Scienze della terra

CAMBIAMENTI TESSITURALI

La tessitura si riferisce alla grandezza, forma ed organizzazione dei minerali in una roccia.

Foliazione

Distribuzione planare di minerali o di elementi strutturali in una roccia. In base al clivaggio, scistosità e layering composizionale, il grado metamorfico si suddivide in:

• Lineazione - distribuzione lineare di elementi

La foliazione può formarsi per:

1. Rotazione di minerali lamellari e/o allungati
2. Ricristallizazione di minerali in direzioni preferenziali
3. Cambiamento della forma dei granuli (es. da equidimensionali ad allungati)

La pressione orientata crea la foliazione e assottiglia i clasti (rocce che derivano dall'accumulo di frammenti litici di altre rocce) per processi di dissoluzione e ricristallizzazione.

ROCCE CON TESSITURA FOLIATA (BANDE COMPOSIZIONALI)

La pressione orientata produce una serie di processi che permettono l'allineamento di minerali lungo superfici preferenziali (piani di foliazione).

metamorfismo di alto grado si formano delle strutture a bande chiare ricche di feldspati alternate a bande scure ricche di minerali ferromagnesiaci fi fi fi fi fl fi fi fi

TIPI DI METAMORFISMO

1. Metamorfismo di seppellimento o grado basso - cambiamenti nelle rocce dovuti al cambiamento graduale della temperatura e pressione legati al progressivo seppellimento. Durante questo tipo di metamorfismo i minerali argillosi si trasformano in miche (l'aumento di dimensioni dei minerali è poco visibile), si ha un aumento dell'omogeneità composizionale dei minerali, una diminuzione dei difetti strutturali, un incremento delle dimensioni dei minerali e un decremento del numero di minerali (fasi).

Termini chiave: diagenesi, anchizona ed epizona

diagenesi (qualsiasi cambiamento chimico-fisico subito da un sedimento dopo la sua deposizione iniziale, durante e dopo la sua trasformazione in roccia coerente)

anchizona: porzione superficiale della crosta terrestre in cui le condizioni esistenti di

dell' intrusione, ma è sempre unfenomeno locale.fi fi fififi fi fi fi fi fi fi fi aureola di contatto

La zona di contatto tra il magma e le rocce incassanti prende il nome di le cuidimensioni possono variare da pochi metri a chilometri. Le rocce metamor che di contatto nonhanno una tessitura foliata, ma granoblastica.

Il metamor smo di contatto è di breve durata, produce generalmente rocce prive di foliazione(ripetitiva strati cazione delle rocce: folium->foglia->struttura lastriforme). Se la temperatura èelevata si possono produrre migmatiti5. Metamor smo HP-LT -> il metamor smo HP-LT si sviluppa nei margini di tipo convergente incui le rocce possono arrivare a 100-120 Km di profondità.

6. Metamor smo da impatto-> cambiamenti dovuti ad un rapido aumento di pressione (e ettolocale).

- Durata: molto breve, frazioni di secondo- Le rocce possono fondere e produrre tectiti- Si possono formare fasi stabili ad alta pressione (coesite,

stishovite e piccoli diamanti)fi fifi fi fi fi ffEsempio:impatto di un meteorite che genera una zona metarmor zzata.

ROCCE DI FAGLIA- CATACLASITI E MILIONITI

Le rocce di faglia sono rocce frantumate dai movimenti tettonici. Ciò avviene con l'accumulo di tensioni lungo il piano di faglia nché queste non superano la resistenza a rottura della roccia.Il metamorfismo limitato alla zona di taglio, dovuto a pressione orientata e fluidi può produrre rocce simili a brecce, cataclasiti, miloniti ed ultramiloniti.

FACIES METAMORFICHE E GRADO METAMORFICO

Il grado metamorfico esprime l'intensità delle trasformazioni subite dalla roccia. Si distinguono metamorfismi di basso, bassissimo, medio, alto e altissimo grado. Nel bassissimo le caratteristiche si confondono con quelle dei processi sedimentari, mentre nell'altissimo con quelli magmatici.

Alcuni minerali, chiamati minerali indice, sono buoni indicatori delle condizioni metamorfiche alle quali si formano.

Facies: set di

Condizioni metamorfiche (temperatura e pressione) specifiche per un ambiente tettonico e caratterizzate da particolari minerali indice. I minerali in una roccia possono indicare la storia (pressione e temperatura) della roccia.

PERCORSO METAMORFICO P-T: Con il termine PERCORSO METAMORFICO P-T si indicano i cambiamenti che le rocce hanno subito nel tempo, attraverso l'osservazione delle variazioni di composizione dalla parte più interna a quella più esterna del minerale.

