Concetti Chiave
- Un minerale è una sostanza solida naturale con una composizione chimica definita e una struttura cristallina, caratterizzato da proprietà fisiche e chimiche uniche.
- I minerali si suddividono in silicati, che costituiscono l'80% della crosta terrestre, e non silicati, che includono elementi nativi, solfuri e ossidi.
- Le rocce si classificano in magmatiche, sedimentarie e metamorfiche, a seconda dei processi litogenetici che portano alla loro formazione.
- Il metamorfismo modifica le rocce in base a temperature e pressioni variabili, generando rocce metamorfose attraverso processi di contatto o regionali.
- Il ciclo litogenetico descrive il continuo rimaneggiamento e riciclo dei materiali rocciosi attraverso i processi magmatico, sedimentario e metamorfico.
Definizione e caratteristiche dei minerali
Un minerale è una sostanza naturale solida con una composizione chimica ben definita e con struttura cristallina. Ogni minerale è caratterizzato da una serie di proprietà fisiche e chimiche.
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.
Tipi di minerali e loro composizione
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.
Formazione e classificazione delle rocce
Una roccia è un aggregato di minerali e non ha una struttura ordinata a causa dei cambiamenti di pressione e di temperatura. I processi litogenetici che portano alla formazione di una roccia sono: magmatico (parte da materiale fuso ad alta temperatura), sedimentario (si svolge sulla superficie terrestre a temperature e pressioni basse), metamorfico (si verifica all’interno della crosta).
Processi litogenetici e metamorfismo
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 e processi erosivi
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.
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.
OSSIDAZIONE: operata dall’ossigeno atmosferico.
IDRATAZIONE:
DISSOLUZIONE: operata dall’acqua.
IDROLISI DEI SILICATI: ad opera delle acque dilavanti o piovane.
Domande da interrogazione
- Qual è la definizione di minerale e quali sono le sue caratteristiche principali?
- Quali sono i principali tipi di minerali e come si classificano?
- Come si formano i minerali?
- Quali sono i processi litogenetici che portano alla formazione delle rocce?
- Cosa si intende per ciclo litogenetico e quali sono i suoi processi principali?
Un minerale è una sostanza naturale solida con una composizione chimica ben definita e una struttura cristallina. È caratterizzato da proprietà fisiche e chimiche, come la durezza, la sfaldatura e la fluorescenza.
I minerali si classificano in silicati e non silicati. I silicati, che costituiscono l'80% della crosta terrestre, includono diverse sottoclassi come nesosilicati e inosilicati. I non silicati comprendono elementi nativi, solfuri, alogenuri, ossidi e idrossidi, tra gli altri.
I minerali si formano attraverso vari processi, tra cui cristallizzazione da materiale fuso, precipitazione da soluzioni acquose calde, evaporazione da soluzioni acquose e attività biologiche.
Le rocce si formano attraverso tre processi litogenetici: magmatico (da materiale fuso), sedimentario (a basse temperature e pressioni) e metamorfico (da trasformazioni interne alla crosta).
Il ciclo litogenetico è il processo continuo di rimaneggiamento e riciclo dei materiali rocciosi, comprendendo i processi magmatico, sedimentario e metamorfico, che si influenzano reciprocamente.
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