Le rocce
Roccia: Aggregato di minerali; in base alle variazioni di dimensione, forma e percentuale di presenza dei minerali costituenti, si riconoscono rocce diverse per origine e composizione. La struttura di una roccia, cioè la relazione fisica tra i singoli minerali, permette di ottenere informazioni sulle condizioni fisiche dell'ambiente di formazione.

Le rocce si classificano in base alla loro genesi suddividendole in:
- eruttive (o ignee o magmatiche o endogene)
- sedimentarie
- metamorfiche

Rocce eruttive

Processo magmatico

 Si realizza con il raffreddamento del magma (un miscuglio di rocce fuse mescolate a sostanze gassose).
A seconda della profondità in cui si origina il magma,della sua temperatura iniziale e dei processi chimicofisici
a cui andrà incontro durante la risalita si otterranno rocce magmatiche effusive ed intrusive.
Durante il raffreddamento del magma i minerali presenti cristallizzano, assumendo dimensioni e forme variabili, dando alle rocce magmatiche strutture caratteristiche. I minerali presenti in questo tipo di rocce sono prevalentemente silicati.

Definizione di Magma
• Il magma è un miscuglio ad altissima temperatura (da700 a 1500 °C).
Si tratta cioè di un sistema chimico-fisico a molti componenti consistente di una fase liquida (fuso) e di
un certo numero di fasi solide (cristalli) in sospensione; può anche essere presente una fase gassosa.
• E’ più o meno viscoso e suscettibile di movimento; Diverse sono le ipotesi sull'origine del magma:
1. da materiale terrestre primordiale allo stato fuso;
2. da fusione, totale o parziale, di rocce preesistenti;
3. da modificazioni di un magma originario per contaminazione.

• I principali componenti del magma sono:
silice (40-75%, valori espressi come percentuali in peso),
allumina (10-20%),
ossidi di ferro (2-12%),
calcio (1-12%),
magnesio (tracce-12%), sodio (1-8%) e potassio (tracce-7%).
Nella fase gassosa è presente principalmente acqua; anidride
carbonica, acido cloridrico, anidride solforosa, ecc. sono
presenti in quantità minori.

In funzione della quantità di silice presente, un magma viene definito:
Acido (persilicico, % di silice
superiore al 65%) o
Basico (iposilicico, % di silice
inferiore al 52%)
Neutro (intermedio o mesosilicico,
% di silice fra 52% e 60%).
La viscosità di un magma è legata alla temperatura ed alla pressione cui è sottoposto ed alla sua composizione chimica: Un magma povero di silice, è meno viscoso (o più fluido) di una magma ricco di silice.




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Serie di Bowen
I minerali che cristallizzano per primi (olivine, plagioclasio di calcio) si trovano immersi
in un liquido che permette di sviluppare cristalli con una forma regolare e ben definita
(minerali idiomorfi).
I minerali che cristallizzano per ultimi (quarzo) si devono adattare agli spazi residui e
non hanno forma ben definita (minerali allotriomorfi). Per questo motivo, nelle rocce
magmatiche, il quarzo non ha mai la sua tipica forma di prisma esagonale.

Tipi di rocce magmatiche
• Se il magma si forma dalla fusione di materialidella parte superiore del mantello, avrà natura basica, sarà caratterizzato da un’alta percentuale di ferro e di magnesio, ma povero
di silice. Questo magma raggiunge temperature elevate (1200-1500 °C) e risulta molto fluido. Rocce Femiche.
• Se la fusione riguarda rocce della crosta continentale trascinate in profondità per fenomeni tettonici, si origina un magma di natura acida, ricco di silice e assai viscoso, in quanto vi abbondano componenti che, pur
essendo immersi in una massa fusa, si trovano ancora allo stato solido. La temperatura è compresa tra 700 e 900 °C . Rocce Sialiche.
• Dalla fusione della crosta e dei sedimenti oceanici derivano magmi con composizione intermedia rispetto ai magmi basici e a quelli acidi.

