1. I minerali e le rocceI minerali e le rocce
I principali minerali
2. MineraliMinerali RocceRocce
Minerali sono solidi naturali
con un elevato ordinamento a
scala atomica ed una definita
(ma non fissa) composizione
chimica.
Rocce sono aggregati
naturali di minerali legati tra
loro da forze di coesione a
carattere permanente e
formati tramite uno o più
processi geologici.
MINERALI E ROCCE SONO DUE OGGETTI
BEN DISTINTI TRA LORO!
Ambiente di formazione di diverso tipo:
magmatico, sedimentario e metamorfico.
3. Riconoscimento e studio deiRiconoscimento e studio dei
MINERALIMINERALI
- Proprietà fisiche -- Proprietà fisiche -
Le proprietà fisiche dei minerali sono l’espressione delle relazioni esistenti tra
struttura cristallina del minerale e la sua composizione chimica.
La combinazione di osservazioni dirette seguite dalla verifica di alcune
proprietà fisiche possono bastare a riconoscere e classificare un minerale
1 Forma cristallina
2 Concrescimenti, geminazioni
3 Lucentezza
4 Sfaldatura e frattura
5 Colore
6 Tenacità
7 Durezza
8 Peso Specifico
4. Cella elementare: la più piccola unità della struttura che se ripetuta indefinitamente
nelle tre dimensioni formerà l’intera struttura
L’osservazione delle forme cristalline fornisce una stima
complessiva del contenuto degli elementi di simmetria di
un cristallo riconoscibili direttamente sul campione e ne
consente l’attribuzione ad una determinata classe
cristallina
5. Abito cubico Abito ottaedrico
Abito tetraedrico
Abito prismatico
Abito cristallino:
aspetto complessivo di
un cristallo. L'abito dei
cristalli è una
descrizione delle forme
e degli aggregati che un
determinato minerale
può assumere in natura.
7. Lucentezza: La lucentezza é una proprietà che
indica la capacità di un minerale di riflettere la
luce.
Colore: il colore è una proprietà diagnostica per
alcuni minerali e valutabile immediatamente,
tuttavia è una delle proprietà più mutevoli e meno
affidabili. Per colore di un minerale, si intende
sempre il colore che si osserva in luce naturale.
8. Durezza
La resistenza che una superficie oppone all’abrasione è la sua durezza e si
indica con la sigla H. Il grado di durezza si determina osservando per
confronto la facilità o difficoltà con cui un minerale viene graffiato.
Il mineralogista F.Mohs nel 1824 scelse una serie di 10 minerali ordinati per
durezza crescente che costituiscono la scala di durezza di Mohs
6. Ortoclasio
7. Quarzo
8. Topazio
9. Corindone
10. Diamante
1. Talco
2. Gesso
3. Calcite
4. Fluorite
5. Apatite
9. Peso Specifico
Il peso specifico (G) o densità relativa è un numero che esprime
il rapporto tra il peso di una sostanza e il peso di eguale volume
di H2O a 4 °C.
PS=14-22PS=2,6-2,9 PS=5,1
10. ROCCE
Per roccia si intende un oggetto ben DIVERSO dal minerale
•Una roccia può essere definita come un aggregato naturale formato da più minerali
(raramente da uno solo) e a volte da sostanze non cristalline. Una roccia si forma
tramite uno o più processi geologici.
Le rocce che affiorano sulla superficie terrestre derivano da tre processi chimico-fisici
fondamentali:
• cristallizzazione da un fuso magmatico (rocce magmatiche)
• ricristallizzazione di rocce già esistenti (rocce metamorfiche)
• precipitazione da una soluzione (rocce sedimentarie)
11. Riconoscimento e StudioRiconoscimento e Studio
delle rocce (petrografia)delle rocce (petrografia)
•Proprietà fisiche: rocce coerenti, compatte, incoerenti, sciolte;
•Proprietà composizionali: monomineraliche, polimineraliche;
•Proprietà genetiche: rocce magmatiche o ignee
formatesi per cristallizzazione di un magma
rocce metamorfiche
formatesi in seguito alla trasformazione di
altre rocce sotto l'azione di agenti esterni quali
pressione e temperatura
rocce sedimentarie
formatesi in seguito al deposito di materiale
proveniente dalla degradazione di altre rocce
12. Le rocce magmatiche (o ignee) derivano dalla solidificazione dei
magmi e delle lave
Magma: è un fuso silicatico ad altissima temperatura, situato nell’interno
della Terra, e contenente piccole percentuali di fluidi (principalmente acqua)
Lava: è un magma arrivato in superficie e quindi privo dei fluidi
Rocce
magmatiche
Intrusive
(plutoniche)
Effusive
(vulcaniche)
Solidificano nell’interno della Terra
dal raffreddamento dei magmi
Solidificano in superficie dal
raffreddamento delle lave
CLASSIFICAZIONE GENETICA DELLE ROCCE MAGMATICHE
Struttura: insieme delle relazioni (forma, dimensioni, posizione) dei minerali
di una roccia
Viscosità: resistenza allo scorrimento
La genesi influisce sulla struttura della roccia
Intrusive
(plutoniche)
Solidificano a bassa profondità
nell’interno della Terra
Rocce magmaticheRocce magmatiche
13. Si formano da un magma che raffredda nell’interno della Terra
ROCCE INTRUSIVE
Raffreddamento lento (104
- 106
anni) ed in presenza dei fluidi che
abbassano la viscosità
Gli atomi presenti nel magma hanno tempo e modo di legarsi ordinatamente
nei reticoli cristallini
Si formano (relativamente) pochi cristalli di grossi dimensioni (visibili ad
