Riconoscimento Rocce Sedimentarie, Ignee e Metamorfiche

ROCCE RESIDUALI

Le rocce sedimentarie residuali si formano quando i processi di degradazione di rocce cristalline o sedimentarie av‐

vengono con grande velocità per particolari condizioni climatiche, successivamente possono essere trasportati o rima‐

nere in situ: per la bauxite aree tropicali e subtropicali, USA, Cina e Russia, in Italia Abruzzo, Molise e Puglia.

Le principali rocce sedimentarie residuali sono:

 laterite = rocce residuali caratterizzate da un arricchimento in ossidi e idrossidi di Fe e Al con perdita di silice

 O ∙nH O rocce residuali con più basso tenore in silice rispetto alle lateriti (bauxiti ferruginose) e maggiore

bauxite = Al

2 3 2 ) e boehmite (ɣ ‐ AlO(OH)):

quantità di allumina, costituita principalmente da gibbsite (Al(OH)

3

‐ bauxite lateritica = origina da rocce cristalline

‐ bauxite carsica = riposano su rocce carbonatiche di cui possono rappresentare in parte il residuo insolubile

‐ corindone (rubino) = bauxite disidratat a causa di elevate pressioni e temperature

 argille residuali = la loro composizione è funzione delle condizioni climatiche: nei climi temperati umidi si verifica un

arricchimento in Al, Fe e caolinite, nei climi aridi un arricchimento in Ca, Mg e montmorillonite, nei climi caldo umidi

i minerali argillosi sono assenti e i processi di degradazione portano alla formazione di lateriti

bauxite

ROCCE ORGANICHE

Quando i processi ossidanti della diagenesi precoce non distruggono le sostanze organiche:

 Idrocarburi = derivano da sostanze organiche contenute in rocce sedimentarie e si accumulano dopo processi di

migrazione e gassosi

in rocce porose e permeabili; raramente solidi, più frequentemente liquidi

 carboni fossili = derivano da un particolare processo di diagenesi delle sostanze vegetali che porta ad una perdita di

liquidi ed a un arricchimento in carbonio    

In base alla percentuale di carbonio: torba lignite carbone sub‐bituminoso litantrace antracite

Le rocce carboniose si distinguono da rocce impregnate di idrocarburi

(solitamente emananti odore fetido) perché, aggiungendo cloroformio

ai frammenti di roccia e facendo evaporare a temperatura ambiente,

non vi è residuo; ancora, versando acetone sul residuo (nel caso di idro‐

carburi) e aggiungendovi acqua, la soluzione diventa opalescente.

litantracite 25

ROCCE IGNEE MAGMATICHE

Le rocce ignee derivano dalla cristallizzazione di un magma (= fuso naturale composto da liquido con percentuale

variabile di parti volatili dissolte) e possono avere una composizione silicatica o carbonatica.

ROCCE IGNEE MAGMATICHE INTRUSIVE (PLUTONICHE)

Le rocce ignee intrusive derivano da fusi silicatici che cristallizzano in profondità (dai 4‐5 km fino a 100 km).

pressione dei volatili dissolti nel fuso < pressione litostatica delle rocce incassanti

Composizione chimica dei magmi: SiO – TiO – Al O – FeO – Fe O – MgO – CaO – Na O – K O – H O

2 2 2 3 2 3 2 2 2

SiO è il criterio chimico distintivo:

2

 rocce acide o ipersiliciche > 65%

 52% ‐ 65%

rocce intermedie o mesosiliciche

 o iposiliciche 43% ‐ 52%

rocce basiche

 rocce ultrabasiche < 43%

sono chiari: i minerali melanocrati sono scuri:

i minerali leucorati / / /

(rosa) 2,6

‐ alcali feldespati , 2,5 leucite augite

‐ pirosseni (verdone) 3,3

/

nefelina ‐ olivine (verde) 3,4

/

‐ plagioclasi (bianco) 2,7 ‐ anfiboli (nero)

/ /

‐ quarzo (trasparente) 2,65 ‐ miche (nero) 3 biotite

/ /

Q

‐ foidi (bianco) almandino 4,3 e magnetite 5,2

Il diagramma QAPF di Streckeisen: quarzolite (silexite)

90%

quarzo ricco

granitoidi

in

60% granito monzogranito

granito feldspato alcalino quarzo monzodiorite

quarzo 20% quarzo monzogabbro

sienite feldspato alcalino quarzo quarzo quarzo diorite/gabbro/anortosite

sienite sienite monzonite monzodiorite/monzogabbro

5%

feldspato alcalino sienite monzonite diorite/gabbro/anortosite

A P

foid‐bearing sienite foid‐bearing diorite/

foid‐bearing

10%

feldspato alcalino it gabbro/anortosite

foido foido mon‐

foid‐bearing sienite foid‐bearing monzodiorite/

monzosienite zodiorite monzogabbro

foido mon‐

foido sienite zogabbro foido diorite

foido gabbro

60% foidolite

F

26

L’origine delle rocce ignee intrusive sta nella fusione delle rocce, la quale dipende da:

 composizione della roccia

(solido + fluido)

 geotermobarometrico

gradiente

(= curva in funzione della tempe‐

ratura e della profondità )

conformazione geologica della zona dove avviene la fusione determina

La

temperatura  

il tipo di attività ignea (plutonica intrusiva oppure vulcanica estru‐

siva)