Struttura delle rocce magmatiche
• Con il termine struttura si indica la forma dei singoli minerali componenti una roccia,
le loro dimensioni, il modo di aggregarsi e le reciproche relazioni.
La struttura dipende principalmente dalla velocità di raffreddamento del magma.
• Con il termine tessitura si indica la disposizione su larga scala dei componenti nello
spazio e si definiscono quegli aspetti determinati dalle orientazioni dei cristalli
(insieme delle caratteristiche di una roccia a scala geologica).
Granulare olocristallina o faneritica: tutti i frammenti minerali sono visibili ad occhio nudo e
sono essenzialmente della stessa dimensione. (Rocce intrusive)
Afanitica: tipica di rocce effusive, è caratterizzata dal fatto che tutti i frammenti minerali sono
invisibili ad occhio nudo.
Vetrosa: i frammenti minerali sono così piccoli che la roccia ha l’aspetto di un vetro. Le rocce
vetrose sono effusive.
Porfirica: nella roccia sono presenti frammenti minerali di varie dimensioni a causa delle diverse
velocità di raffreddamento. I minerali che costituiscono i frammenti più grandi sono chiamati
fenocristalli e gli altri costituiscono la matrice.
Piroclastica: presente in molti frammenti di roccia prodotti da attività vulcanica esplosiva
Pegmatitica: caratterizzata dalla presenza di frammenti minerali molto grandi. Le rocce pegmatitiche sono intrusive.
Vescicolare: caratterizzata dalla presenza di molte cavità (vescicole) formate dalla fuga dei gas
che conferiscono alla roccia un aspetto spugnoso. Le rocce vescicolari sono effusive.
In base alla loro composizione chimica, caratterizzata dalla percentuale di silice, le rocce eruttive si distinguono in:
- Acide o persiliciche (oltre il 65% di silice)
- Neutre e mesosiliciche (dal 52% al 65% di silice)
- Basiche o iposiliciche (dal 45% al 52% di silice)
Se nella composizione chimica si tiene conto della percentuale in ossidi dei metalli alcalini e dei metalli alcalino-terrosi, le rocce eruttive si suddividono in due serie:
- Alcalina
- Alcali-calcica
In base alla loro costituzione mineralogica caratterizzata dai minerali essenziali, che sono i componenti principali accanto ai minerali accessori che non hanno importanza al fine della classificazione, le rocce eruttive si distinguoni in:
- Rocce leucocrate Contenenti in maggior quantità minerali sialici di colore bianco o comunque chiaro
- Rocce melanocrate Contenenti in maggior quantità minerali fenici di colore scuro, bruno, verde o nero
La suddivisione delle rocce eruttive in famiglie è basata sulla diversa composizione composizione chimica e mineralogica che risultano legate tra di loro per cui le rocce acide sono leucocrate e le basiche sono melanocrate.


Rocce sedimentarie
Sono nella maggior parte degli aggregati di granuli minerali più o meno arrotondati, i cui interstizi sono riempiti da materiale più fine. Le dimensioni dei granuli sono un indice dell'energia meccanica dell'ambiente di deposizione.

FORMAZIONE DI UNA ROCCIA SEDIMENTARIA
La formazione di una roccia sedimentaria può essere suddivisa in quattro fasi, che rappresentano il "ciclo
sedimentario".
- I fase: alterazione delle rocce preesistenti sulla superficie terrestre con formazione di detriti solidi e di
sostanze in soluzione.
- II fase: trasporto del materiale detritico e di quello in soluzione ad opera dei fiumi, dei venti, dei ghiacciai, ecc.
- III fase: deposizione (sedimentazione) del materiale in ambienti diversi (continentale, marino, ecc.). La
sedimentazione avviene per strati successivi.
- IV fase: formazione della roccia (litificazione dei sedimenti) dovuta alla pressione esercitata da altri
sedimenti che si accumulano via via sopra di essi. I processi nel loro insieme prendono il nome di diagenesi
(processi diagenetici).


ALTERAZIONE
Quando una qualsiasi roccia entra in contatto con l'atmosfera iniziano i processi di alterazione. Tali processi possono essere di tipo fisico, chimico e biologico. I processi fisici causano la disintegrazione della roccia
senza però modificarne la composizione chimica e mineralogica (es.: temperatura, erosione ghiacciai, abrasione , vento). I processi chimici portano a cambiamenti nella composizione della roccia e nelle sue proprietà con perdita dei caratteri originari (es.: carsismo, piogge acide). I processi biologici hanno una notevole influenza sull'alterazione favorendo sia i fenomeni fisici che i fenomeni chimici (es.: licheni, muschi, alghe).

