Geologia - Teoria

Sommario

1. I minerali 3

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Proprietà dei minerali 3

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I silicati 4

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Minerali sulla crosta terrestre 4

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Le rocce 4

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2. Rocce ignee 4

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La serie di Bowen 4

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Tessitura delle rocce ignee 5

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Nomenclatura delle rocce ignee 5

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Classificazione delle rocce ignee: diagramma di Strecheisen 5

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Calore latente 6

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Basalti e granitoidi 6

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Giacitura delle rocce intrusive 6

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3. Rocce sedimentarie 7

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Classificazione delle rocce sedimentarie 7

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Rocce terrigene o clastiche 7

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Principali strutture sedimentarie 7

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Principali rocce sedimentarie non terrigene 9

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Classificazione dei calcari di origine marina............................................................................................. 9

Gli ambienti di formazione delle rocce sedimentarie 9

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Schema della petrogenesi delle rocce sedimentarie 10

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Rocce piroclastiche 11

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Caratteri giaciturali delle rocce piroclastiche 12

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4. Rocce metamorfiche 12

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L'origine dei magmi e il ciclo delle rocce 12

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TIPI DI METAMORFISMO 13

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Ciclo litogenetico 13

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5. I terremoti 14

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Onde sismiche e sismografi 14

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Intensità, magnitudo ed energia 15

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Danni prodotti 15

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Fattori che determinano l'entità del danneggiamento 15

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Tsunami 15

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Cenno alle previsioni 15

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La teoria della dilatanza e i segni premonitori 15

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Difesa dai terremoti 16

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Distribuzione dei terremoti sulla Terra 16

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6. L'interno della Terra 17

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La struttura interna del pianeta 17

...............................................................................................................

Il mantello terrestre 17

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La crosta terrestre 18

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7. La gravità terrestre e l'isostasia 19

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Anomalie della gravità 19

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Le misure di gravità 19

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Anomalia isostatica e anomalia in aria libera nella valutazione dello stato di equilibrio di un'area 21

.

Cause della rottura dell'equilibrio isostatico 21

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Flusso di calore........................................................................................................................................... 22

8. La magnetizzazione delle rocce 22

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Il campo magnetico terrestre 22

....................................................................................................................

La magnetosfera 22

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Variazioni del campo magnetico terrestre 23

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Il Paleomagnetismo 23

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Origine del magnetismo terrestre 24

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9. Fratture e faglie 25

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Faglie 25

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Principali tipi di faglie 25

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Faglie attive 26

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Sovrascorrimenti e falde di ricoprimento 26

...............................................................................................

10. Le pieghe................................................................................................................................................... 26

Morfologia delle superfici piegate 26

............................................................................................................

Antiformi e sinformi 26

..................................................................................................................................

Anticlinali e sinclinali 27

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11. Geomorfologia 27

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Ambiente costiero 27

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12. Bacini oceanici 27

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Fisiografia 27

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Costituzione e caratteri geofisici 27

..............................................................................................................

Il flusso di calore 27

........................................................................................................................................

13. Dorsali oceaniche 28

.....................................................................................................................................

14. Sistemi di grandi fratture continentali 29

..................................................................................................

Margini continentali passivi (di tipo atlantico) 29

.......................................................................................

Margini continentali attivi (di tipo pacifico) e archi insulari oceanici 30

..................................................

La distribuzione dei terremoti nei margini attivi e la subduzione 30

........................................................

15. Zone di corrugamento Mesozoico e Cenozoico 31

.....................................................................................

Sollevamento ed evoluzione delle catene collisionali 31

..............................................................................

La catena alpina 32

.........................................................................................................................................

Gli appennini 32

..............................................................................................................................................

16. I cratoni 33

....................................................................................................................................................

17. Tettonica a zolle 34

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Tipi di margini di placca 34

...........................................................................................................................

Il ciclo di Wilson 34

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I punti caldi 34

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Forze che muovono le zolle 34

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La deriva dei continenti 35

............................................................................................................................

18. Il vulcanismo 35

............................................................................................................................................

Ambiente arido 35

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Ambiente vulcanico 36

...................................................................................................................................

Ambiente fluviale 36

.......................................................................................................................................

Ambiente carsico 36

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Ambiente glaciale 37

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1. I minerali

I minerali sono sostanze naturali inorganiche aventi una struttura interna ordinata. Ognuno ha particolari

proprietà e salvo rare eccezioni si presentano allo stato cristallino.

