Concetti Chiave
- I minerali sono sostanze naturali solide con composizione chimica definita e struttura cristallina. Possono essere ionici, covalenti o molecolari.
- I silicati costituiscono l'80% della crosta terrestre, con una struttura tetraedrica. Esistono diverse varietà come nesosilicati, sorosilicati e ciclosilicati.
- Le rocce sono aggregati di minerali e si formano attraverso processi litogenetici: magmatico, sedimentario e metamorfico.
- Le rocce magmatiche si distinguono in intrusive ed effusive, mentre quelle sedimentarie possono essere clastiche, organogene o chimiche.
- I processi fisici e chimici, come termoclastismo e ossidazione, influenzano la formazione e trasformazione delle rocce e dei minerali.
Caratteristiche chimiche: solidi Ionici (gli ioni si strutturano cubicamente, legati tra loro tramite forze elettrostatiche): salgemma; solidi Covalenti: diamante e graffite: costituiti entrambi da carbonio; solidi Molecolari: solidi a struttura cristallina molto debole con legami a idrogeno: zucchero e ghiaccio.
Caratteristiche fisiche: Vettoriali e Scalari. Le prime: Durezza (scala di Mohs); sfaldatura; fluorescenza o fosforescenza (dipende dalla capacità di riflettere la luce); sapore; tatto; colore; elettricità; piezoelettricità; rifrazione; birifrangenza, polarizzazione della luce (dipende dalla capacità del minerale di far ruotare il piano della luce polarizzata). Le seconde: densità (dipende dalla compattezza degli atomi); temperatura di fusione.
Le diverse specie di minerali noti sono 2000, ma quelle importanti sono 20.
I minerali più diffusi sono i silicati (silicio-ossigeno); quelli non silicati sono comunque importanti.
SILICATI: costituiscono l’80% della crosta terrestre. Hanno una struttura tetraedrica con il silicio e 4 atomi di ossigeno che fungono o da ponte o da legame con cationi (Na, K, Mg). I tetraedri possono unirsi tra loro in modo diverso con strutture diverse.
NESOSILICATI: detti silicati a isole. Un unico tetraedro indipendente dagli altri. Es. Olivina, insieme di fosforite e fagliolyte (magnesiaca, fosforite, ferrosa).
SOROSILICATI: due tetraedri uniti da un ossigeno ponte.
CICLOSILICATI: anelli di 3,4,6 tetraedri (Berillio).
INOSLICATI: se i tetraedri sono una catena semplice,si chiamano Pirosseni (diopside); se sono una doppia catena, Anfiboli (orneblenda).
FILLOSILICATI: tetraedri a forma di foglia (micha bianca e micha nera).
TETTOSILICATI: struttura molto complessa e tridimensionale (leucite, albite, ortoclasio).
I non silicati, invece, sono:
ELEMENTI NATIVI: formati da un unico elemento (oro,argento)
SOLFURI: blenda (ZnS), galena(PbS), pirite(FeS2), calcopirite, cinabro.
ALOGENURI: salgemma (NaCl), fluorite (CaF2), silvie
OSSIDI E IDROSSIDI: ematite(Fe2O3), magnetite (Fe3O4), limonite (Fe2O3H2O), quarzo (SiO2), corindone (Al2O3).
NITRATI, CARBONATI, BORATI: calcite (CaCO3), dolomite, turrite.
FOSFATI: apatite, malachite.
SOLFATI: gesso, anidride, barite.
I minerali si formano per: cristallizzazione da materiale fuso, per precipitazione da soluzioni acquose calde, per evaporazione da soluzioni acquose, per attività biologiche che porta alla formazione di gusci, per sublimazione di vapori caldi.
ROCCE MAGMATICHE: vengono di stinte in: Intrusive (quando il magma solidifica in profondità), Effusive(quando solidifica in superficie).i vari tipi di rocce sono distinte in base al contenuto di silice: acide (ricche di silice), neutre, basiche ed ultrabasiche. Le acide più nelle intrusive, le basiche nelle effusive. I magmi basici derivano da zone profonde del mantello; quelle acide nella crosta.
ROCCE SEDIMENTARIE: Clastiche (si formano per accumulo di materiali trasportati dall’acqua e dal vento), Organogene (formate da sostanze biologiche), Chimiche(da processi chimici).
ROCCE METAMORFICHE: derivano da trasformazioni di rocce dovute all’aumento della temperatura o pressione.
METAMORFISMO: trasformazione di qualunque tipo di roccia: Di Contatto (rocce a contatto con il magma), Regionale (rocce che scendono all’interno della crosta), Cataclastico.
MINERALI-INDICE: minerali per i quali sono state determinate in laboratorio le condizioni di temperatura e pressione cui si possono formare.
ULTRAMETAMORFISMO: si ha quando un ulteriore aumento della temperatura provoca una fusione totale delle rocce e dà origine a un magma rigenerato o analettico.
CICLO LITOGENETICO: nel quel i materiali della roccia vengono continuamente rimaneggiati e riciclati.
1)processo magmatico, con l’intrusione e l’effusione;
2)processo sedimentario, dall’alterazione al trasporto;
3)processo metamorfico, che attraverso i processi di fusione ci riporta al processo magmatico.
Processi fisici
TERMOCLASTISMO: sbalzi termici sia stagionali che diurni.
CRIOCLASTISMO: formazione di clasti in seguito ad azioni di gelo e disgelo.
TERMOCRIOCLASTISMO: insieme dei due precedenti.
ONDE FLUENTI E BATTENTI: hanno un’azione abrasiva.
ACQUE SOLIDE: esercitano un’azione detta esarazione.
VENTO: attraverso un processo detto deflazione.
Processi chimici
OSSIDAZIONE: operata dall’ossigeno atmosferico.
IDRATAZIONE:
DISSOLUZIONE: operata dall’acqua.
IDROLISI DEI SILICATI: ad opera delle acque dilavanti o piovane.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali caratteristiche chimiche dei minerali?
- Qual è la differenza tra rocce magmatiche intrusive ed effusive?
- Come si formano i minerali?
- Quali sono i principali tipi di rocce sedimentarie?
- Che cos'è il ciclo litogenetico?
I minerali presentano caratteristiche chimiche come solidi ionici, covalenti e molecolari, con strutture cristalline definite e legami specifici, come quelli elettrostatici nei solidi ionici o a idrogeno nei solidi molecolari.
Le rocce magmatiche intrusive solidificano in profondità, mentre le effusive solidificano in superficie. Le intrusive sono spesso ricche di silice, mentre le effusive tendono ad essere più basiche.
I minerali si formano attraverso processi come la cristallizzazione da materiale fuso, precipitazione da soluzioni acquose calde, evaporazione, attività biologiche e sublimazione di vapori caldi.
Le rocce sedimentarie si dividono in clastiche, formate da accumulo di materiali trasportati, organogene, da sostanze biologiche, e chimiche, da processi chimici.
Il ciclo litogenetico è il processo continuo di rimaneggiamento e riciclo dei materiali delle rocce attraverso i processi magmatico, sedimentario e metamorfico.
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