Le ROCCE SEDIMENTARIE
materiali di origine
materiali di origine
Clastica o
Clastica o
detritica
detritica
(frammenti cementati insieme)
(frammenti cementati insieme)
Chimica o
Chimica o
organogena
organogena
(materiale formato in parte o interamente in
(materiale formato in parte o interamente in
seguito a precipitazione chimica organica o
seguito a precipitazione chimica organica o
inorganica)
inorganica)
le rocce sedimentarie possono essere raggruppate in due grandi categorie:
ROCCE DETRITICHE
NOME
delle ROCCE
coerent
NOME dei
SEDIMENTI incoerentNOME dei
GRANI
CLASSI
DIMENSIONALI
in mm
CONGLOMERATI CONGLOMERATIBlocchi
SABBIE
SABBIE
GHIAIE GHIAIECiottoli
di varia grandezza
ARENARIE
ARENARIE
2 - 256
256 - 4096
2 - 1/16 (0,0625)
Argilla
Sabbia
di varia grandezza
Silt
di varia grandezza
FANGHI
FANGHI
ARGILLITI
ARGILLITI
1/16 (0,0625)
-1/256
(0,0039)
< 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)
G
GhiaiaG
Conglomerato Ghiaia (>2 mm) Fanghi (silt + argilla) (< 0.0625 mm) Sabbia (2-0.0625 mm) Gf Gfs Gs Fg Sgm Sg F(g) Fs(g) Sf(g) S(g) F Fs Sf S 1:1 Rapporto Sabbia:Fango 1:9 9:1 G BrecciaBrecce e conglomerati
I clasti in una breccia devono
essere angolari
I conglomerat in senso stretto
possono avere qualche clasto
angolare, ma in genere mostrano
un certo grado di arrotondamento
Sabbia
S
ArenariaS
Ghiaia (>2 mm) Fanghi (silt + argilla) (< 0.0625 mm) Sabbia (2-0.0625 mm) Gf Gfs Gs Fg Sg m Sg F(g) Fs(g) Sf(g) S(g) F Fs Sf G 1:1 Rapporto Sabbia:Fango 1:9 9:1 SFango
F
ArgilliteF
Ghiaia (>2 mm) Fanghi (silt + argilla) (< 0.0625 mm) Sabbia (2-0.0625 mm) Gf Gfs Gs Fg Sgm Sg F(g) Fs(g) Sf(g) S(g) Fs Sf S G 1:1 Rapporto Sabbia:Fango 1:9 9:1 FSi 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
EVAPORITI
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.
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.
EVAPORITI
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
2O H
++ HCO
CO2 + H2O H+ + HCO
3- 2H+ + CO3
2-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-
CaCO
3
+ H
2O + CO
2A seconda del pH la reazione è più o meno spostata verso destra o verso sinistra. Con pH < 4,3 l'anidride carbonica si trova essenzialmente come gas disciolto,
mentre con pH > 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 pH intermedio e quindi la forma più comune di carbonio
inorganico disciolto è lo ione bicarbonato HCO3- .
SEDIMENTAZIONE dei CALCARI INORGANICI
La solubilità della CO2 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 CO2 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
CaCO
3)
-
organogena
(accumulo di organismi a guscio calcareo)
-
detritica
(disgregazione e trasporto di materiali
calcarei di origine organica e inorganica)
Es. calcareniti
Travertno
Si forma per fenomeni di incrostazione operati
da acque di cascate o corsi d’acqua saturi in
CaCO
3e 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.
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 CO2 nell'atmosfera della grotta, e libera questo gas facendo precipitare CaCO3.
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 stalagmit, 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.
Stallattit e Stalagmit
Ca2+ + 2 HCO 3
- CaCO
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 MgCa(CO3)2
Non si formano direttamente ma da diagenesi dei calcari marini mediante un processo di dolomitizzazione in cui avviene una parziale sosttuzione degli atomi di calcio con quelli di magnesio.
Per la dolomitzzazione 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.
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.
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 Si0
2SELCE:
tende a concentrarsi in lentiestremamente 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 inclusionimicrocristalline di ossidi di ferro, principalmente ematite Fe2O3) 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
-
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.
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 piroclastche
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
Come riconoscere una roccia SEDIMENTARIA
La roccia è formata dagranuli ben visibili
I granuli sono formati da minerali e frammenti di roccia I granuli sono formati da cristalli giustapposti I granuli sono costituiti da fossili La roccia è terrigena come il CONGLOMERATO La roccia è chimica come l’ANIDRITE la roccia è Organogena Come il CALCARE Fossilifero
