

dei terreni

1

Genesi delle rocce lapidee

Fenomeno Ambiente Rocce prodotte Esempi

Eruzioni superficie 

esterna Ignee

① Effusive  Lave

② Piroclastiche Tufi Solidificazione magma profondità 

crosta terrestre

③ Intrusive Graniti

Variazioni termomeccaniche ④ Metamorfiche Gneiss

Deposizione aria o acqua ⑤ Sedimentarie Calcari

dei terreni

2

Meccanismi di formazione dei terreni naturali

Processo Agenti Prodotti

Formazione disgregazione meccanici (erosione)

fisici (T, w)

terreni granulari



alterazione chimici (reazioni con acque acide) terreni fini

Trasporto acqua, vento, ghiaccio terreni sciolti

Sedimentazione gravità, correnti 

Diagenesi sovraccarichi litostatici,

precipitazioni saline

terreni addensati terreni cementati

I terreni naturali, o rocce sciolte, discendono da: 

formazione incompleta o trasformazioni  delle rocce lapidee

dei terreni

3

Classificazione dei depositi sedimentari

Terreni sedimentari Agenti di trasporto Ambiente di sedimentazione

① Depositi alluvionali Acque fluenti più o meno velocemente Stesse acque che costituiscono  l’agente di trasporto

② Depositi marini, lacustri, palustri Acque fluenti più o meno velocemente Mare, laghi, lagune

③ Depositi eolici Vento Pianure, fasce costiere

④ Depositi colluviali Frane e dilavamento dei versanti Piede dei versanti

⑤ Depositi glaciali Moto dei ghiacciai Piede dei ghiacciai

① ②

③

④ ⑤

dei terreni

4

Alcune definizioni fondamentali

Distinzione schematica  tra rocce e terre:

Rocce Terre

Origine varia prevalentemente sedimentaria

Struttura continua

monofase

discontinua  multifase

Legami interparticellari stabili non resistenti all'acqua Granuli:  particelle solide elementari in cui viene suddivisa una terra 

a seguito di prolungato contatto con acqua Dimensioni e visibilità dei singoli granuli:

dei terreni

5

Terre a “grana grossa” e terre a “grana fine”

La dimensione delle particelle condiziona la natura delle interazioni meccaniche solido‐solido e solido‐fluido

Terre Dimensioni Materiale Granuli Interazione  

solido‐solido e solido‐fluido Granulari 10mm ÷ 10 cm Framm. roccia (> 1mm)

Framm. minerali (< 1mm) Inerti Solo meccaniche  (forze di massa)

Fini 10 Å ÷ 10 mm Fillosilicati Attivi Meccaniche + elettrochimiche  (forze sup.)

Terre a grana grossa (sabbie) Terre a grana fine (argille) Scheletro solido: aggregato particellare costituito dall'insieme dei granuli di una terra

dei terreni

6

Influenza delle dimensioni dei grani

Il rapporto forze superficiali/forze di massa è proporzionale alla superficie specifica (Σ) (superficie/massa) dei granuli

Per una particella sferica con densità 

Le forze superficiali (e quindi l’interazione solido – fluido)  sono inversamente proporzionali alle dimensioni delle particelle

Terreno Dimensioni 

medie Σ (m²/g) 1 g equivalente a:

Sabbie 2 mm 0.0002 unghia

Argille

caolinite 0.1 ÷ 4 mm 10 ÷ 20 stanza

illite 0.03 ÷ 0.1 mm 65 ÷ 200 appartamento

montmorillonite 10 Å   Fino a 800 edificio

 D

   

   ² 

3

4 6

4 3

r S

V r D

dei terreni

7

Struttura delle Terre granulari

Forze superficiali << Forze di massa



Interazione meccanica dipendente da:

1.  Dimensioni e distribuzione granulometrica particelle

distribuzione uniforme distribuzione assortita

• La permeabilità è proporzionale alla dimensione dei vuoti 

• Le proprietà meccaniche migliorano per terreno più assortito

dei terreni

8

Struttura delle terre a grana grossa

2.  Forma dei grani

3.  Mineralogia

:

(p.es. terreni piroclastici, micacei, etc.)

Proprietà fisico‐meccaniche  dello scheletro solido

  0 1 >  > 0

  1

allungata appiattita

subsferica

Dimensioni + 

Forma  + 

Mineralogia

tessitura 

(assetto interparticellare)

    

 

 

superficie sfera di pari volume sfericià

superficie granulo s

S

dei terreni

9

Struttura delle terre a grana fine

Unità elementari  Combinazioni in reticoli

① Tetraedro SiO₄

② Ottaedro Al(OH)₆

 Silice

 Gibbsite

dei terreni

10

Struttura delle terre a grana fine Silice + Gibbsite = Caolinite

Reticoli, o pacchetti (spessore  10 Å)  Legami ionici

Granuli = Strati di pacchetti connessi tramite legami ionici deboli o tipo idrogeno

Al(OH)₆

SiO₄

deboli

forti

dei terreni

11

Interazione elettro-chimica

Il pacchetto (quindi il granulo) ha un eccesso di

carica negativa superficiale  in acqua viene ‘idratato’ dal dipolo H₂O a costituire i complessi di adsorbimento

granulo doppio strato

acqua adsorbita

acqua libera (interstiziale)  con ioni diffusi

O H H

dei terreni

12

Interazione elettro-chimica

I complessi granuli + acqua adsorbita si scambiano:

• Azioni repulsive:

decrescenti con la distanza e la concentrazione elettrolitica

• Azioni attrattive (forze di van der Waals):

campo magnetico indotto dal moto degli elettroni, 

decrescente con la distanza, indipendente dalla concentrazione

Azione risultante: con segno dipendente da distanza e concentrazione

repulsioneattrazione

-

+

distanza concentrazione

C₁ C₂

C₁ C₂

C₁ < C₂

dei terreni

13

Struttura delle terre a grana fine

Flocculazione  azioni attrattive  concentrazione salina

Acqua dolce  Acqua salmastra 

Struttura dispersa  Struttura flocculata 

concentrazione ↓  forze repulsive ↑ concentrazione ↑  forze repulsive ↓

dei terreni 14

In acqua salmastra (argille marine):

Struttura flocculato‐dispersa (minerali più attivi)

 Struttura flocculato‐orientata (minerali meno attivi) In acqua dolce (argille fluvio‐lacustri):

Struttura casuale (minerali meno attivi)

 Struttura orientata

(minerali più attivi)

Orientamento dei granuli delle terre a grana fine

Orientamento: dipendente da attività superficiale

dei terreni

15

I granuli delle terre

Terreni a grana grossa Terreni a grana fine