occhio nudo)
Struttura granulare (ad es. granito)
14. Si formano da una lava che raffredda in superficie
ROCCE EFFUSIVE
Raffreddamento veloce (ore - giorni) ed in assenza dei fluidi che quindi non
abbassano la viscosità
Gli atomi presenti nel magma non hanno tempo e modo di legarsi con ordine
nei reticoli cristallini
Si formano molti cristalli di piccole dimensioni (visibili solo al microscopio)
Struttura microcristallina (ad es. basalto)
15. Riassumendo, le strutture delle rocce magmatiche possono essere:
microcristallina granulare
vetrosaporfirica
16. Alla classificazione genetica se ne sovrappone una basata sulla
composizione chimica
Rocce
magmatiche
Acide
Basiche
Ricche in Si ed Al, povere in Fe ed Mg
Ricche in Fe ed Mg, povere in Si ed Al
CLASSIFICAZIONE CHIMICA DELLE ROCCE MAGMATICHE
Intermedie Composizione intermedia
La composizione chimica influisce sul colore della roccia
I termini acido e basico non hanno niente a che vedere col pH, ma si
riferiscono al contenuto in silice
17. Sono ricche in minerali sialici quali quarzo
(SiO2), ortoclasio (KAlSi3O8), albite (NaAlSi3O8)
ROCCE ACIDE (sialiche, felsiche)
Scarsi invece i femici (soprattutto biotite e orneblenda)
Hanno colore chiaro
granito
riolite
riolite
granito
18. Sono ricche in minerali femici quali olivina
(Fe,Mg)SiO4, pirosseni (Fe,Mg)Si2O6,
ROCCE BASICHE (mafiche, femiche)
Scarsi invece i sialici (soprattutto anortite
CaAl2Si2O8)
Hanno colore scuro
basalto
gabbro
gabbro
basalto
19. Sono composte sia da minerali femici quali
pirosseni (Fe,Mg)Si2O6, e anfiboli, che da minerali
sialici, soprattutto plagioclasi
ROCCE INTERMEDIE
Hanno colore
intermedio
andesite
diorite
andesite
diorite
20. Metamorfismo: trasformazione allo stato solido di una roccia preesistente in
una nuova roccia, strutturalmente o mineralogicamente differente
Ogni corpo è in equilibrio chimico fisico con l’ambiente in cui si è formato
ed all’interno di esso è quindi stabile
I due elementi che fondamentalmente caratterizzano l’ambiente in cui si
trova una roccia sono la pressione e la temperatura.
Trasportato in un ambiente diverso da quello di formazione il corpo non è
più stabile e tende a trasformarsi adeguandosi alle nuove condizioni
ambientali
Essi sono quindi anche i due agenti del metamorfismo (in quanto determinano
la trasformazione)
Rocce metamorficheRocce metamorfiche
21. TEMPERATURA
Nell’interno della Terra la temperatura aumenta
costantemente con la profondità secondo un
gradiente geotermico
Il gradiente geotermico medio è di circa
30°C/Km
Il gradiente geotermico minimo è di 6°C/Km
Gradienti elevati si trovano:
•Nelle aree orogenici nei
periodi orogenici
•Nelle aree vulcaniche
•Nelle zone interessate da
intrusioni magmatiche
22. PRESSIONE
Nell’interno della Terra
esistono due tipi di pressione:
litostatica e dinamica
Pressione litostatica
E’ dovuta al peso delle rocce
soprastanti
E’ uguale in ogni direzione
Aumenta regolarmente con
la profondità, secondo un
gradiente barico di circa
1Kbar/3,5Km
La pressione litostatica
comprime la roccia, ma non
ne deforma la struttura
23. Pressione dinamica
E’ dovuta al movimento delle
rocce
E’ maggiore in alcune
direzioni rispetto ad altre
Modifica la struttura della
roccia
24. Il grado metamorfico (l’entità della trasformazione) aumenta all’aumentare
dell’intensità degli agenti
Una roccia si
trasforma tanto
più intensamente
quanto più si
trova in
condizioni
lontane da quelle
in cui si è
formata
25. METAMORFISMO DI CONTATTO (termometamorfismo)
L’agente principale è la temperatura, che “cuoce” la roccia
Si verifica nelle rocce a contatto dei corpi intrusivi e delle camere magmatiche
Poiché il fenomeno avviene a piccola profondità, la pressione gioca un ruolo
minore
26. La zona interessata, detta aureola
di contatto, si estende per
centinaia di metri (max. 1 km) dal
corpo intrusivo
Non agendo la pressione dinamica,
la struttura della roccia originaria
non viene modificata
METAMORFISMO CATACLASTICO (dinamometamorfismo)
L’agente principale è la pressione dinamica, che “frantuma” la roccia
Si verifica lungo i piani di faglia e i piani di sovrascorrimento
Aureola di
contatto
Il grado metamorfico dipende dalla
distanza dall’intrusione
27. Faglie: fratture della roccia con
movimento relativo dei due bordi
Le faglie possono manifestarsi a
qualsiasi scala
28. Sovrascorrimenti:
accavallamento
di grosse porzioni
di roccia che si
verificano
durante
l’orogenesi
Le rocce che
restano
incastrate nei
piani di
scorrimento
vengono
“ultramacinate”
Le porzioni di roccia
interessate sono
ridotte:decine o centinaia
di metri, secondo le
dimensioni della faglia o
del sovrascorrimento
29. La pressione dinamica modifica in modo caratteristico la struttura delle rocce
originarie
30. Le rocce sedimentarie si formano a partire dall’accumulo di sedimenti
sciolti, cioè detriti di varia natura che derivano da materiali preesistenti
L’aggettivo “sciolto” vuol dire
non compatto, o incoerente,
come sono ad esempio
l’argilla, la sabbia o la ghiaia.