Processi di alterazione fisici
• Termoclastismo: dilatazione- contrazione-frantumazione
1) escursioni termiche
2) colore delle rocce
la disgregazione può avvenire:
- a blocchi o scaglie (rocce omogenee come calcari e
argilla)
- granulare (dovuta a dilatazione e contrazione dei singoli
minerali)
• Crioclastismo o gelivazione: variazione del volume
d’acqua- porosità- fratturazione
• Aloclastismo: sgretolamento per cristallizzazione dei
sali.
• Umidificazione ed essiccazione: le argille si dilatano
assorbendo acqua e si contraggono cedendola.

TRASPORTO

Il trasporto del materiale detritico avviene a causa di:
1) gravità (frane, colate, ecc.) 2) acque continentali (fiumi)
3) correnti marine 4) ghiacciai 5) vento
Il trasporto del materiale in soluzione avviene ad opera delle
acque.
L'azione di trasporto produce un arrontondamento degli spigoli
negli elementi detritici (clasti), una classazione del materiale
(suddivisione in base all'omogeneità delle dimensioni), una
orientazione preferenziale (in presenza di clasti in forma
allungata).
Quando l'alterazione avviene in posto, senza cioè trasporto dei
materiali, si ha la formazione di un suolo.

DEPOSITO

La sedimentazione può essere meccanica, chimica, biochimica.
La sedimentazione meccanica riguarda il materiale detritico e si differenzia in base all'ambiente in cui avviene (marino, fluviale, glaciale, ecc.);
La sedimentazione chimica riguarda il materiale trasportato in soluzione per variazioni intervenute nel mezzo (aumento di temperatura, assenza di moto, ecc.).
La sedimentazione biochimica riguarda ancora il materiale trasportato in soluzione (ad esempio il carbonato di calcio) che può essere fissato da organismi acquatici (molluschi, brachiopodi,
coralli, foraminiferi) per la formazione del proprio guscio. I gusci, dopo la morte degli animali, si depositano e si accumulano nei bacini sedimentari.
DIAGENESI

Insieme di processi chimici e fisici che portano alla formazione della vera e propria roccia (litificazione).
La temperatura che si può raggiungere durante la diagenesi è inferiore ai 200°C (a temperature superiori si parla già di metam orfismo). La durata complessiva dei processi è pari ad alcune decine di milioni di anni.
Si distinguono diversi processi nel corso della diagenesi. La compattazione è dovuta al peso dei sedimenti sovrastanti, provoca la fuoriuscita delle acque interstiziali e l'avvicinamento dei singoli grani. La ricristallizzazione coinvolge alcuni minerali instabili presenti nel sedimento. La dissoluzione e la sostituzione interessano alcuni minerali che possono disciogliersi o essere rimpiazzati da altri minerali; è questo un processo molto importante nella formazione di rocce di precipitazione chimica (trasformazione
della calcite in dolomite - dolomitizzazione). La precipitazione di nuovi minerali nello spazio fra i grani del sedimento è detta autigenesi; se la precipitazione è abbondante si ottiene la cementazione del
sedimento stesso.


Rocce chimiche o evaporitiche
Si formano all’interno di un bacino sedimentario da componenti chimici sciolti nell’acqua del mare. Quest'ultima, venendo a contatto con le rocce, scioglie i sali in esse presenti e li trasporta con sé. Se l'acqua si raccoglie in un bacino chiuso, la concentrazione dei sali andrà via via aumentando, fino a raggiungere il punto di saturazione: quando questo punto viene superato (per aggiunta di altri sali o per evaporazione dell'acqua), i sali cominciano a precipitare e a depositarsi sul fondo, dando origine, in tempi più o meno
lunghi, a vere e proprie rocce.

Le evaporiti sono rocce formatesi in seguito alla precipitazione chimica del solfato di calcio, del cloruro di sodio e di altri sali di minore importanza, in bacini lagunari con climi caldi e aridi.
Rocce organogene

• Si formano in seguito all'attività degli organismi viventi. Molti organismi marini (alcuni molluschi,
alcune alghe unicellulari, i coralli, le madrepore) sottraggono all'acqua i suoi sali e con essi
costruiscono gusci e 'scheletri': quando questi organismi muoiono, le loro parti minerali sidepositano e si accumulano sui fondali. Tali attività, tra l'altro, danno origine agli atolli e alle barriere coralline. Nel corso della storia della Terra, molti depositi corallini sono stati sollevati dalle forze endogene e sono andati a costituire formazioni rocciose superficiali. Ne sono esempio le Dolomiti (dolomite) e il Gran Sasso, formati da calcari di origine organogena.

