Geochimica - Parte 2

RIASSUMENDO:

il potenziale ionico ci diceva se un elemento tendeva a rimanere nell’acqua o meno

- il pH ci diceva quando gli idrossidi precipitavano oppure rimanevano in soluzione

- Eh ci diceva dei limiti precisi e la possibilità che determinati elementi si ossidino o meno.

-

Ulteriore fattore che condiziona il comportamento degli elementi:

3- Presenza di colloidi 3+

( ci spiega perchè c’è un po’di Fe disciolto a pH 6,8 ) 48

La soluzione vera e la soluzione colloidale sono 2 cose molto diverse.

-3 -6

I colloidi sono particelle molto piccole ( 10 , 10 mm) disperse in un contenitore ( fase disperdente, es:

acqua ) omogeneo. Vi sono più tipi di colloidi :

Le sostanze capaci di dispersione colloidale possono essere sia sostanze inorganiche sia sostanze

organiche.

1. Colloidi globulari o sferocolloidi, caratterizzati da una forma più o mento tondeggiante delle

particelle ( argento colloidale, emoglobina ).

2. Colloidi lineari o fibrosi ( acido silicico, cellulosa ):

3. Se le particelle sono costituite da singole macromolecole si parla di colloidi macromolecolari

( nitrocellulosa ) e di colloidi micellari ( solfo, oro, saponi ).

4. Le sospensioni colloidali in cui la fase disperdente prevale sulla fase dispersa prendono il nome di

SOL.

5. In certe condizioni il colloide può separarsi dalla sospensione trascinando una quantità variabile di

fase disperdente: ne risulta una massa gelatinosa o flocculenta che prende il nome di GEL.

6. I colloidi per i quali vi è affinità tra particelle disperse e mezzo disperdente sono dotati di grande

stabilità e si chiamano LIOFILI Possono passare facilmente dallo stato di sol a quello di gel e



viceversa ( colloidi reversibili )

7. I colloidi per i quali non vi è affinità tra particelle disperse e mezzo disperdente si chiamano

LIOFOBI una volta coagulati difficilmente ritornano in sospensione ( colloidi irreversibili).



A seconda che la fase disperdente e/o la fase dispersa siano solide, liquide o gassose, avremo diversi

tipi di colloidi:

fase disperdente solida: la fase dispersa può essere solida, liquida, o gassosa; se è solida

 abbiamo soluzioni solide, se è liquida abbiamo le intrusioni liquide nei cristalli, se è gassosa

abbiamo intrusioni gassose nei cristalli.

fase disperdente liquida (acqua): se la fase dispersa è gassosa abbiamo le schiume, se è liquida

 abbiamo le emulsioni, se è solida abbiamo le sospensioni colloidali, che è quello che ci interessa.

fase disperdente gassosa (aria): se la fase dispersa è solida abbiamo i fumi, cioè le particelle

 di fumo disperse nell’aria, se è liquida abbiamo le nebbie, nubi, e aerosol(liquidi), se è gassosa

abbiamo le miscele molecolari. 49

Quelle che a noi interessano sono le sospensioni colloidali, perché alcuni di quegli idrossidi di cui

abbiamo parlato ( Fe e Al ) possono essere in veste di soluzione colloidale, invece che in soluzione

“vera” in cui precipitano perché sono insolubili a pH naturali; quindi, se per condizioni ambientali questi

due idrossidi si trovano in sospensione colloidale, invece di precipitare girano con l’acqua, tant’è vero

che nelle acque minerali domestiche, ma anche nei fiumi, noi li troviamo sotto questa forma, altrimenti

trovandosi a pH naturale sarebbero gia precipitati; inoltre i colloidi, in genere, hanno una carica

elettrica, che gli permette di fare un’azione di ADSORBIMENTO, cioè possono attirare gli ioni a carica

contraria: per es. il K, che è molto solubile ( pot.ionico basso), non gira tanto quanto se ne produce dalla

distruzione dei silicati, perché in parte viene bloccato per adsorbimento dai colloidi veri e propri( FeOH

e AlOH), o da quelli che hanno un comportamento colloidale, che sono i minerali argillosi( non sono

colloidi, ma hanno azione adsorbente ).

I minerali argillosi, che sono cristallini, e si formano quando l’idrolisi non va fino in fondo, per la

modificazione della struttura (per es. da feldspato potassico a minerale argilloso) hanno delle cariche

non neutralizzate, e per questo possono fare adsorbimento, come i colloidi; questa azione è

importantissima perché, vedremo, si sfrutta per l’antinquinamento, ma soprattutto perché durante la

storia della terra, moltissimi elementi velenosi ( aresenico, piombo, vanadio), sono stati bloccati dai

minerali argillosi, che hanno avuto, si dice, un’azione di svelenamento, altrimenti questi elementi, una

volta liberatisi dalle strutture silicatiche andavano a finire nell’acqua, mentre invece in tal modo sono

stati bloccati.

Nello stesso modo i nutrienti solubili sono intrappolati nei suoli per la presenza delle argille.

QUINDI: 1) abbiamo alterato i silicati con l’acqua, distruggendoli totalmente o dando vita ai minerali

argillosi; 2) abbiamo liberato una serie di elementi, che a sceonda del loro pt.ionico, pH ed Eh

dell’ambiente, presenza di colloidi etc… agiscono un certo modo

[ N.B.: questo schema contraddirebbe la seconda legge della termodinamica perché da una serie di

distruzioni dovrebbe venir fuori un caos, ma trovandoci in ambienti naturali, tutto sommato il risultato

è una cosa ordinata.]