Le ulteriori suddivisioni all’interno delle rocce sedimentarie si basano sui
meccanismi con cui questi sedimenti si originano
Le rocce sedimentarie si formano esclusivamente grazie a processi
superficiali e si ritrovano solo sulla superficie terrestre oppure a piccola
profondità
Rocce sedimentarieRocce sedimentarie
31. ROCCE DETRITICHE (O CLASTICHE)
Derivano da frammenti erosi di altre rocce, secondo un processo composto
di 4 stadi: alterazione, erosione, trasporto e deposito
ALTERAZIONE
Le rocce si formano in un determinato ambiente chimico fisico, caratterizzato
da specifici parametri di composizione, temperatura, pressione ecc.
Le rocce sono in equilibrio con questo ambiente; quando si trovano al di
fuori di esso diventano instabili e tendono a trasformarsi
L’alterazione è l’insieme dei processi di
degradazione chimica e fisica che la
roccia subisce a contatto con gli agenti
atmosferici
A partire dalla superficie la roccia si
indebolisce e diviene più facilmente
erodibile
32. L’alterazione si compone di vari processi, che possono agire singolarmente
o associati, in dipendenza di fattori quali il clima, la natura della roccia ecc.
I tre più importanti processi di alterazione sono i seguenti:
Termoclastismo
I cicli ripetuti di dilatazione e contrazione che la roccia subisce durante il
riscaldamento ed il raffreddamento diurno generano microfratture che
progressivamente si allargano
Il fenomeno è più
intenso nelle zone
desertiche o
montane a più forte
escursione termica
diurna
33. Alterazione chimica
Solo il quarzo è chimicamente stabile nelle condizioni
superficiali; gli altri minerali subiscono l’aggressione
delle acque meteoriche, specie se acidulate
Il minerale può dissolversi (ad es.
calcite)
O trasformarsi in altri più stabili nelle
condizioni superficiali, ma più
erodibili (ad es. feldspati)
Crioclastismo
Ove la temperatura scende sotto 0°C, l’acqua
gela nelle fessure della roccia, divaricandole
Il fenomeno si ripete con frequenza
variabile, a seconda del clima
34. EROSIONE
E’ l’asportazione meccanica di frammenti di roccia (specie se alterata) prodotta
dall’azione di: acque continentali, vento, mare, ghiacciai (agenti dell’erosione)
Acque continentali
L’erosione inizia già con le
gocce di pioggia
E prosegue con l’acqua incanalata
Il potere erosivo dipende dalla portata, dalla velocità e dal carico solido del
corso d’acqua, nonché dalla copertura vegetale del terreno
35. Vento
Il potere erosivo dipende dalla velocità, dal carico solido e dalla
copertura vegetale del terreno
L’erosione è più intensa nelle zone desertiche o montane prive di copertura
Mare Agisce sulle coste a seconda della loro morfologia e dell’andamento
delle correnti
36. Ghiacciai Agiscono sul fondo e sulle pareti delle valli in cui scorrono
Modellano il paesaggio montano in modo caratteristico
40. Classificazione delle rocce detritiche
Si basa sulle dimensioni dei clasti
Sedimento Roccia
Ghiaia Conglomerato
Breccia
Sabbia Arenaria
Silt Siltite
Argilla Argillite
Dimensionicrescen
2 mm
1/16 mm
1/256 mm
41. Le rocce sedimentarieLe rocce sedimentarie
d e tr it ic h e o c la s tic h e
r e s t i d i a lt r e r o c c e
o r g a n o g e n e o b io c h im ic h e
r e s t i d i o r g a n is m i a n im a li e v e g e t a li
c h im ic h e
p r e c ip it a z io n i d a s o lu z io n i
R o c c e s e d im e n t a r ie
s e d im e n ti s c io lti
c e m e n ta z io n e
c o m p a tta z io n e
d ia g e n e s i r o c c ia s e d im e n ta r ia
