Lezioni Mineralogia ambientale

O

2

Ruolo dell’ossigeno→da silicati di Fe a ossidi di Fe

_il Fe ferrico e ferroso non sono stabili allo stesso modo, favorite le fasi ferriche

_Ematite molto stabile

_i colori che possono derivare dall’ossidazione del Fe variano dal rosso a bruni

Se io prendessi un pirosseno

2+ 3+

(Fe )= con l’o diventa Fe

→alla fine del processo

porterà alla formazione di

ossido di Fe=ematite

Fe in forma ossidata (3+) dà questo

colore rosso caratteristico

Si altera +facilmente un granito o un basalto? Olivina poco stabile, forse anche

meno dei feldspati=>dovrei dire che un basalto si altera di più MA bisognerebbe

andare a valutare anche altri fattori

Se la roccia riesco a fratturarla o no, la superficie che espongo può essere

diversa a seconda delle rocce

Es: nelle massicciate ferroviare si preferirebbe usare i basalti (quello

dell’immagine non rimarrebbe nero, diventerà rossiccio a causa del Fe2+ che

ossiderà), ma la roccia potrebbe essere alterata solo in superficie ed essere

attaccata poco all’interno

Se mettessi un granito bianco subirebbe un forte degrado cromatico, da bianco

diventerebbe probabilmente giallastro

Tra 1. un’arenaria fatta di puro quarzo, 2. un calcare fatto di pura calcite, 3. un

granito e 4. un deposito evaporitico di alite, qual è più stabile in condizioni di

clima umido e caldo? 1-4

Se io fossi in un clima diverso, in un clima caldo e secco, si conserveranno bene

entrambe

Se le rocce si possono rompere, si fessurano o no, dipende da vari fattori:

_Zone naturali di debolezza→se applico uno sforzo crescente, per un certo

tempo, le fratture non passano attraverso i minerali, sfruttano eventuali facce-

spigoli di questi, associate ai piani di debolezza (se dò una sollecitazione

energica la roccia non seguirà esattamente solo i piani di debolezza, l’energia è

talmente forte che rompe anche i vari cristalli)

_Alcune piante (es.capperi) crescono bene anche lungo le mura→mettono le

loro radici nelle malte che servono a sigillare i commenti o in varie buche

presenti→murature ricche di soluzioni basiche➔con le radici rompe la malta

per aggrapparsi alla struttura, la stessa cosa avviene nelle rocce

_presenza di acqua che può gelare=>aumenta di volume

_esfoliazione

ALTERAZIONE FISICA ED EROSIONE→dipendono da:

_durata

_tipo di roccia

_clima

_topografia

Perché il calcestruzzo (pietra artificiale) in un ambiente freddo anche dove non

passa traffico pesante, è soggetto ad alterazione=>può fessurare?

Anche un materiale artificiale può subire degrado

Il legante che in un calcestruzzo tiene insieme le particelle è un materiale che

contiene acqua

In montagna si tende a usare il legno→materiale che resiste meglio a basse T

Pirite= minerale di Fe ferroso=>facilmente aggredibile in ambiente con ossigeno

Suolo=costituito da materiali che si trasformano e si spostano, e forniscono

anche materiali in uscita, non ci sono solo materiali in entrata

➔formazione di un suolo= porcessi di apporto e

sottrazione Anche l’acqua può

trasportare

materiale in

superficie o tra gli

strati

Ruolo del materiale

organico= no

attività di erosione-

ruscellamento

dell’acqua dove è

presente

vegetazione, erba

Anche i minerali, che cementano il materiale sciolto, possono aiutare a bloccare

il suolo

Vari tipi di suolo caratteristici di climi e ambienti genetici diversi

Quelli antichi= Paleosuoli→ danno info sulla storia del clima, dell’atmosfera,

dell’erosione Cosa differenzia un

suolo giovane da

uno più antico?

In quello + vecchio posso trovare + quarzo, un contenuto > di minerali

+resistenti ad alterazione, Fe in forma ossidata…

3 fattori principali che gestiscono il

movimento di materiale sciolto:

_natura del materiale (angolo di riposo)

_ammontare dell’acqua

_stabilità del suolo (e pendenza)

Materiale consolidato e non consolidato Argilla non

consolidata

→ricca di

acqua, se

applico

forze di

compressione che fanno uscire l’acqua (es. mettendoci un terreno

sopra)→argilla consolidata, se viene applicata ulteriore compressione, avrà

cedimenti < a quella non consolidata Natura del materiale è

importante, se è consolidata o no, se si tratta di sabbia o silt, se sono frammenti

di roccia, sabbia, silt→diverso tipo di materiale risponde in modo diverso alla

stessa sollecitazione

Angolo di riposo=

angolo al quale

posso formare

questo cono

Se prendo una particella d’acqua all’interno (forze equidistribuite) o in superficie

(tensione superficiale) sarà sollecitata a forze diverse Se prendo un terreno

sciolto (es.sabbia) e lo

rendo umido, secco,

saturo d’acqua ho 3 casi

diversi di

comportamento→

materiale umido +coesivo

di uno saturo d’acqua=>

se un terreno è pieno

d’acqua resiste meno, +

facilmente sottoposto ad

eventuale trasporto

Conta:

_Stabilità→pendenza

_Possibilità di accumulo

_Rottura in blocchi +o- grandi→+facile spostarli

Acqua→lubrificante, diminuisce l’attrito e facilita lo scorrimento

Liquefazione→un terreno saturo

d’acqua, scossa di

terremoto→l’acqua va in

superficie→rende poco coesivo il

materiale

_Natura del materiale _Velocità del movimento _Natura del movimento

_Valanghe di rocce

_Frane di materiali

_Flussi di terra/detrito,

di fango etc.