L’alterazione non agisce in modo uguale su tutti i minerali 

Da tutta l’alterazione chimica vengono fuori una serie di SEDIMENTI :

MINERALI RESIDUALI, per esempio il quarzi ( SiO )che si altera molto lentamente; in questi

 2

sedimenti si concentra il silicio.

MINERALI ARGILLOSI se l’idrolisi non arriva fino alla fine; qui si concentrano Al, Si, e (K), che

 viene adsorbito.

IDROSSIDI ( di Fe e Al).

 CARBONATI – pH 7-8, precipita la calcite – abbiamo fanghi calcarei di doppia origine: organica,

 ovvero tutti quegli organismi che fissano CaCO nello scheletro, cuticola, spicole etc.., quindi questi

3

fanghi sono composti dai loro resti;

inorganica (chimica), ovvero precipitazione diretta di calcite ( es travertino ).

Rimangono nell’acqua i più solubili,

 Na, K non adsorbito, Ca, Mg. Questi elementi si possono fermare solo in un caso molto particolare,

cioè per precipitazione diretta dall’acqua di mare, facendola evaporare (concentrando l’acqua

marina) : SALI EVAPORITICI devo avere T elevata e devo essere vicino al mare = clima caldo,



secco, ventoso, e spiaggia con sabbia; dobbiamo avere una situazione intercotidale ( dove arriva

l’alta marea ) con l’alta marea l’acqua supera la barriera ed entra nella padella evaporitica; con la



bassa marea l’acqua evapora e si depositano i sali, precipitando prima i più insolubili. Precipita prima 50

CaCO poi l’acqua continua ad evaporare e si forma CaSO ; continuando l’evaporazione precipiterà

3 4

NaCl e via via i sali più solubili ( KCl e MgSO ).

4

Saline sistema artificiale che riproduce la situazione della padella evaporitica.



SABKA = situazione che permette grossi pacchi di deposizione.

 Che differenza c’è con la padella evaporitica??? che nella sabka abbiamo subsidenza e quindi il



fondo della padella si approfondisce sempre più; in tal modo abbiamo metri e metri di CaCO

3.

DIAGENESI

Tutti questi sedimenti sono incoerenti , perché se vengono sottoposti al processo di diagenesi si

ottengono i principali tipi di rocce sedimentarie. La diagenesi è un processo che porta alla

compattazione e litificazione( trasformazione in rocce) di questi sedimenti incoerenti, e normalmente

avviene per seppellimento aumenta la pressione, diminuiscono i vuoti ( l’acqua sfugge al sedimento ),



diminuisce la porosità.

P P -bx

x = 0

Dove “x” = profondità e “b” è un coefficiente.

BATTERI vivono a spese della sostanza organica = ripuliscono il granulo minerale che diventa così più



attaccabile. Nell’elaborazione di un sedimento l’azione batterica è importante perché il sedimento

incoerente LITIFICA diventando roccia compatta.

3 FASI DIAGENESI 

1) Sindiagenesi = durante sepoltura

2) Epidiagenesi = dopo sepoltura

3) Anadiagenesi = quando il sedimento viene a giorno

Possono non essere presenti tutte e 3.

Si possono tuttavia trovare sedimenti compattati ma NON litificati ( es: sabbie del deserto, perché

non c’è H2O negli interstizi ). All’azione di compattazione può seguirne una di cementazione del

sedimento portando alla litificazione della roccia Il CEMENTO spesso è roba che appartiene al



sedimento stesso ( roba ridisciolta e ricristallizzata ) mentre a volta viene da acque esterne ( roba

esterna al sedimento ). I cementi più comuni sono quelli carbonatici, poi abbiamo quelli silicei. 51

Si è visto che col tempo il calcareo è sostituito da quello siliceo la silice non sempre è in



SOLUZIONE COLLOIDALE ma spesso è in SOLUZIONE VERA. Da dove viene la silice che

precipita??? Quella in soluzione vera non precipita, mentre quella che precipita viene dai gusci degli

organismi è di origine organica.



Il cemento che abbiamo in Italia è di origine secondaria 

CEMENTO DOLOMITICO Ca,Mg ( CO3)2



La DOLOMIA è il cemento delle nostre dolomiti, e noi sappiamo che le dolomiti sono vecchie barriere

coralline. Il Mg viene portato da acque esterne; è quindi un cemento SECONDARIO. La dolomia è da

sostituzione perché in natura non precipita.

???

 Quali sono, allora, dopo la diagenesi, i tipi di rocce che vengono da questi sedimenti ?

Sabbie cementate : ARENARIE

- minerali argillosi : ARGILLE – ARGILLOSCISTI

- idrossidi di Fe e Al : BAUXITI E LATERITI

- fanghi calcarei : CALCARI

- sali evaporitici : EVAPORITI

-

Alla fine abbiamo le ROCCE SEDIMENTARIE = sistema semi – ordinato. Dal processo di distruzione

secondo la 2° legge della termodinamica si dovrebbe arrivare ad un prodotto disordinato!!!

30 marzo 2011, lezione 7

AMBIENTI DI SEDIMENTAZIONE

Concettualmente, un ambiente sedimentario si definisce come l’insieme delle condizioni fisiche,

chimiche e biologiche in cui un sedimento si accumula; da un punto di vista fisico è possibile descriverlo

come una parte della superficie terrestre fisicamente, chimicamente e biologicamente, distinta dalle

parti adiacenti, caratterizzata sia da un’unità geomorfologia di forma e dimensioni definite, sia da

processi erosionali e deposizionali ben definiti ed interagenti fra di loro. Gli ambienti di sedimentazione

di cui ci occupiamo ora sono molto particolari, con condizioni chimiche fisiche e biologiche piuttosto

caratteristiche.

MAR NERO 52

È il più grosso bacino stagnante di acqua marina.

Si trova tra Ucraina (nord), Georgia