*la composizione magmatica determina però la viscosità del sistema (=

* 

facilità di far risalire il fuso magmatico) il magma, raffreddandosi sotto

pressione terra, porterà alla cristallizzazione dei minerali e dei solidi amorfi (vetri)

 la formazione di roccia ignea intrusiva dipende dalle condizioni di cri‐

stallizzazione del fuso magmatico



La temperatura si abbassa alcuni composti precipitano:

la solidificazione consiste in:

 nucleazione = processo che porta alla formazione dei primi cristalli dovuti all’aggregazione di poche molecole di un

minerale

 crescita cristallina = processo che porta all’addizione di ioni e molecole ai cristalli e ogni minerale avrà forme e dire‐

zioni di accrescimento diverse, in base alla propria struttura cristallina

/

rate ( ) = tempo di raffreddamento di una roccia ignea

Cooling

Undercooling ( ) = differenza tra la temperatura di fusione di un minerale e la temperatura (più bassa) a cui esso si

viene a trovare per effetto del raffreddamento del magma

Tasso di diffusione degli elementi chimici, tasso di nucleazione e tasso di crescita cristallina concorrono così:

nella regione A, il tasso di nucleazione è basso mentre il tasso di

crescita è alto: la roccia sarà formata da pochi cristalli ma grandi

 faneritica; un lento raffreddamento del magma sotto la su‐

cristallina perficie permette agli atomi di aggregarsi ai cristalli che possono

nucleazione così accrescersi.

nella regione B, il tasso di nucleazione è alto mentre il tasso di

crescita crescita è basso: la roccia sarà formata da molti e piccoli cristalli



(non visibili a occhi nudo) afanitica; un veloce raffreddamento

di del magma sopra la superficie non permette agli atomi di aggre‐

di tasso

tasso garsi ai cristalli che restano piccoli.

nella regione C, i tassi di nucleazione e crescita sono bassi: i cri‐

stalli saranno pochi e piccolissimi, oppure si formerà un materiale

cooling rate amorfo.

 

In una roccia ignea intrusiva, e sono bassi il tempo di raffreddamento è molto lungo i cristalli accrescono:

‐ le taglie dei cristalli sono sempre weathering ultramafica calcio plagioclasio 1200° temperatura

faneritiche e possono essere (peridotite) olivina

sempre confrontate fra loro

‐ il materiale amorfo è assente mafica effusiva pirosseno

‐ i cristalli non sono orientati al (gabbro e basalto) della

resistenza 900°

anfibolo

Interm. effusiva abbassamento

(diorite e andesite) biotite mica sodio plagioclasio

aumento K‐feldspati

felsica effusiva muscovite mica

(granite e riolite) 600°

quarzo 27

nome granite diorite gabbro peridotite

componente principale quarzo 20% plagioclasio pirosseno olivina

k‐feldspati, mi‐ quarzo, miche, anfi‐ plagioclasio, anfi‐

altri componenti pirosseno

che bolo, pirosseno bolo, olivina

colore rosa ‐ grigio grigio verdone scuro verde

/ / /

/

densità 2,8 – 3 2,7 – 3,3 3,1 – 3,4

2,65 – 2,75

immagine

ROCCE IGNEE MAGMATICHE ESTRUSIVE (VULCANICHE)

Le rocce ignee estrusive derivano da fusi silicatici che cristallizzano in parte in profondità (max. 10 km) e in parte

 

durante la risalita in superficie pressione e temperatura diminuiscono i volatili disciolti nel magma vengono

rilasciati in base alle condizioni termobarometriche in cui il magma si trova.

Lava = magma estruso sulla superficie terrestre, la cui parte volatile è stata completamente rilasciata

 rocce ignee vulcaniche effusive = derivano dalla solidificazione di una colata lavica (Eta, Stromboli, Hawaii);

in base alla viscosità del flusso, le parti più vicine all’acqua/atmosfera/ter‐

la lava emessa varia di velocità e distanza

reno si raffredderanno per prime; anche qui, la tessitura della roccia è determinata dal cooling rate

Le rocce ignee vulcaniche effusive si formano con un altro cooling

 

rate che non permette alcuna cristallizzazione regione C ve‐

tro ed eventuali piccoli cristalli che testimoniano un decrescere del

cristallina cooling rate:

nucleazione

crescita ossidiana

di

di tasso

tasso In linea generale, la gione A riguarda

la il magma nella camera magma‐

cooling rate tica, le regioni B e C interessano il

magma durante la sua risalita in superficie.

Tuttavia, se durante la risalita, le condizioni sono compatibili con le regioni A e B, è

possibile che si formino dei fenocristalli (cristalli di grandi dimensioni) dispersi in pasta

di fondo con cristalli piccolissimi: Inoltre, possono persistere piccole percentuali di volatili che pos‐

sono creare vescicole soprattutto nella parte basale e sommitale

della lava:

28 Q

Il diagramma QAPF di Streckeisen: 90%

60%

riolite feldspato alcalino riolite dacite

quarzo 20%

trachite feldspato alcalino quarzo quarzo

trachite andesite

trachite latite

5%

feldspato basalto

alcalino trachite latite

A P

foid‐bearing

foid‐bearing trachite latite

10%

feldspato alcalino basanite fo‐

fonolite

foid‐bearing trachite nolitica >10%

tefritica

fonolite tefrite fono‐ basanite (olivina > 10%)

litica < 10% tefrite (olivina < 10%)

60% foidite foidite

fonoli‐ tefri‐

tica tica foidite

F

Se vi sono alte percentuali di materiale amorfo, bisogna applicare un criterio chimico: diagramma TAS (anche per le

piroclastiche)

29

 rilascio della

rocce ignee vulcaniche piroclastiche = derivano da eventi parossistici determinati dall’improvviso

 9

fase gassosa che dipende da:

dalla fase liquida determinata dalla cinetica della essoluzione

 qunatità di gas disciolti nel magma

 viscosità del magma

 della essoluzione

tempo

 temperatura

 pressione

quantità di SiO

In base alla si hanno

2

densità differenti.

e visc