• Per quanto riguarda la classificazione dei calcari se si considera la provenienza dei materiali si distinguono:
calcari autoctoni, generati da materiale locale; calcari alloctoni, contenenti materiale proveniente da altre zone. I c. autoctoni sono generati da organismi marini quindi hanno nomi del tipo: c. di scogliera (coralli e madrepore) ; c. conchigliari (conchiglie dei molluschi); c. pelagici (plancton); c. bituminosi (strati di calcari
alternati a strati di bitume); c. asfaltici (impregnati di idrocarburi ossidati); c. ammonitici (formati da
ammoniti, molluschi estinti con tipica conchiglia spiraliforme); c. nummulitici (con nummuliti, foraminiferi
con guscio a forma di moneta).
Rocce organogene: silicee

La silice dà origine a rocce per precipitazione mediata da microrganismi. Gli organismi depositano la silice in forma amorfa (opale) e per diagenesi si formano microcristalli di quarzo attraverso passaggi intermedi
(calcedonio).
Geyserite è una roccia silice abiancastra che si deposita all'imboccatura dei geyser ed è l'unico esempio di precipitazione diretta della silice senza l'intervento di organismi.
Diatomite (tripoli) si forma in ambiente marino da gusci silicei di diatomee mescolati con foraminiferi. In ambiente lacustre si depositano solo diatomee che danno origine alla farina fossile. Se su queste rocce il meccanismo di compattazione è spinto esse diventano durissime e si generano i diaspri.
Rocce metamorfiche

Il metamorfismo è la ricristallizzazione allo stato solido di una roccia preesistente a seguito di importanti
variazioni di temperatura e pressione. Da questo processo derivano appunto le rocce metamorfiche che si formano da rocce preesistenti che hanno subito modificazioni nella composizione mineralogica o, almeno, nella struttura e nella tessitura, in seguito al cambiamento della temperatura e della pressione rispetto alle condizioni originarie in cui si erano formate. E' noto che, fino ad una certa profondità, vi è un
aumento di temperatura variabile tra i 10°C e i 30° C per ogni chilometro e questo prende il nome di gradiente geotermico. Parallelamente alla temperatura cresce anche il valore della pressione.

Nell'interno della Terra possono anche agire, in alcuni casi delle pressioni orientate secondo particolari
direzioni chiamate anche stress che danno vita a varie strutture visibili sulla roccia come le FOLIAZIONI
(separazione di componenti mineralogici in livelli alternati di colore chiaro e scuro a causa della diversa
concentrazione), LINEAZIONI (orientazione dei componenti mineralogici secondo linee parallele) e SCISTOSITÀ’ (orientazione dei componenti mineralogici secondo superfici parallele).
Rocce metamorfiche di contatto

Si formano quando rocce qualsiasi vengono a contatto con masse magmatiche in risalita. Il calore
che si libera durante il raffreddamento della massa magmatica provoca una ricristallizzazione dei
minerali, più o meno spinta a seconda della temperatura presente, senza arrivare alla fusione
delle rocce.

Rocce metamorfiche cataclastiche
• Sono rocce che si formano per effetto delle pressioni orientate associate ai movimenti di frattura della crosta terrestre. Durante un terremoto, lungo il piano di faglia lungo cui scorrono i materiali, i cristalli subiscono trasformazioni dovute appunto alle pressioni esercitate nello slittamento. Le miloniti sono rocce caratteristiche di questo gruppo.


Rocce metamorfiche regionali
Il metamorfismo regionale, prodotto dall’aumento contemporaneo e graduale di temperatura e pressione in
seguito a movimenti di sprofondamento e dislocazione delle rocce di una vasta regione sottoposta a subsidenza, dove le rocce vengono ripiegate e sollevate a formare catene di montagne. Le radici delle grandi catene montuose sono prevalentemente formate da rocce che hanno avuto questa origine. L'elemento più caratteristico delle rocce regionali è la scistosità.