In una sostanza cristallina gli atomi sono disposti in strutture tridimensionali ordinate, all’interno delle quali

è possibile individuare un insieme di reticoli incastrati. In questo incastro può essere individuata un’unità

minima, detta cella elementare, la cui ripetizione nello spazio origina l’intera struttura cristallina della

sostanza.

Le sostanze solide non cristalline sono vetrose: gli atomi sono distribuiti in maniera disordinata. Queste

sono paragonabili a dei liquidi. Una delle proprietà di queste sostanze è di non avere un punto di fusione

ben individuabile: infatti si ha un passaggio graduale dallo stato solido a quello liquido e viceversa.

L’ossigeno e il silicio sono gli elementi più abbondanti nella crosta terrestre e nel sottostante mantello, molti

dei minerali che conosciamo sono silicati (composti per lo più da silice SiO₄) e la loro varietà deriva dal

modo in cui si uniscono questi due elementi.

Proprietà dei minerali

Sebbene siano state riconosciute circa 3000 specie minerali, solo una ventina di esse sono comuni e meno

di dieci costituiscono circa il 90% di tutte le rocce.

Per l’identificazione dei minerali può essere fatto un esame di alcune proprietà fisiche quali:

• Colore: bisogna considerare che i minerali presentano ampie variazioni cromatiche dovute a impurità o

ad altre cause. Spesso è più significativo il minerale in polvere;

• Lucentezza: è il modo col quale un minerale riflette la luce;

• Sfaldatura: esprime la tendenza di un cristallo a rompersi lungo piani ben definiti corrispondenti a

superfici di minore coesione entro la struttura stessa;

• →

Durezza: è la resistenza a lasciarsi scalfire e per indicarla si usa la scala di Mohs (talco diamante). La

scalfittura deve essere verificata con la lente ed è tale solo se si osserva un solco, non un segno.

• Peso specifico: si ricava con opportuna bilancia che permette di pesare un campione prima in acqua e

poi in aria.

• Forma cristallina;

• Solubilità.

I silicati

Sono i principali minerali che formano le rocce. Fra di essi il gruppo più importante è dato da alcuni silicati la

cui struttura fondamentale è rappresentata dai gruppi SiO₄.

Per i silicati è possibile una distinzione in chiari e scuri, riflettente la composizione chimica: gli scuri sono

ricchi di Mg e Fe, mentre i chiari sono ricchi di Si e Al.

Minerali sulla crosta terrestre

Vi sono differenti stime sulla percentuale dei minerali costituenti la crosta terrestre.

Tra i silicati, i feldspati sono il gruppo più rappresentato (circa 50%). Tra i non silicati invece spicca la

magnetite. Per la presenza di quest’ultimo molte rocce conservano la magnetizzazione acquisita al

momento della loro formazione, fornendo preziose informazioni sul campo magnetico terrestre.

Le rocce

Le rocce sono aggregati di uno o più minerali. Esse vengono classificate in base alla loro origine, perciò

possono essere divise in tre gruppi principali:

• Rocce ignee;

• Rocce sedimentarie;

• Rocce metamorfiche.

2. Rocce ignee

Queste rocce derivano dalla cristallizzazione del magma (massa silicatica fluida).

Esse vengono distinte in due gruppi:

• Plutoniche: si sono consolidate in profondità. Sono pertanto ben cristallizzate, a grana grossa (es.

granito);

• Vulcaniche: si sono formate sulla superficie terrestre. A causa del rapido raffreddamento sono a grana

fine o addirittura vetrosa;

• Filoniane: derivate da corpi magmatici iniettati nella crosta a modeste profondità e in genere di limitate

dimensioni.

La serie di Bowen

La serie di Bowen indica la sequenza di formazione dei vari minerali per temperature decrescenti. Essa

consente di comprendere come possano avere origine tipi diversificati di rocce sia plutoniche che

vulcaniche: la formazione di litotipi di differente composizione a partire da un magma iniziale potrebbe

risultare dalla separazione dei minerali che al diminuire della temperatura segregano dal fluido.

Un meccanismo di separazione dei minerali è la gravità. Considerando la composizione dei minerali che si

separano, si può osservare che nel residuo ancora liquido di un magma in solidificazione vengono sempre

più a mancare Mg, Ca, Fe, mentre si ha un arricchimento di Na, K, Si. In definitiva, partendo da un unico

magma, è teoricamente possibile la genesi di rocce differenti.

Il pro