Fenomeni franosi=

molto comuni, alcuni

disastrosi

Le frane attuali sono

visibili, ma dopo molti

anni si può rigenerare

un sistema che ha come

base una paleofrana

Devo saper riconoscere i segni di una frana passata per prevenire-prevedere

quelle future

Frane facilmente innescate da terremoti

Ci sono frane particolarmente ampie Per apprezzare un movimento franoso

passato mi può aiutare osservare i pali,

gli alberi

Colate di fango a seguito di eruzione vulcanica:

Il comportamento del suolo= sabbioso, argilloso, siltoso→darà origine a

fenomeni-movimenti diversi

IL DEGRADO DEL MARMO IN NATURA E IN OPERA

Ci riferiamo quasi di più alla definizione commerciale (=ogni roccia lucidabile)

che non a quella scientifica (=roccia metamorfica formata prevalentemente di

calcite e/o dolomite)→ogni pietra lavorabile come il marmo in senso stretto

Varietà diverse, bianco, venato, statuario etc.

Mineralogicamente costituito da calcite-dolomite con qualche altro minerale

accessorio (quarzo, pirite, clorite, albite etc.)

Grana→_metamorfismo regionale= poco variabile, ampi affioramenti con grana

che cambia leggermente da oriente a occidente, ma in media si può considerare

tutta intorno ai 200-300 micron

_metamorfismo di contatto= marmi a grana grossa in prossimità del plutone, a

circa 500m già roccia calcarea non metamorfosata

➔se studio un pezzo di roccia in laboratorio non posso essere sicura se è un

marmo da metamorfismo di contatto o regionale

Grane estremamente grandi possono però essere correlate a metamorfismo di

contatto→soprattutto a vicinanza del plutone

Tessitura→ da grano-blastica (=aggregati di calcite che hanno sviluppato le

facce=>bordi rettilinei) a xeno-blastica (=non hanno i bordi perfettamente

rettilinei, possono essere lobati, suturati, dentellati etc.)

Equi o disequigranulare→cristalli di uguale o differente dimensione

Orientazione→da statistica

a parzialmente orientata

PROPRIETÀ DEL MARMO

Rispetto ad alcuni minerali (es. quarzo) è molto solubile, rispetto ad altri (al

salgemma per es.) poco

Sensibile ad ambiente acido→se io metto una calcite (marmo) a contatto con un

acido (anche aceto, o limone) posso vedere la reazione della calcite →IN

Deposizione della calcite sul rubinetto, incrostazioni di vasche-piscine etc.

NATURA→ carsismo

Sfaldatura facile

Durezza modesta

Forte anisotropia termica ed elastica= si allunga in una direzione e si accorcia in

quella ortogonale a quella se la scaldo→ se scaldo una sfera di calcite diventa un

ellissoide, la >parte degli oggetti sferici se li scaldo diventano una sfera +grande,

non cambiano forma=>sollecitazione di tutti i cristalli=>disgiunzione gli uni dagli

altri=>aumento della porosità=>degrado della roccia

Man a mano che vado da tessitura con granuli con bordi rettilinei a quella con

bordi suturati cambiano le proprietà meccaniche della roccia→quella con bordi

suturati è +resistente

Porosità (grano-blasti)→l’acqua non va dentro i cristalli, negli spazi vuoti tra un

cristallo e l’altro=>non andrà a riempire dei pori sferici, ma un reticolo

caratterizzato dagli spazi lasciati tra le facce dei minerali adiacenti

Se io degradassi il marmo aprirei gli spazi tra un granulo e l’altro

Rompo la lastra con un colpo

energico→frattura taglia i granuli

Ma solo se il marmo è secco (fresco),

se è cotto (sottoposto a degrado)

segue i piani di debolezza, che

coincidono con i bordi dei singoli

cristalli

Il marmo è talmente decoeso che è

caduto

Vecchio restauro→ materiali non

analoghi a quelli presenti

precedentemente, ma soprattutto il

materiale si è distaccato, su superfici

non perfettamente riemarginate, non

perfettamente attaccate le une alle

altre

A volte il colore dello stucco usato per

restaurare viene intonato al colore

dell’ambiente circostante, se successivamente venisse asportato il deposito

superficiale lo stucco che rimane sarebbe di colore completamente diverso

Ornamentazioni in rilievo→dolomite=

+resistente, calcite→esportata facilmente per

dissoluzione L’acqua esce dalla fontana e intorno si

genera una patina biologica

L’acqua potrebbe disciogliere o far

precipitare calcite

Prima si deposita sporco, poi avviene una

reazione tra il carbonato di calcio e qualche

inquinante dell’aria che produce

gesso→tiene insieme, cementa le particelle

nere di sporco e crescono (al riparo

dell’acqua) delle croste nere di gesso

Attenzione a non confondere un materiale con ciò che sta sulla superficie del

materiale, sopra al materiale

Bisogna sempre considerare se c’è apporto o sottrazione di materiale

Fenomeni di pitting→dissoluzione localizzata, possono avvenire anche laddove

non c’è contatto diretto con acqua piovana, magari ricca di acidispesso per

fenomeni di condensa (se la statua è fredda rispetto al resto)

Duo