Progrado: cambiamenti mineralogici che avvengono durante un aumento di temperatura.

Retrogrado: cambiamenti mineralogici che avvengono durante una diminuzione di temperatura.

PROCESSI DI DEGRADAZIONE FISICA E CHIMICA:

Alterazione: cambiamenti di tipo fisico e chimico che avvengono in sedimenti e rocce quando sono esposti all'atmosfera, idrosfera e biosfera.

Erosione: insieme dei processi attraverso i quali gli agenti esogeni (acqua, vento, ghiacciai, mare) producono frammenti di roccia, li prendono in carico e dopo.

un trasporto più o meno breve lidepositanofi fi fi fi fifi fi fi fl fiL’alterazione è diversa dall’erosione.

ALTERAZIONE MECCANICA

Le principali cause della degradazione sica sono:

• Crioclastismo (azione ad opera del gelo): L’acqua si espande del 9% quando si congela.
• Termoclastismo (azione ad opera dell’escursione termica): indebolimento della roccia dovuto acicli di dilatazioni e contrazioni (tipico di climi aridi con grandi escursioni termiche, molto e cacese le rocce sono sature).
• Cristallizzazione di minerali o Aloclastismo: gesso, salgemma, calcite.
• Decompressione: L’espansione legata alla decompressione crea domi di esfoliazione.
• Attività organica: radici degli alberi e microrganismi (vermi) possono rompere le rocce.
• Abrasione meccanica: urti da parte di particelle.

ALTERAZIONE CHIMICA

Il principale agente dell’alterazione chimica è l’acqua. Un’ altro agente importante è l’ossigeno. Questo processo avviene

Perché i minerali formati all'interno della terra, in profondità, non sono stabili nelle condizioni superficiali. La stabilità generalmente è l'inverso delle serie di reazione di Bowen (formazione dei silicati: magma che si raffredda e si vanno formando tutti i minerali). Esempi di alterazione chimica differenziale: quarzo (molto stabile); feldspati (formano minerali argillosi); minerali mafici (si decompongono in ossidi o minerali argillosi). Il principale responsabile dell'alterazione chimica è l'acido carbonico H2CO3 → Si forma per dissoluzione della CO2 in acqua: CO2 + H2O → H2CO3. La CO2 rappresenta lo 0.04% delle molecole presenti nell'atmosfera. La quantità di acido carbonico normalmente presente nelle acque piovane è 0.0006 g/l. Reazioni con la calcite: CaCO3 + H2CO3 → Ca2+ 2HCO3-. Carsismo: complesso di forme esterne e sotterranee assunte dall'ambiente per l'azione delle acque circolanti in superficie.

In profondità sulle rocce idrosolubili (calcari, gessi, dolomie, depositi salini) si verifica una reazione con i feldspati:

2KAlSi3O8 + H2CO3 + H2O → Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2K+ + 2HCO3-

L'idrolisi dei silicati è uno dei più importanti processi chimici di disfacimento delle rocce a causa della grande abbondanza di rocce composte da silicati ed è dovuto alla reazione dell'acqua con i silicati alluminosi, presenti come feldspati e feldspatoidi.

RUOLO DELL'OSSIGENO

Rocce sedimentarie:

Le rocce clastiche sono una roccia data dal consolidamento di sedimenti sciolti derivanti da rocce preesistenti (si suddividono in silicoclastiche, terrigene).

Le rocce chimiche o biochimiche sono una roccia formata dalla precipitazione di minerali da soluzioni in seguito a processi di natura organica o inorganica.

Le rocce sedimentarie coprono il 75% della superficie terrestre. Rappresentano circa il 25% delle rocce della crosta. Si dividono in clastiche, chimiche, biochimiche.

CICLO DELLE ROCCE

1. Alterazione
2. Erosione: insieme dei processi attraverso i quali gli agenti esogeni (acqua, vento, ghiacciai, mare) producono frammenti di roccia, li prendono in carico e dopo un trasporto più o meno breve li depositano
3. Trasporto:
   • carico sul fondo - movimento per trazione (ghiaia), per saltazione (sabbia)
   • carico in sospensione - silt e argilla
   • carico in soluzione - ioni solubili
4. Trasporto meccanico - Classazione: una misura della variazione di granulometria in una roccia o in un sedimento
   • Sedimenti ben classati sono stati soggetti ad azioni prolungate dell'acqua o del vento.
   • Sedimenti mal classati sono stati poco trasportati dal loro punto di origine oppure depositati da ghiacciai.
5. Arrotondamento: misura della spigolosità dei granuli; meno sono spigolosi, maggiore è il loro indice di arrotondamento
6. Sfericità: misura quanto è sferica una particella